數(shù)字信號眼圖分析
波形參數(shù)測試室數(shù)字信號測試常用的測量方法,但是隨著數(shù)字信號速率的提高,波形參數(shù)的測量方法越來越不適用,5G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、上升時間,脈沖寬度等都是不一樣的。不同的操作人員的波形的不同位置測量得到的結(jié)果也是不一樣的,這就使用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)比特按照時鐘的間隔疊加在一起自然形成的一個統(tǒng)計分布圖,顯示了眼圖的形成過程。我們可以看到,隨著疊加的波形數(shù)量的增加,數(shù)字信號逐漸形成一個個類似眼睛一樣的形狀,我們把這種圖形叫作眼圖。 數(shù)字信號眼圖測試系統(tǒng)。廣東設(shè)備眼圖測試保養(yǎng)
理論分析得到如下幾條結(jié)論,在實際應(yīng)用中要以此為參考,從眼圖中對系統(tǒng)性能作一論述:(1)比較好抽樣時刻應(yīng)在“眼睛”張開比較大的時刻。(2)對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大,對定時誤差就越靈敏。(3)在抽樣時刻上,眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度,表示比較大信號畸變。(4)眼圖**的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。(5)在抽樣時刻,上下兩分支離門限**近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限,噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。(6)對于利用信號過零點取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng),眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小表示零點位置的變動范圍,這個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。 天津信息化眼圖測試眼圖是用余輝方式累積疊加顯示采集到串行信號的比特位結(jié)果,疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像,故名眼圖。
由于眼圖是用一張圖形就完整地表征了串行信號的比特位信息,所以成為了衡量信號質(zhì)量的重要工具,眼圖測量有時侯就叫“信號質(zhì)量測試”。此外,眼圖測量的結(jié)果是合格還是不合格,其判斷依據(jù)通常是相對于“模板(Mask)”而言的。模板規(guī)定了串行信號“1”電平的容限,“0”電平的容限,上升時間、下降時間的容限。所以眼圖測量有時侯又被稱為“模板測試(MaskTest)”。模板的形狀也各種各樣,通常的NRZ信號的模板如圖五和圖八藍(lán)色部分所示。在串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌?jié)點,眼圖的模板是不一樣的,所以在選擇模板時要注意具體的子模板類型。如果用發(fā)送端的模板來作為接收端眼圖模板,可能會一直碰模板。但象以太網(wǎng)信號、E1/T1的信號,不是NRZ碼形,其模板比較特別。當(dāng)有比特位碰到模板時,我們就認(rèn)為信號質(zhì)量不好,需要調(diào)試電路。有的產(chǎn)品要求100%不能碰模板,有的產(chǎn)品是允許碰模板的次數(shù)在一定的概率以內(nèi)。示波器中有測量參數(shù)可自動統(tǒng)計出碰到模板的次數(shù)。此外,根據(jù)“侵犯”模板的位置就能知道信號的哪方面有問題從而指導(dǎo)調(diào)試。如圖九表明信號的問題主要是下降沿太緩,圖十表明1電平和0電平有“塌陷”,可能是ISI問題導(dǎo)致的。
傳統(tǒng)眼圖測量方法的原理傳統(tǒng)方法的個缺點就是效率太低。對于現(xiàn)在的高速信號如PCI-ExpressGen2,PCI-SIG要求測量1百萬個UI的眼圖,用傳統(tǒng)方法就需要觸發(fā)1百萬次,這可能需要幾個小時才能測量完。第二個缺點是,由于每次觸發(fā)只能疊加一個UI,形成1百萬個UI的眼圖就需要觸發(fā)1百萬次,這樣不斷觸發(fā)的過程中必然將示波器本身的觸發(fā)抖動也引入到了眼圖上。對于2.5GBbps以上的高速信號,這種觸發(fā)抖動是不可忽略的。如何同步觸發(fā),也就是說如何使每個UI的數(shù)據(jù)相對于觸發(fā)點排列?也有兩種方法,一種方法是在被測電路板上找到和串行數(shù)據(jù)同步的時鐘,將此時鐘引到示波器作為觸發(fā)源,時鐘的邊沿作為觸發(fā)的條件。另外一種方法是將被測的串行信號同時輸入到示波器的輸入通道和硬件時鐘恢復(fù)電路(CDR)通道,硬件CDR恢復(fù)出串行數(shù)據(jù)里內(nèi)嵌的時鐘作為觸發(fā)源。這種同步方法引入了CDR抖動,這是傳統(tǒng)方法的第三個缺點。眼圖測試系統(tǒng)基礎(chǔ)知識?
系統(tǒng)性能當(dāng)接收信號同時受到碼間串?dāng)_和噪聲的影響時,系統(tǒng)性能的定量分析較為困難,一般可以利用示波器,通過觀察接收信號的“眼圖”對系統(tǒng)性能進(jìn)行定性的、可視的估計。由眼圖可以觀察出符號間干擾和噪聲的影響,眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息:可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強(qiáng)弱,有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響,評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣;可以指示接收濾波器的調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,眼圖的“眼睛”張開的大小反映著碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱?!把劬Α睆埖脑酱?,且眼圖越端正,表示碼間串?dāng)_越??;反之表示碼間串?dāng)_越大。當(dāng)存在噪聲時,噪聲將疊加在信號上,觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時存在碼間串?dāng)_,“眼睛”將張開得更小。與**間串?dāng)_時的眼圖相比,原來清晰端正的細(xì)線跡,變成了比較模糊的帶狀線,而且不很端正。噪聲越大,線跡越寬,越模糊;碼間串?dāng)_越大,眼圖越不端正。 深入剖析眼圖及高速串行設(shè)計中的眼圖測試?江西數(shù)字信號眼圖測試
眼圖測試系統(tǒng)儀器儀表?廣東設(shè)備眼圖測試保養(yǎng)
克勞德高速數(shù)字信號測試實驗室眼圖測試測量方法編輯 播報眼圖測試是高速串行信號物理層測試的一個重要項目。眼圖是由多個比特的波形疊加后的圖形,從眼圖中可以看到:數(shù)字信號1電平、0電平,信號是否存在過沖、振鈴,抖動是否很大,眼圖的信噪比,上升/下降時間是否對稱(占空比)。眼圖反映了大數(shù)據(jù)量時的信號質(zhì)量,可以直觀地描述高速數(shù)字信號的質(zhì)量與性能。傳統(tǒng)眼圖測量方法用中文來理解是8個字:“同步觸發(fā)+疊加顯示”,現(xiàn)代眼圖測量方法用中文來理解也是8個字:“同步切割+疊加顯示”。兩種方法的差別就4個字:觸發(fā)、切割,傳統(tǒng)的是用觸發(fā)的方法,現(xiàn)代的是用切割的方法?!巴健笔菧?zhǔn)確測量眼圖的關(guān)鍵,傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法同步的方法是不一樣的。“疊加顯示”就是用模擬余輝的方法不斷累積顯示。傳統(tǒng)的眼圖方法就是同步觸發(fā)一次,然后疊加一次。每觸發(fā)一次,眼圖上增加了一個UI,每個UI的數(shù)據(jù)是相對于觸發(fā)點排列的,每觸發(fā)一次眼圖上只增加了一個比特位。 廣東設(shè)備眼圖測試保養(yǎng)
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