信号完整性的第一步—搞懂眼图在传统汽车工程师的世界里,1MHz以上的信号就觉得是高频了,那个时候很少会考虑信号完整性,眼图更是闻所未闻。智能网联汽车的兴起,千兆以太网来了,DDR来了,GPS来了,4G,5G来了,汽车工程师突然成了通信工程师,我们还是我们,走线却不再是那根走线。眼图是信号完整性的第一步,看懂眼图也算我们入行了。
观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛,故称 为 "眼图"。 深入剖析眼图及高速串行设计中的眼图测试?江苏眼图测试产品介绍

2.眼宽的测量
眼宽反映的是眼图在水平方向张开的程度。其测量方法是先在眼图的交叉点位置对眼图的水平分布进行统计,根据直方图分布出现概率位置得到交叉点1和交叉点2的水平位置;然后再根据叉点附近的抖动分布情况各向内推3个西格玛,从而得到眼宽的测量结果
3眼图的抖动测量
眼图抖动反映的是信号的时间不确定性,抖动过大会减小信号眼宽。眼图的抖动是指眼图交叉点附近的信号的水平抖动,可以用RMS或者Peak值来衡量。
除此之外,还可以对眼图的上升时间。交叉点、幅度等进行测量,这些测量方法和前面所说过的波形参数测量差不多,只不过是针对眼图而不是单一波形进行测量。 山东校准眼图测试USB2.0眼图测试设备步骤?

高速的数字信号经过传输线传输后,信号的高频分量会丢失,信号的边沿会变形。如果信号的变形比较严重,就会影响后续信号边沿通过阈值点的时刻,这就是码间干扰造成的抖动。码间干扰造成信号抖动的一个例子。在码间干扰比较严重的情况下,当前比特跳沿过阈值点的时刻会和前几个比特有关,比如前面是连续的5个连0和只有一个0对于当前比特的影响是不一样的。
码间干扰抖动主要是由于阻抗不匹配或者传输线带宽不够等因素引起的。由于传输线对于信号中不同频率成分的损耗不一样,所以不同码型的变形程度可能不一样,因而造成的码间干扰抖动的大小也不一样。正因为码间干扰抖动的大小和发出的数据码型有关,所以码间干扰抖动属于一种数据相关的抖动。
产生抖动的原因有很多,常见的一种由于噪声引起的。
一个带噪声的数字信号及其判决。一般我们把数字信号超过阈值的状态判决为“1”,把低于阈值的状态判决为"0",由于信号的上升沿不是无限陡的,所以噪声会引起信号过阈值点时刻的左右变化,这就是由噪声引起的信号抖动。由于噪声是随机的、无界的,因此造成的随机抖动也是随机的、无界的、也就是说理论上随着样本数的增加随机抖动的峰峰值是无穷大,所以通常用随机抖动的RMS值而不是峰峰值来衡量随机抖动的大小。理想的随机抖动应该是一个高斯分布,所以有时候也会根据系统误码率的要求,对随机抖动的RMS值乘以一个系数,再和确定性抖动一起计算系统的总体抖动。随机抖动的大小取决于系统的噪声,和发送的码型无关,因此早期在没有专门的抖动分解软件时,是让被测件产生一个周期性的0101的码型来进行随机抖动的测试。 克劳德高速数字信号测试实验室,什么是眼图 “眼图就是象眼睛一样形状的图形。

由于眼图是用一张图形就完整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重要工具,眼图测量有时侯就叫“信号质量测试”。此外,眼图测量的结果是合格还是不合格,其判断依据通常是相对于“模板(Mask)”而言的。模板规定了串行信号“1”电平的容限,“0”电平的容限,上升时间、下降时间的容限。所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试(MaskTest)”。模板的形状也各种各样,通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部分所示。在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的,所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。如果用发送端的模板来作为接收端眼图模板,可能会一直碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号,不是NRZ码形,其模板比较特别。当有比特位碰到模板时,我们就认为信号质量不好,需要调试电路。有的产品要求100%不能碰模板,有的产品是允许碰模板的次数在一定的概率以内。示波器中有测量参数可自动统计出碰到模板的次数。此外,根据“侵犯”模板的位置就能知道信号的哪方面有问题从而指导调试。如图九表明信号的问题主要是下降沿太缓,图十表明1电平和0电平有“塌陷”,可能是ISI问题导致的。一种眼图测试方法和眼图测试系统?广东通信眼图测试安装
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眼图的模板测试
前面介绍的眼图是一种快速对信号进行统计分析的测量方法,对于信号质量的定性分析和Debug比较有用,但是在有些情况下,测量出信号的眼高、眼宽等参数还不够,我们还需要快速判决该被测信号是否满足相应的总线的规范要求,这时候就会用到模板测试。
所谓模板,就是把对于信号高电平的范围要求、低电平的范围要求、抖动的范围等的指标事先定义好,然后把这些要求做成一个模板文件。典型的模板定义有3部分区域组成,上面的区域定义了对信号的幅度要求,下面的区域定义有3部分区域组成,区域定义对信号的眼图张开度要求。 江苏眼图测试产品介绍
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在实际系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析。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,改善系统的传输性能。构建眼图和进行眼图模板测试的方法?自动化眼图测试项目 (...