眼圖形成的原理
一般均可以用示波器觀測到信號的眼圖,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,這時示波器屏幕上看到的圖形就稱為眼圖。示波器一般測量的信號是一些位或某一段時間的波形,更多的反映的是細節信息,而眼圖則反映的是鏈路上傳輸的所有數字信號的整體特征,兩者對比。
如果示波器的整個顯示屏幕寬度為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,對于一個系統而言,分析這么短的時間內的信號并不具有代表性,例如信號在每一百萬位元會出現一次突波(Spike),但在這100ns時間內,突波出現的機率很小,因此會錯過某些重要的信息。如果要衡量整個系統的性能,這么短的時間內測量得到的數據顯然是不夠的。設想,如果可以以重復疊加的方式,將新的信號不斷的加入顯示屏幕中,但卻仍然記錄著前次的波形,只要累積時間夠久,就可以形成眼圖,從而可以了解到整個系統的性能,如串擾、噪聲以及其他的一些參數,為整個系統性能的改善提供依據。 眼圖測量傳統眼圖生成方法;江西眼圖測量PCI-E測試
眼圖模板 什么是模板(Mask)測試?
?模板測試是一種優化的制造級測試(Pass/Fail)?在大多數情況下,模板測試能代替各種眼圖指標的測試。
?大部分標準都定義了容易進行一致性測量的模板。
?模板測試比眼圖的各種指標測量更容易、更快捷。
?模板定義的區域是禁止信號進入的一個區域,有信號進入說明信號不滿足這種模板要求,即Fail。
測試眼圖,要求實時示波器具備多高的帶寬和釆樣率呢?其與測試數字脈沖或高速數字信號一樣,要保持測試精度,對帶寬和釆樣率有如下要求。
(1)知道你的信號的快上升時間。
(2)計算信號帶寬BWsignal(或信號比較高頻率分量&心)。
BWSIgnal(或Fmax)=0.4/。(20%?80%定義為上升時間)
BWslgnal(或Fmax)=0.5/。(10%?90%定義為上升時間)
(3)計算需要的示波器帶寬BWscopeoBWscope=2
BWslgnal(或2/max)(高斯頻響示波器)
BWgpe=1.4-BWsigna(或1.4?Umax)(Flat頻響示波器)
(4)計算需要的示波器采樣率S&cope。SKcope=4?BWgpe
(高斯頻響示波器)SR$copc=2.5BWscope(Flat頻響示波器) 河南PCI-E測試眼圖測量眼圖測試的三個主要參數;
傳統眼圖生成方法
傳統眼圖生成方法原理簡單,很適合理解眼圖生成機制。
統的眼圖生成方法簡單描述就是“每次觸發疊加一個UI”。方法簡單,但效果并不理想。由于屏幕上的每個UI信號波形通過觸發點對齊,眼圖通過對信號多次觸發采集后疊加生成。這樣會導致儀器觸發電路的抖動成分將被引入到眼圖測量中。導致了測量不精確。
新的眼圖生成方法
新的眼圖方法描述為“同步切割+疊加顯示”。示波器首先捕獲一組連續比特位的信號,然后用軟件PLL方法恢復出時鐘,利用恢復出的時鐘和捕獲到的信號按比特位切割,切割一次,疊加一次,終將捕獲到的一組數據的每個比特位都疊加到了眼圖上。
眼圖測試中的時鐘恢復
眼圖測試和分析關鍵之處是時鐘恢復。現代的寬帶示波器一般提供多種時鐘恢復方式 以供選擇,如下所述。
(1) 常頻方式,類似于平均處理,適用于測量時鐘抖動、擴頻信號等測試。
(2) 黃金鎖相環(Golden PLL), 一般支持一級或二級PLL,參數可以隨意設置,適用 于測試串行信號。
(3) 外時鐘恢復方式,適用于源同步信號的測試(如HDMI) 。
(4) 特殊方式,例如PCI Express> Fibre-Channel時鐘恢復方式。
測試串行信號常用的是Golden PLL方法,要根據具體規范的CDR響應曲線選擇一級 或二級鎖相環,仔細設置時鐘恢復參數。下面以SATA3為例介紹時鐘恢復參數的設置, Q因子可以綜合反映眼圖的質量,Q因子越高,眼圖的質量就越好,信噪比就越高。
單個時點的抖動、正弦周期抖動IdealTransitionEdge:理想的轉換邊沿RJSmearedEdge:RJ模糊的邊沿DJSmearedEdge:DJ模糊的邊沿確定性抖動(DJ)包括占空比失真(DCD)、碼間干擾(ISI)、正弦或周期抖動(PJ)和串擾。DCD源自時鐘周期中的不對稱性。ISI源自由于數據相關效應和色散導致的邊沿響應變化。PJ源自周期來源的電磁撿拾,如電源饋通。串擾是由撿拾其它信號導致的。DJ的特色特點是,其峰到峰值具有上下限。DCD和ISI稱為有界相關抖動;Pj和串擾稱為不相關有界抖動;RJ稱為不相關無界抖動。和隨機抖動相結合,導致誤碼的實例眼圖測量中新的眼圖生成方法;設備眼圖測量服務熱線
眼圖交叉比,是測量交叉點振幅與信號“1”及“0”位準之關系;江西眼圖測量PCI-E測試
眼圖能用來做什么?
眼圖中包含了豐富的信息,通過眼圖可以觀察碼間串擾和噪聲的影響,了解數字信號整體的特征,從而評估系統優劣程度。因此,眼圖分析是高速互連系統信號完整性分析的。工程師經常根據眼圖對接收濾波器的特性加以調整,以減小碼間串擾,改善系統的傳輸性能。
眼圖的形成
對于數字信號,其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以3個bit為例,有000~111共8種組合。在時域上將足夠多的上述序列按某一個基準點對齊,然后將其波形疊加起來,就形成了眼圖。 江西眼圖測量PCI-E測試
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