眼圖測試分析
波形參數(shù)測試是數(shù)字信號質(zhì)量評估常用的測量方法,但是隨著數(shù)字信號速率的提高,靠幅度、上升時(shí)間等的波形參數(shù)的測量方法越來越不適用了
一個5Gbps的信號來說,由于受到傳輸通道的損耗的影響,不同位置的信號的幅度、上升時(shí)間、脈沖寬度等都是不一樣的。不同的操作人員在波形的不同位置測量得到的結(jié)果也是不一樣的。
因此我們必須采用別的方法對于信號的質(zhì)量進(jìn)行評估,對于高速數(shù)字信號來說常用的就是眼圖的測量方法
所謂眼圖,實(shí)際上就是高速數(shù)字信號不同位置的數(shù)據(jù)比特按照時(shí)鐘的間隔疊加在一起自然形成的一個統(tǒng)計(jì)分布圖。
眼圖的形成過程。我們可以看到,隨著疊加的波形數(shù)量的增加,數(shù)字信號逐漸形成了一個個類似眼睛一樣的形狀,我們就把這種圖形叫做眼圖。
眼圖交叉比,是測量交叉點(diǎn)振幅與信號“1”及“0”位準(zhǔn)之關(guān)系;福建眼圖測量哪里買
而對于很多高速的串行總線信號來說,由于時(shí)鐘信息嵌入在數(shù)據(jù)流里,所以需要測量設(shè)備有相應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)功能(可能是硬件的也可能是軟件的),能夠先從數(shù)據(jù)流里提取出時(shí)鐘,然后以這個時(shí)鐘為基準(zhǔn)對數(shù)據(jù)比特進(jìn)行疊加才能形成眼圖。因此,很多高速串行數(shù)字信號的眼圖測試通常需要該示波器或測量設(shè)備有相應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)功能。下圖是個對串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行軟件時(shí)鐘恢復(fù)的例子。
真正意義的眼圖是以時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行疊加的:眼圖測量的根本目的是判斷該數(shù)據(jù)信號相對于其時(shí)鐘信號(可能是專門的時(shí)鐘通道也可能是內(nèi)嵌的時(shí)鐘信息)的建立/保持時(shí)間窗口、采樣時(shí)的信號幅度等參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,所以眼圖測量一定是要以其參考時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行信號疊加才有意義。有時(shí)用數(shù)據(jù)信號自身的邊沿觸發(fā)進(jìn)行自然疊加也能形成類似眼圖的形狀,但這不是真正意義上的眼圖。 四川眼圖測量配件眼圖高度(眼高)的定義;
一般而言,生成眼圖需要通過測量大量的數(shù)據(jù),然后再從其中恢復(fù)得到。示波器測量眼圖中,經(jīng)過前期的數(shù)據(jù)采集,其內(nèi)存中可以獲得完整的數(shù)據(jù)記錄。然后,利用硬件或者軟件對時(shí)鐘進(jìn)行恢復(fù)或提取得到同步時(shí)鐘信號,用此時(shí)鐘信號與數(shù)據(jù)記錄中的數(shù)據(jù)同步到每個比特,通過觸發(fā)恢復(fù)的時(shí)鐘,把數(shù)據(jù)流中捕獲的多個1 UI(單位間隔,相當(dāng)于一個時(shí)鐘周期)的信號重疊起來,也即將每個比特的數(shù)據(jù)波形重疊,得到眼圖。
從上面的形成原理圖中可以看出,通過用恢復(fù)的時(shí)鐘信號等間隔的觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄中的信號,將這些截取到的單位UI波形疊加在一起,就形成了眼圖
在誤碼率(BER)的測試中,碼型發(fā)生器會生成數(shù)十億個數(shù)據(jù)比特,并將這些數(shù)據(jù)比特發(fā)送給輸入設(shè)備,然后在輸出端接收這些數(shù)據(jù)比特。然后,誤碼分析儀將接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的原始數(shù)據(jù)一位一位進(jìn)行對比,確定哪些碼接收錯誤,隨后會給出一段時(shí)間內(nèi)內(nèi)計(jì)算得到的BER。考慮誤碼率測試的需要,我們以下面的實(shí)際測試眼圖為參考,以生成BER圖,
ER圖是樣點(diǎn)時(shí)間位置BER(t)的函數(shù),稱為BERT掃描圖或浴缸曲線。簡而言之,它是在相對于參考時(shí)鐘給定的額定取樣時(shí)間的不同時(shí)間t上測得的BER。參考時(shí)鐘可以是信號發(fā)射機(jī)時(shí)鐘,也可以是從接收的信號中恢復(fù)的時(shí)鐘,具體取決于測試的系統(tǒng)。以上述的眼圖為參考,眼睛張開度與誤碼率的關(guān)系以及其BER 眼圖形成理論研究(關(guān)于眼圖的原理、基礎(chǔ)及測量);
對于通用的串行信號,時(shí)鐘是內(nèi)嵌的,這時(shí)需要儀器從串行信號中恢復(fù)時(shí)鐘,以恢復(fù)的 時(shí)鐘為基準(zhǔn)來形成眼圖,
眼圖分析與誤碼率分析有什么不同?
1、相對于誤碼率的測量,眼圖測量既迅速又容易。
2、眼圖能夠提供更深層次的診斷信息。
3、眼圖可以顯示數(shù)字信號的整體品質(zhì)。
4、能夠進(jìn)行子系統(tǒng)和組件的眼圖分析(BER測試是一個系統(tǒng)級的測試)。
眼圖如何反映信號的品質(zhì)或質(zhì)量呢?
(1)眼圖顯示被測信號的綜合特征:上升時(shí)間和下降時(shí)間;過沖;下沖和振鈴;占空比;抖動和噪聲。
(2)眼圖張開越大,表明對噪聲和抖動的容許誤差越大:
(3)眼圖張開越大,表明接收器判斷信號的準(zhǔn)確度越好;
(4)眼頂、眼底和轉(zhuǎn)換區(qū)域?qū)挶砻鹘邮掌髋袛嘈盘柕臏?zhǔn)確度變差; 眼圖測試對儀器的要求;廣西眼圖測量產(chǎn)品介紹
測試中眼圖能用來做什么?福建眼圖測量哪里買
克勞德高速數(shù)字信號測試實(shí)驗(yàn)室
眼圖測試高速串行數(shù)據(jù)信號的眼圖與抖動的儀器都使用了基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘恢復(fù)方法。其中,實(shí)時(shí)示波器主要使用軟件PLL來恢復(fù)參考時(shí)鐘,取樣示波器和誤碼率測試儀都使用硬件PLL來恢復(fù)時(shí)鐘。采用軟件恢復(fù)時(shí)鐘方法,捕獲長數(shù)據(jù)波形,將數(shù)據(jù)與恢復(fù)時(shí)鐘逐位比較,完成眼圖、抖動、誤碼率測試。可分析捕獲的串行數(shù)據(jù)的每一個Bit位,避免了觸發(fā)抖動和硬件恢復(fù)時(shí)鐘抖動導(dǎo)致的測量不精確,CDR抖動和觸發(fā)抖動理論為0。 福建眼圖測量哪里買
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