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示波器眼图怎样看_眼图原理_眼图效果_眼图丈量办法

2017-05-28 15:27分类:电子元器件 阅读:

 

示波器屏幕上所闪现的数字通讯符号,由许多波形有些堆叠构成,其形状相似“眼”的图形。“眼”大标明体系传输特性好;“眼”小标明体系中存在符号间搅扰。
一.概述
“在实习数字互连体系中,彻底消除码间串扰对错常艰难的,而码间串扰对误码率的影响如今尚无法找到数学上便于处理的核算规矩,还不能进行精确核算。为了衡量基带传输体系的功用好坏,在实验室中,一般用示波器查询接纳信号波形的办法来剖析码间串扰和噪声对体系功用的影响,这即是眼图剖析法。
在无码间串扰和噪声的志向状况下,波形无失真,每个码元将堆叠在一同,究竟在示波器上看到的是迹线又细又明晰的“双眼”,“眼”翻开得最大。当有码间串扰时,波形失真,码元不彻底重合,眼图的迹线就会不明晰,致使“眼”有些闭合。若再加上噪声的影响,则使眼图的线条变得迷糊,“眼”翻开得小了,因而,“眼”翻开的巨细标明晰失真的程度,反映了码间串扰的强弱。由此可知,眼图能直观地标明码间串扰和噪声的影响,可评估一个基带传输体系功用的好坏。别的也能够用此图形对接纳滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改进体系的传输功用。 一般眼图能够用下图所示的图形来描绘,由此图能够看出:

(1)眼图翻开的宽度决议了接纳波形能够不受串扰影响而抽样再生的时刻距离。显着,最好抽样时刻应选在双眼翻开最大的时刻。
(2)眼图斜边的斜率,标明体系对守时颤抖(或过错)的活络度,斜率越大,体系对守时颤抖越活络。
(3)眼图左(右)角暗影有些的水平宽度标明信号零点的改动方案,称为零点失真量,在许多接纳设备中,守时信息是由信号零点方位来获取的,关于这种设备零点失真量很首要。
(4)在抽样时刻,暗影区的笔直宽度标明最大信号失真量。
(5)在抽样时刻上、下两暗影区距离的一半是最小噪声容限,噪声瞬时值逾越它就有或许发作过错断定。
(6)横轴对应断定门限电平。 ”
二、眼图的一些底子概念
— “啥是眼图?”
“眼图即是象双眼相同形状的图形。

图五 眼图界说”
眼图是用余辉办法累积叠加闪现搜集到的串行信号的比特位的作用,叠加后的图形形状看起来和双眼很像,故名眼图。眼图上一般闪现的是1.25UI的时刻窗口。双眼的形状各式各样,眼图的形状也各式各样。经过眼图的形状特征能够活络地差异信号的质量。
图六的眼图有“双眼皮”,可差异出信号或许有串扰或预(去)加剧。

