下面详细介绍一些复杂的概念,以帮忙理解眼图的性能。
(1)消光比(Extinction Ratio)消光比定义为眼图中“1”电平与“0”电平的统计平均的比值,其计算公式可以是如下的三种:
消光比在光通信发射源的量测上是相当重要的参数,它的大小决定了通信信号的品质。消光比越大,在接收机端会有越好的逻辑鉴别率;消光比越小,表示信号较易受到干扰,系统误码率会上升。
消光比直接影响光接收机的灵敏度,从提高接收机灵敏度的角度希望消光比尽可能大,有利于减少功率代价。但是,消光比也不是越大越好,如果消光比太大会使激光器的图案相关抖动增加。因此,一般建议实际消光比与比较低要求消光比大 0.5~1.5dB。 什么是眼图?它用在什么场合?反映了波形的什么信息?宁夏校准眼图测量
眼图测量平均功率通过眼图反映的平均功率,即是整个数据流的平均值。与眼图振幅测量不同,平均功率则是直方图的平均值。如果数据编码正常工作,平均功率应为总眼图振幅的50%
抖动抖动是在高速数据传输线中导致误码的定时噪声。如果系统的数据速率提高,在几秒内测得的抖动幅度会大体不变,但在位周期的几分之一时间内测量时,它会随着数据速率成比例提高,进而导致误码。因此,在系统中尽可能的减少这种相关抖动,提升系统总体性能。 宁夏校准眼图测量眼图测量中新的眼图生成方法;
眼图测试中的时钟恢复
眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择,如下所述。
(1) 常频方式,类似于平均处理,适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。
(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置,适用 于测试串行信号。
(3) 外时钟恢复方式,适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。
(4) 特殊方式,例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。
测试串行信号常用的是Golden PLL方法,要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环,仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置,
眼高和眼宽
数字信号在采样前后,需要有一定的建立时间(SetupTime)和保持时间(HoldTime),数字信号在这一段时间内应保持稳定,才能保证正确采样,如图5.1中蓝色部分。而对于输入电平的判决,需要高电平的电压值高于输入高电平VIH,低电平的电压值地与输入低电平VIL,绿色部分。所以,我们可以得知比较早的采样时刻和比较晚的采样时刻
在比较好采样时刻,采样的误码率是比较低的,而随着采样时刻向时间轴两侧的移动,误码率不断增大,如图6所示。所以工程上也经常画出信号采样周期内误码率的变化曲线,称为澡盆曲线(Bathtub Curve)。 眼图宽度(眼宽)的定义;
系统性能
当接收信号同时受到码间串扰和噪声的影响时,系统性能的定量分析较为困难,一般可以利用示波器,通过观察接收信号的“眼图”对系统性能进行定性的、可视的估计。由眼图可以观察出符号间干扰和噪声的影响,具体描述如下:
眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息:可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱,有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响,评价一个基带系统的性能优劣;可以指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰,如:
眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之表示码间串扰越大。当存在噪声时,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰 ,“眼睛”将张开得更小。与间串扰时的眼图相比,原来清晰端正的细线迹,变成了比较模糊的带状线,而且不很端正。噪声越大,线迹越宽,越模糊;码间串扰越大,眼图越不端正。 眼图测量在通信系统分析中的应用;宁夏校准眼图测量
眼图测试中的时钟恢复;宁夏校准眼图测量
目前,泰克提供的眼图生成方案:
(1) 从数据恢复时钟(CDR),眼图模板测试:可以分为硬件CDR(PLL)和软件CDR(PLL+其它)
(2) 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数
(3) 根据上面测量到的数据,绘制相关的图形:
抖动:趋势,频谱,
直方图, 浴盆曲线
根据上述的方案概况,
在实时示波器中,通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先,示波器采集到一长串连续的数据波形;然后,使用软件CDR恢复时钟,用恢复的时钟切割每个比特的波形,从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特;一步是把所有比特重叠,得到眼图。
其中,实时的眼图生成方法如下:
软件时钟恢复
眼图参数测量
全系列标准参数测量,包括幅度、定时和抖动
低抖动低噪声
单触发事件,而不是ET方法中的多触发事件,即触发一次后连续采样,减少了可能引入的抖动、噪声
支持不同的时钟恢复模型
锁相环 (PLL) 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)
数据相关分析
把跳变位与非跳变位分开
码型长度检测,进行抖动分析 (Rj/Dj分离)
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(1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然,比较好抽样时刻应选在眼睛张开比较大的时刻。 (2)眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度,斜率越大,系统对定时抖动越敏感。 (3)眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围,称为零点失真量,在许多接收设备中,定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要。 (4)在抽样时刻,阴影区的垂直宽度表示比较大信号失真量。 (5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。 (6)横轴对应判决门限电平。 眼图测...