信號完整性的第一步—搞懂眼圖在傳統汽車工程師的世界里,1MHz以上的信號就覺得是高頻了,那個時候很少會考慮信號完整性,眼圖更是聞所未聞。智能網聯汽車的興起,千兆以太網來了,DDR來了,GPS來了,4G,5G來了,汽車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。眼圖是信號完整性的第一步,看懂眼圖也算我們入行了。
觀察眼圖的方法是:用一個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像人的眼睛,故稱 為 "眼圖"。 基于誤碼率的眼圖測試?天津DDR測試眼圖測試
原理描述1.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。2.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傳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。3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,將捕獲到的一組數據的每個比特位都疊加到了眼圖上。 DDR測試眼圖測試維保克勞德高速數字信號測試實驗室八種狀態形成的眼圖。
產生抖動的原因有很多,常見的一種由于噪聲引起的。
一個帶噪聲的數字信號及其判決。一般我們把數字信號超過閾值的狀態判決為“1”,把低于閾值的狀態判決為"0",由于信號的上升沿不是無限陡的,所以噪聲會引起信號過閾值點時刻的左右變化,這就是由噪聲引起的信號抖動。由于噪聲是隨機的、無界的,因此造成的隨機抖動也是隨機的、無界的、也就是說理論上隨著樣本數的增加隨機抖動的峰峰值是無窮大,所以通常用隨機抖動的RMS值而不是峰峰值來衡量隨機抖動的大小。理想的隨機抖動應該是一個高斯分布,所以有時候也會根據系統誤碼率的要求,對隨機抖動的RMS值乘以一個系數,再和確定性抖動一起計算系統的總體抖動。隨機抖動的大小取決于系統的噪聲,和發送的碼型無關,因此早期在沒有專門的抖動分解軟件時,是讓被測件產生一個周期性的0101的碼型來進行隨機抖動的測試。
當數字信號疊加形成眼圖以后,為了方便地區分信號在不同位置出現的概率大小,更多的時候會用彩色余暉的模式進行信號的觀察。彩色余暉就是把信號在屏幕上不同位置出現的概率大小用相應的顏色表示出來,這樣可以直觀地看出信號噪聲、抖動等的分布情況。
對于眼圖的概念,有以下幾點比較重要:
(1)眼圖的波形的疊加:眼圖的測量方法不是對單一波形或特定比特位置的波形參數進行測量,而是把盡可能多的波形或比特疊加在一起,這樣可以看到信號的統計分布情況。只有差的信號都滿足我們對于信號的基本要求,才說明信號質量是可以接受的。 克勞德高速數字信號測試實驗室眼圖測試。
克勞德高速數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)。眼圖反映了大數據量時的信號質量,可以直觀地描述高速數字信號的質量與性能。傳統眼圖測量方法用中文來理解是8個字:“同步觸發+疊加顯示”,現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、切割,傳統的是用觸發的方法,現代的是用切割的方法。“同步”是準確測量眼圖的關鍵,傳統方法和現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。傳統的眼圖方法就是同步觸發一次,然后疊加一次。每觸發一次,眼圖上增加了一個UI,每個UI的數據是相對于觸發點排列的,每觸發一次眼圖上只增加了一個比特位。 對符號波形序列所顯示的眼圖性能參數進行度量的過程。上海眼圖測試商家
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。天津DDR測試眼圖測試
主要參數如下:(1)眼圖張開的寬度決定了接收波形可以不受串擾影響而抽樣再生的時間間隔。顯然,比較好抽樣時刻應選在眼睛張開比較大的時刻。(2)眼圖斜邊的斜率,表示系統對定時抖動(或誤差)的靈敏度,斜率越大,系統對定時抖動越敏感。(3)眼圖左(右)角陰影部分的水平寬度表示信號零點的變化范圍,稱為零點失真量,在許多接收設備中,定時信息是由信號零點位置來提取的,對于這種設備零點失真量很重要。(4)在抽樣時刻,陰影區的垂直寬度表示比較大信號失真量。(5)在抽樣時刻上、下兩陰影區間隔的一半是小噪聲容限,噪聲瞬時值超過它就有可能發生錯誤判決。(6)橫軸對應判決門限電平。天津DDR測試眼圖測試