图六 “双眼皮”眼图
图七的眼图“双眼里布满血丝”,这标明信号质量太差,或许是查验办法有过错,也或许是PCB布线有显着过错。

图七 “双眼布满血丝”的眼图
图八的眼图十分美丽,这或许是用采样示波器丈量的眼图。

图八 最美丽的“双眼”
因为眼图是用一张图形就无缺地表征了串行信号的比特位信息,所以成为了衡量信号质量的最首要东西,眼图丈量有时侯就叫“信号质量查验(Signal Quality Test,SQ Test)”。 此外,眼图丈量的作用是合格仍是不合格,其差异依据一般是有关于“模板(Mask)”而言的。模板规矩了串行信号“1”电平的容限,“0”电平的容限,上升时刻、降低时刻的容限。所以眼图丈量有时侯又被称为“模板查验(Mask Test)”。 模板的形状也各式各样,一般的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色有些所示。
在串行数据传输的纷歧样节点,眼图的模板是纷歧样的,所以在挑选模板时要留心详细的子模板类型。 假如用发送端的模板来作为接纳端眼图模板,或许会一向碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号,不是NRZ码形,其模板比照分外。当有比特位碰到模板时,我们就以为信号质量欠好,需求调试电路。有的商品恳求十0%不能碰模板,有的商品是答应碰模板的次数在必定的概率以内。(风趣的是,眼图85%经过模板的商品,功用查验一般是没有疑问的,比方我在用的电脑网口老是查验不能经过,但我上网一向没有疑问。 这让许多公司觉得不必买示波器做信号无缺性查验以相同能够做出好商品来,至于山寨版的,更不会去买示波器测眼图了。)示波器中有丈量参数可主动核算出碰到模板的次数。此外,依据“侵略”模板的方位就能知道信号的哪方面有疑问然后辅导调试。如图九标明信号的疑问首要是降低沿太缓,图十标明1电峻峭0电平有“陷落”,或许是ISI疑问致使的。

图九 降低沿碰到模板的眼图

图十 “1”电峻峭“0”电平有“陷落”的模板
和眼图有关的眼图参数有许多,如眼高、眼宽、眼崎岖、眼穿插比、“1”电平,“0”电平,消光比,Q因子,均匀功率等。图十二标明崎岖有关的丈量参数的界说。

图十一 眼图参数界说
“1”电峻峭”0”电平标明挑选眼图基地的20%UI有些向笔直轴投影做直方图,直方图的基地值别离为“1”电峻峭“0”电平。眼崎岖标明“1”电平减去“0”电平。上下直方图的3sigm之差标明眼高。图十二、十三、十四,十五标明晰其它一些眼图参数的界说,一望而知,在此不再逐个描绘。

图十二 眼图参数界说

图十三 眼图参数界说

图十四 眼图参数界说

图十五 眼图参数界说
三、眼图丈量办法(传统眼图丈量办法)
之前谈到,眼图丈量办法有两种:传统眼图丈量办法用中文来了解是八个字:“同步触发+叠加闪现”,现代眼图丈量办法用中文来了解也是八个字:“同步切开+叠加闪现”。 两种办法的纷歧样就四个字:传统的是用触发的办法,现代的是用切开的办法。“同步”是精确丈量眼图的要害,传统办法和现代办法同步的办法是纷歧样的。“叠加闪现” 即是用仿照余辉的办法不断累积闪现。
传统的眼图办法即是同步触发一次,然后叠加一次。每触发一次,眼图上添加了一个UI,每个UI的数据是有关于触发点摆放的,因而是每触发一次眼图上只添加了一个比特位。图一形象标明晰这种办法构成眼图的进程。

图一 传统眼图丈量办法的原理
传统办法的榜首个缺陷即是功率太低。关于如今的高速信号如PCI-Express Gen2,PCI-SIG恳求丈量1百万个UI的眼图,用传统办法就需求触发1百万次,这或许需求几个小时才调丈量完。第二个缺陷是,因为每次触发只能叠加一个UI,构成1百万个UI的眼图就需求触发1百万次,这么不断触发的进程中必定将示波器自身的触发颤抖也引进到了眼图上。关于2.5GBbps以上的高速信号,这种触发颤抖是不行疏忽的。
怎样同步触发,也即是说怎样使每个UI的数据有关于触发点摆放?也有两种办法,一种办法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟,将此刻钟引到示波器作为触发源,时钟的边际作为触发的条件。别的一种办法是将被测的串行信号一同输入到示波器的输入通道和硬件时钟康来电路(CDR)通道,硬件CDR康复出串行数据里内嵌的时钟作为触发源。 这种同步办法引进了CDR颤抖,这是传统办法的第三个缺陷。 此外,硬件CDR只能侦测接连串行信号才调作业正常,假如被测信号不是接连的,比方两段接连比特位之间有一段低电平,硬件CDR就不能康复出精确的时钟。别的,传统办法的作业原理决议了它不能对间歇性的串行信号做眼图,不能对保留的波形做眼图,不能对运算后的波形做眼图,这捆绑了运用方案。 这是传统办法的第四个缺陷。

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