信號完整性的第一步—搞懂眼圖在傳統(tǒng)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(wǎng)聯(lián)汽車的興起,千兆以太網(wǎng)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?nèi)胄辛恕?
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(diào)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"。 眼睛張開度與誤碼率的關(guān)系。廣東設(shè)備眼圖測試廠家現(xiàn)貨
系統(tǒng)性能當(dāng)接收信號同時受到碼間串?dāng)_和噪聲的影響時,系統(tǒng)性能的定量分析較為困難,一般可以利用示波器,通過觀察接收信號的“眼圖”對系統(tǒng)性能進(jìn)行定性的、可視的估計。由眼圖可以觀察出符號間干擾和噪聲的影響,眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息:可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強弱,有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響,評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣;可以指示接收濾波器的調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,眼圖的“眼睛”張開的大小反映著碼間串?dāng)_的強弱。“眼睛”張的越大,且眼圖越端正,表示碼間串?dāng)_越??;反之表示碼間串?dāng)_越大。當(dāng)存在噪聲時,噪聲將疊加在信號上,觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時存在碼間串?dāng)_,“眼睛”將張開得更小。與**間串?dāng)_時的眼圖相比,原來清晰端正的細(xì)線跡,變成了比較模糊的帶狀線,而且不很端正。噪聲越大,線跡越寬,越模糊;碼間串?dāng)_越大,眼圖越不端正。 廣東信號完整性測試眼圖測試數(shù)字信號眼圖測試系統(tǒng)。
在實際系統(tǒng)中,完全消除碼間串?dāng)_是十分困難的,而碼間串?dāng)_對誤碼率的影響目前尚無法找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計規(guī)律,還不能進(jìn)行準(zhǔn)確計算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣,在實驗室中,通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析碼間串?dāng)_和噪聲對系統(tǒng)性能的影響,這就是眼圖分析法。眼圖是一系列數(shù)字信號在示波器上累積而顯示的圖形,它包含了豐富的信息,從眼圖上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響,體現(xiàn)了數(shù)字信號整體的特征,從而估計系統(tǒng)優(yōu)劣程度,因而眼圖分析是高速互連系統(tǒng)信號完整性分析。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調(diào)整,以減小碼間串?dāng)_,改善系統(tǒng)的傳輸性能。
眼圖是怎么形成的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(diào)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(xì)節(jié)信息,而眼圖則反映的是鏈路上傳輸?shù)乃袛?shù)字信號的整體特征。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(tǒng)而言,分析這么短的時間內(nèi)的信號并不具有代表性,例如信號在每一百萬位元會出現(xiàn)一次突波(Spike),但在這100ns時間內(nèi),突波出現(xiàn)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(tǒng)的性能,這么短的時間內(nèi)測量得到的數(shù)據(jù)顯然是不夠的。設(shè)想,如果可以以重復(fù)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(tǒng)的性能,如串?dāng)_、噪聲以及其他的一些參數(shù),為整個系統(tǒng)性能的改善提供依據(jù)。一個完整的眼圖應(yīng)該包含從"000"到"111"的所有狀態(tài)組,且每一個狀態(tài)組發(fā)生的次數(shù)要盡量一致。眼圖測試系統(tǒng)儀器儀表?
產(chǎn)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(shù)字信號及其判決。一般我們把數(shù)字信號超過閾值的狀態(tài)判決為“1”,把低于閾值的狀態(tài)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(shù)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(yīng)該是一個高斯分布,所以有時候也會根據(jù)系統(tǒng)誤碼率的要求,對隨機抖動的RMS值乘以一個系數(shù),再和確定性抖動一起計算系統(tǒng)的總體抖動。隨機抖動的大小取決于系統(tǒng)的噪聲,和發(fā)送的碼型無關(guān),因此早期在沒有專門的抖動分解軟件時,是讓被測件產(chǎn)生一個周期性的0101的碼型來進(jìn)行隨機抖動的測試。 眼圖測試 系統(tǒng)參數(shù)主要介紹?自動化眼圖測試
眼圖測試及其疑難問題探討?廣東設(shè)備眼圖測試廠家現(xiàn)貨
(3)真正意義的眼圖是一時鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行疊加的:眼圖測量的根本目的是判斷該數(shù)據(jù)信號相對于其時鐘信號(可能是專門的時鐘通道也可能是內(nèi)嵌的時鐘信息)的建立/保持時間窗口、采樣時的信號幅度等參數(shù)滿足標(biāo)志要求,所以眼圖測量一定要以其參考時鐘為基準(zhǔn)進(jìn)行信號疊加才有意義。有時用數(shù)據(jù)信號自身的邊沿觸發(fā)進(jìn)行自然疊加也能形成類似眼圖的形狀,但這不是真正意義上的眼圖。
(4)低速信號眼圖:很多速率不大太高總線也可以做眼圖測量,但由于數(shù)據(jù)比特較寬,上升時間相對于數(shù)據(jù)比特寬度占的比例很小,所以一些低速數(shù)字信號的眼圖可能比較方正或者比較規(guī)整,看起來不太像眼睛,但從物理含義上說這仍然是一種眼圖。 廣東設(shè)備眼圖測試廠家現(xiàn)貨
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