北京眼图测量信号完整性测试

眼图概念

数字信号的眼图包含丰富的信息，体现了数字信号的整体特征，能够很好地评估数字信 号的整体品质。

用眼图来分析串行信号是一种非常好的方法。有人误解眼图和模板，认为是串行信号物理层指标之一，其实不是。这是种非常好的方法， 不以至于很多规范都规定了模板，实际上这是必须的。

眼图是各种数据码型累计在一起的综合结果，

眼图的准确形成涉及参考时钟。对于源同步信号，可以以源同步时钟或从源同步时钟中 通过锁相环提取的时钟来形成眼图， 密度优化的以太网眼图参数计算方法；北京眼图测量信号完整性测试

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。 江西眼图测量HDMI测试在DDR4的 眼图测试分析；

分析实际眼图，再结合理论，一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成的眼图

由上述的理论分析，结合示波器实际眼图的生成原理，可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近（无串扰等影响），

如下所示：如果这八种状态组中缺失某种状态，得到的眼图会不完整，如下所示：

眼图中通常显示的是1.25UI的时间窗口，眼图的形状各种各样，通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。可以根据眼图的相关参数来判别眼图的好坏，从而可以衡量系统的性能。眼图相关的参数有很多，如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平，“0”电平，消光比，Q因子，平均功率等，各个参数如下图中所示：

眼图模板 什么是模板（Mask）测试？

•模板测试是一种优化的制造级测试（Pass/Fail)•在大多数情况下，模板测试能代替各种眼图指标的测试。

•大部分标准都定义了容易进行一致性测量的模板。

•模板测试比眼图的各种指标测量更容易、更快捷。

•模板定义的区域是禁止信号进入的一个区域，有信号进入说明信号不满足这种模板要求，即Fail。

测试眼图，要求实时示波器具备多高的带宽和釆样率呢？其与测试数字脉冲或高速数字信号一样，要保持测试精度，对带宽和釆样率有如下要求。

（1）知道你的信号的快上升时间。

（2）计算信号带宽BWsignal（或信号比较高频率分量&心）。

BWSIgnal（或Fmax）=0.4/。（20%〜80%定义为上升时间）

BWslgnal（或Fmax）=0.5/。（10%〜90%定义为上升时间）

（3）计算需要的示波器带宽BWscopeoBWscope=2

BWslgnal（或2/max）（高斯频响示波器）

BWgpe=1.4-BWsigna（或1.4•Umax）（Flat频响示波器）

（4）计算需要的示波器采样率S&cope。SKcope=4•BWgpe

（高斯频响示波器）SR$copc=2.5BWscope（Flat频响示波器） 什么是眼图？它用在什么场合？反映了波形的什么信息？

二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图的垂直线表示比较好抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得比较大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：新的眼图生成方法解决了触发抖动问题；北京眼图测量信号完整性测试

如何由眼图分析信号？北京眼图测量信号完整性测试

眼图中的“1”电平（ top P）与“0”（ base P ）电平即是表示逻辑为1 或0 的电压位准值，实际中选取眼图中间的20% UI 部分向垂直轴投影做直方图，直方图的中心值分别为“1”电平和“0”电平。

眼幅度表示“1”电平信号分布与“0”电平信号分布平均数之差，其测量是通过在眼图位置附近区域（通常为零点交叉时间之间距离的20%）分布振幅值进行的。

眼宽反映信号的总抖动，即是眼图在水平轴所开的大小，其定义为两上缘与下缘交汇的点（Crossing Point）间的时间差。交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来，每个分布的标准偏差是从两个平均数之间的差值相减而来。

眼高即是眼图在垂直轴所开的大小，它是信噪比测量，与眼图振幅非常相似。 北京眼图测量信号完整性测试

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