信號(hào)完整性的第一步—搞懂眼圖在傳統(tǒng)汽車(chē)工程師的世界里,1MHz以上的信號(hào)就覺(jué)得是高頻了,那個(gè)時(shí)候很少會(huì)考慮信號(hào)完整性,眼圖更是聞所未聞。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的興起,千兆以太網(wǎng)來(lái)了,DDR來(lái)了,GPS來(lái)了,4G,5G來(lái)了,汽車(chē)工程師突然成了通信工程師,我們還是我們,走線卻不再是那根走線。眼圖是信號(hào)完整性的第一步,看懂眼圖也算我們?nèi)胄辛恕?
觀察眼圖的方法是:用一個(gè)示波器跨接在接收濾波器的輸出端,然后調(diào)整示波器掃描周期,使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步,這時(shí)示波器屏幕上看到的圖形像人的眼睛,故稱(chēng) 為 "眼圖"。 眼睛張開(kāi)度與誤碼率的關(guān)系。廣東設(shè)備眼圖測(cè)試廠家現(xiàn)貨
系統(tǒng)性能當(dāng)接收信號(hào)同時(shí)受到碼間串?dāng)_和噪聲的影響時(shí),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(guò)觀察接收信號(hào)的“眼圖”對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行定性的、可視的估計(jì)。由眼圖可以觀察出符號(hào)間干擾和噪聲的影響,眼圖對(duì)于展示數(shù)字信號(hào)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(píng)價(jià)一個(gè)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(kāi)的大小反映著碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱?!把劬Α睆埖脑酱螅已蹐D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(shí),噪聲將疊加在信號(hào)上,觀察到的眼圖的線跡會(huì)變得模糊不清。若同時(shí)存在碼間串?dāng)_,“眼睛”將張開(kāi)得更小。與**間串?dāng)_時(shí)的眼圖相比,原來(lái)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。 廣東信號(hào)完整性測(cè)試眼圖測(cè)試數(shù)字信號(hào)眼圖測(cè)試系統(tǒng)。
在實(shí)際系統(tǒng)中,完全消除碼間串?dāng)_是十分困難的,而碼間串?dāng)_對(duì)誤碼率的影響目前尚無(wú)法找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,還不能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣,在實(shí)驗(yàn)室中,通常用示波器觀察接收信號(hào)波形的方法來(lái)分析碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響,這就是眼圖分析法。眼圖是一系列數(shù)字信號(hào)在示波器上累積而顯示的圖形,它包含了豐富的信息,從眼圖上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響,體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)整體的特征,從而估計(jì)系統(tǒng)優(yōu)劣程度,因而眼圖分析是高速互連系統(tǒng)信號(hào)完整性分析。另外也可以用此圖形對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,改善系統(tǒng)的傳輸性能。
眼圖是怎么形成的一般均可以用示波器觀測(cè)到信號(hào)的眼圖,其具體的操作方法為:將示波器跨接在接收濾波器的輸出端,然后調(diào)整示波器掃描周期,使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步,這時(shí)示波器屏幕上看到的圖形就稱(chēng)為眼圖。示波器一般測(cè)量的信號(hào)是一些位或某一段時(shí)間的波形,更多的反映的是細(xì)節(jié)信息,而眼圖則反映的是鏈路上傳輸?shù)乃袛?shù)字信號(hào)的整體特征。如果示波器的整個(gè)顯示屏幕寬度為100ns,則表示在示波器的有效頻寬、取樣率及記憶體配合下,得到了100ns下的波形資料。但是,對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言,分析這么短的時(shí)間內(nèi)的信號(hào)并不具有代表性,例如信號(hào)在每一百萬(wàn)位元會(huì)出現(xiàn)一次突波(Spike),但在這100ns時(shí)間內(nèi),突波出現(xiàn)的機(jī)率很小,因此會(huì)錯(cuò)過(guò)某些重要的信息。如果要衡量整個(gè)系統(tǒng)的性能,這么短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)顯然是不夠的。設(shè)想,如果可以以重復(fù)疊加的方式,將新的信號(hào)不斷的加入顯示屏幕中,但卻仍然記錄著前次的波形,只要累積時(shí)間夠久,就可以形成眼圖,從而可以了解到整個(gè)系統(tǒng)的性能,如串?dāng)_、噪聲以及其他的一些參數(shù),為整個(gè)系統(tǒng)性能的改善提供依據(jù)。一個(gè)完整的眼圖應(yīng)該包含從"000"到"111"的所有狀態(tài)組,且每一個(gè)狀態(tài)組發(fā)生的次數(shù)要盡量一致。眼圖測(cè)試系統(tǒng)儀器儀表?
