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。 眼圖高度(眼高)的定義;設備眼圖測量測試流程
眼圖高度(眼高)的定義
眼圖高度即眼高,是測量眼圖的垂直開口高度,測量使用啟用色度余輝功能時創建的數據庫,垂直直方圖是由落入定義眼圖的窗口內的波形數據構成的。可利用垂直直方圖找到九p、外以,以及波頂電壓與波底電壓的標準偏差。
其中,為垂直直方圖的波頂峰值的平均電壓;/叩為垂直直方圖的波頂峰值的標準偏差;■base為垂直直方圖的波底峰值的平均電壓;債防。為垂直直方圖的波底峰值的標準偏差。
眼圖寬度(眼寬)的定義
眼圖寬度即眼寬,是測量眼圖的水平開口大小,測量使用啟用色度余輝功能時創建的數據庫,水平直方圖由落入/理和Lse定義的窗口內的波形數據創建。可以利用水平直方圖找到眼圖交叉點的平均時間值和標準偏差。應考慮到,噪聲和抖動會使交叉點位置發生較大的變化及眼圖閉合。 設備眼圖測量測試流程抖動大的眼圖的交點,直方圖是一個像素寬的交點塊投射到時間軸上的投影;
抖動,描述了信號的水平波動,即信號的某特定時刻相對于其理想時間位置上的短期偏離,
示波器觀測到的抖動如下圖所示。圖中為抖動大的眼圖的交點,其直方圖是一個像素寬的交點塊投射到時間軸上的投影。理想情況下應該為一個點,但由于碼元的水平波動,導致其形成了一個區域。
器件生成的固有抖動稱為抖動輸出。其主要來源可以分為兩個:隨機抖動(RJ)和確定性抖動(DJ),其中確定性抖動(Deterministic Jitter)又可以分為周期性抖動(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、碼間干擾(Inter-Symbol Interference)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的主要特點是,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,而RJ稱為不相關無界抖動。另外,抖動分布是RJ和DJ概率密度函數的卷積。
眼高和眼寬
數字信號在采樣前后,需要有一定的建立時間(SetupTime)和保持時間(HoldTime),數字信號在這一段時間內應保持穩定,才能保證正確采樣,如圖5.1中藍色部分。而對于輸入電平的判決,需要高電平的電壓值高于輸入高電平VIH,低電平的電壓值地與輸入低電平VIL,綠色部分。所以,我們可以得知比較早的采樣時刻和比較晚的采樣時刻
在比較好采樣時刻,采樣的誤碼率是比較低的,而隨著采樣時刻向時間軸兩側的移動,誤碼率不斷增大,如圖6所示。所以工程上也經常畫出信號采樣周期內誤碼率的變化曲線,稱為澡盆曲線(Bathtub Curve)。 眼圖形成理論研究(關于眼圖的原理、基礎及測量);
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, 眼圖上升時間和下降時間;設備眼圖測量測試流程
眼圖分析與誤碼率分析有什么不同?設備眼圖測量測試流程
分析實際眼圖,再結合理論,一個完整的眼圖應該包含從“000”到“111”的所有狀態組,且每一個狀態組發生的次數要盡量一致,否則有些信息將無法呈現在屏幕上,八種狀態形成的眼圖
由上述的理論分析,結合示波器實際眼圖的生成原理,可以知道一般在示波器上觀測到的眼圖與理論分析得到的眼圖大致接近(無串擾等影響),
如下所示:如果這八種狀態組中缺失某種狀態,得到的眼圖會不完整,如下所示:
眼圖中通常顯示的是1.25UI的時間窗口,眼圖的形狀各種各樣,通過眼圖的形狀特點可以快速地判斷信號的質量。可以根據眼圖的相關參數來判別眼圖的好壞,從而可以衡量系統的性能。眼圖相關的參數有很多,如眼高、眼寬、眼幅度、眼交叉比、“1”電平,“0”電平,消光比,Q因子,平均功率等,各個參數如下圖中所示: 設備眼圖測量測試流程