自动化眼图测量检修

克劳德高速数字信号测试实验室

眼图测试噪声和抖动

由于噪声和抖动，眼图上的空白区域变小。眼图在除去抖动和噪声的基础上，眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间；同理，眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限，同时，眼图中眼高比较大的地方，即为比较好判决时刻。 密度优化的以太网眼图参数计算方法；自动化眼图测量检修

眼图位置的选择：当数字信号进行波形或者比特叠加后，形成的不只是一个眼图，而是一个个连续的眼图。如果叠加的波形或者比特数量足够，这些眼图都是很相似的，因此可以对其中任何一个眼图进行测量。下图显示的是叠加形成的多个连续的眼图，可以看到每个眼图都是很相似的。通常情况下，为了测量的方便，一般会调整时基刻度使得屏幕上只显示一个完整的眼图。

另外要注意的一点是，在眼图测量时被测件只有发出尽可能随机的数据流才能形成真实的眼图，如果数据流里的数据是长0、长1、时钟码型或者其它一些规则的码型，有可能形不成眼图或者形成的眼图不全。下图就是一个不完整的眼图，数据流里面缺少了长0的码型。 自动化眼图测量检修眼睛张开度与误码率的关系；

理论分析得到如下几条结论，在实际应用中要以此为参考，从眼图中对系统性能作一论述：

（1）比较好抽样时刻应 在 “眼睛” 张开比较大的时刻。

（2）对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大，对定时误差就越灵敏。

（3）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示比较大信号畸变。

（4）眼图的横轴位置应对应判决门限电平。

（5）在抽样时刻，上下两分支离门限近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限，噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。

（6）对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统，眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小表示零点位置的变动范围，这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。

通过以上的分析，从采集到的数据中恢复出时钟信号对于眼图的生成至关重要。因此，眼图与CLK的关系如下：

（1）采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟，恢复时钟，或者与数据信号本身同步的码同步信号

（2）实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样，不需附加的同步信号和触发信号。通常通过软件PLL方法恢复时钟.因此，这里有必要介绍下时钟恢复电路的功能：

（1）从接收到的数据流中恢复出原采样时钟信号

（2）利用恢复的时钟信号来衡量输入信号的时间、幅度等级等性能

（3）在输入信号的时间和幅度等特性基础上重新生成数据流，并且与恢复的时钟信号或重新生成的系统时钟同步。 Q因子可以综合反映眼图的质量，Q因子越高，眼图的质量就越好，信噪比就越高。

分析实际眼图，再结合理论，一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成的眼图

由上述的理论分析，结合示波器实际眼图的生成原理，可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近（无串扰等影响），

如下所示：如果这八种状态组中缺失某种状态，得到的眼图会不完整，如下所示：

眼图中通常显示的是1.25UI的时间窗口，眼图的形状各种各样，通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。可以根据眼图的相关参数来判别眼图的好坏，从而可以衡量系统的性能。眼图相关的参数有很多，如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平，“0”电平，消光比，Q因子，平均功率等，各个参数如下图中所示： 在DDR4的 眼图测试分析；自动化眼图测量检修

如何由眼图分析信号？自动化眼图测量检修

如何不能定位问题，则还可以进一步分析，这时可以把8b10b译码打开，看有问题的波形对应的码型，观察问题波形与码型的相关性。如果还不能定位问题，则再进一步分析。这时把抖动趋势图显示岀来，

查看对应的抖动趋势图的变化。如果出现异常抖动趋势变化（这是非常常见的问题），则可确定是由于抖动引发的眼图问题。这个引发眼图问题的抖动的根源是哪里呢？在通道4接一个探头，查看怀疑的信号如开关电源信号，再观察抖动趋势图与电源纹波的一致性，如果同步变化，则可确定问题的根源是电源纹波过大，从而通过解决电源问题来解决眼图测试问题。 自动化眼图测量检修