產(chǎn)生抖動(dòng)的原因有很多,常見(jiàn)的一種由于噪聲引起的。
一個(gè)帶噪聲的數(shù)字信號(hào)及其判決。一般我們把數(shù)字信號(hào)超過(guò)閾值的狀態(tài)判決為“1”,把低于閾值的狀態(tài)判決為"0",由于信號(hào)的上升沿不是無(wú)限陡的,所以噪聲會(huì)引起信號(hào)過(guò)閾值點(diǎn)時(shí)刻的左右變化,這就是由噪聲引起的信號(hào)抖動(dòng)。由于噪聲是隨機(jī)的、無(wú)界的,因此造成的隨機(jī)抖動(dòng)也是隨機(jī)的、無(wú)界的、也就是說(shuō)理論上隨著樣本數(shù)的增加隨機(jī)抖動(dòng)的峰峰值是無(wú)窮大,所以通常用隨機(jī)抖動(dòng)的RMS值而不是峰峰值來(lái)衡量隨機(jī)抖動(dòng)的大小。理想的隨機(jī)抖動(dòng)應(yīng)該是一個(gè)高斯分布,所以有時(shí)候也會(huì)根據(jù)系統(tǒng)誤碼率的要求,對(duì)隨機(jī)抖動(dòng)的RMS值乘以一個(gè)系數(shù),再和確定性抖動(dòng)一起計(jì)算系統(tǒng)的總體抖動(dòng)。隨機(jī)抖動(dòng)的大小取決于系統(tǒng)的噪聲,和發(fā)送的碼型無(wú)關(guān),因此早期在沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的抖動(dòng)分解軟件時(shí),是讓被測(cè)件產(chǎn)生一個(gè)周期性的0101的碼型來(lái)進(jìn)行隨機(jī)抖動(dòng)的測(cè)試。 眼圖測(cè)試 系統(tǒng)參數(shù)主要介紹?自動(dòng)化眼圖測(cè)試
眼圖測(cè)試及其疑難問(wèn)題探討?廣東設(shè)備眼圖測(cè)試廠家現(xiàn)貨
(3)真正意義的眼圖是一時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行疊加的:眼圖測(cè)量的根本目的是判斷該數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)于其時(shí)鐘信號(hào)(可能是專(zhuān)門(mén)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(hào)幅度等參數(shù)滿(mǎn)足標(biāo)志要求,所以眼圖測(cè)量一定要以其參考時(shí)鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)疊加才有意義。有時(shí)用數(shù)據(jù)信號(hào)自身的邊沿觸發(fā)進(jìn)行自然疊加也能形成類(lèi)似眼圖的形狀,但這不是真正意義上的眼圖。
(4)低速信號(hào)眼圖:很多速率不大太高總線也可以做眼圖測(cè)量,但由于數(shù)據(jù)比特較寬,上升時(shí)間相對(duì)于數(shù)據(jù)比特寬度占的比例很小,所以一些低速數(shù)字信號(hào)的眼圖可能比較方正或者比較規(guī)整,看起來(lái)不太像眼睛,但從物理含義上說(shuō)這仍然是一種眼圖。 廣東設(shè)備眼圖測(cè)試廠家現(xiàn)貨
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