北京电气性能测试眼图测量

克劳德高速数字信号测试实验室

眼图测试噪声和抖动

由于噪声和抖动，眼图上的空白区域变小。眼图在除去抖动和噪声的基础上，眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间；同理，眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限，同时，眼图中眼高比较大的地方，即为比较好判决时刻。 眼图测量在通信系统分析中的应用；北京电气性能测试眼图测量

眼图高度(眼高)的定义

眼图高度即眼高，是测量眼图的垂直开口高度，测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库，垂直直方图是由落入定义眼图的窗口内的波形数据构成的。可利用垂直直方图找到九p、外以，以及波顶电压与波底电压的标准偏差。

其中，为垂直直方图的波顶峰值的平均电压；/叩为垂直直方图的波顶峰值的标准偏差；■base为垂直直方图的波底峰值的平均电压；債防。为垂直直方图的波底峰值的标准偏差。

眼图宽度（眼宽）的定义

眼图宽度即眼宽，是测量眼图的水平开口大小，测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库，水平直方图由落入/理和Lse定义的窗口内的波形数据创建。可以利用水平直方图找到眼图交叉点的平均时间值和标准偏差。应考虑到，噪声和抖动会使交叉点位置发生较大的变化及眼图闭合。 海南眼图测量服务热线眼图测试中的时钟恢复；

通过以上的分析，从采集到的数据中恢复出时钟信号对于眼图的生成至关重要。因此，眼图与CLK的关系如下：

（1）采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟，恢复时钟，或者与数据信号本身同步的码同步信号

（2）实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样，不需附加的同步信号和触发信号。通常通过软件PLL方法恢复时钟.因此，这里有必要介绍下时钟恢复电路的功能：

（1）从接收到的数据流中恢复出原采样时钟信号

（2）利用恢复的时钟信号来衡量输入信号的时间、幅度等级等性能

（3）在输入信号的时间和幅度等特性基础上重新生成数据流，并且与恢复的时钟信号或重新生成的系统时钟同步。

信号上升时间与下降时间

一般测量上升及下降时间是以眼图占20%～80%的部分为主，其中上升时间如下图，分别以左侧交叉点左侧(20%)至右侧(80%)两块水平区间作此传递信号上升斜率时间之换算，计算公式如下：

上升时间=平均（80%时间位准）-平均（20%时间位准）

由于时间位准20%及80%是与信号位准1 及0 有着相关性的。当然，如果上升时间愈短，即愈能表现出眼图中间的白块，即可传递的信号及容忍误码比率较好。

Q因子（QFactor）

Q因子是用于测量眼图信噪比的参数，它的定义是接收机在比较好判决门限下信号功率和噪声功率的比值，可适用于各种信号格式和速率的数字信号，其计算公式如下：其中，“1”电平的平均值topP与“0”电平的平均值baseP的差为眼幅度，“1”信号噪声有效值1s与“0”信号噪声有效值0s之和为信号噪声有效值。Q因子综合反映眼图的质量问题。Q因子越高，眼图的质量就越好，信噪比就越高。Q因子一般受噪声、光功率、电信号是否从始端到终端阻抗匹配等因素影响。一般来说，眼图中1电平的这条线越细、越平滑，Q因子越高。在不加光衰减的情况下，发送侧光眼图的Q因子不应该小于12，接收测的Q因子不应该小于6 眼图的关键参数，眼幅度和眼高度；

目前，泰克提供的眼图生成方案：

（1） 从数据恢复时钟（CDR），眼图模板测试：可以分为硬件CDR（PLL）和软件CDR（PLL+其它）

（2） 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数

（3） 根据上面测量到的数据，绘制相关的图形：

抖动：趋势，频谱,

直方图, 浴盆曲线

根据上述的方案概况，

在实时示波器中，通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先，示波器采集到一长串连续的数据波形；然后，使用软件CDR恢复时钟，用恢复的时钟切割每个比特的波形，从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特；一步是把所有比特重叠，得到眼图。

其中，实时的眼图生成方法如下：

软件时钟恢复

 眼图参数测量

全系列标准参数测量，包括幅度、定时和抖动

低抖动低噪声

单触发事件，而不是ET方法中的多触发事件，即触发一次后连续采样，减少了可能引入的抖动、噪声

支持不同的时钟恢复模型

 锁相环 (PLL)„ 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)

 数据相关分析

把跳变位与非跳变位分开

 码型长度检测，进行抖动分析 (Rj/Dj分离)

示波器眼图的形成原理；北京电气性能测试眼图测量

硬件调试——眼图几个经典案例；北京电气性能测试眼图测量

眼图码间串扰

眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。

当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。与间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。

眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带系统的性能优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰。 北京电气性能测试眼图测量

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