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一文讀懂示波器眼圖

羅德與施瓦茨中國 ? 來源:羅德與施瓦茨中國 ? 2025-07-25 15:40 ? 次閱讀
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01.引言:為什么需要眼圖?

1數(shù)字信號(hào)傳輸中的挑戰(zhàn)

隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加,對(duì)信號(hào)帶寬的需求也在不斷增長(zhǎng)。同時(shí),在長(zhǎng)距離傳輸中,數(shù)字信號(hào)可能會(huì)因?yàn)閭鬏斀橘|(zhì)的特性而衰減?,F(xiàn)有的數(shù)字電路/鏈路等已經(jīng)無法滿足日益增長(zhǎng)的帶寬和質(zhì)量需求,導(dǎo)致傳輸速度變慢及信號(hào)質(zhì)量變差,影響數(shù)據(jù)的正確、快速傳輸。

在現(xiàn)代數(shù)字電子系統(tǒng)中,高速串行數(shù)字信號(hào)的傳輸(如USB、PCIe、光纖通信)面臨三大核心問題:

抖動(dòng)(Jitter)

噪聲(Noise)

碼間干擾(ISI, Inter-Symbol Interference)

抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的時(shí)序不穩(wěn)定,影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確接收;噪聲則會(huì)引入額外的信號(hào)成分,影響信號(hào)的純凈度;碼間干擾則會(huì)使相鄰的信號(hào)符號(hào)相互影響,增加誤碼率。這些問題共同作用,對(duì)信號(hào)的完整性和可靠性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

2傳統(tǒng)測(cè)量方法的局限性

單一波形捕獲:僅顯示瞬態(tài)信號(hào),無法反映長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)特性

手動(dòng)測(cè)量:需逐個(gè)周期分析上升時(shí)間、幅度等參數(shù),效率低下且易遺漏偶發(fā)問題

傳統(tǒng)測(cè)量方法在面對(duì)高速串行數(shù)字信號(hào)的復(fù)雜特性時(shí),其局限性愈發(fā)明顯。單一波形捕獲方式僅能捕捉到瞬態(tài)信號(hào),無法全面反映信號(hào)的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)特性,這使得對(duì)信號(hào)整體行為的評(píng)估不夠準(zhǔn)確。而手動(dòng)測(cè)量則需要逐個(gè)周期分析上升時(shí)間、幅度等參數(shù),這種方法不僅效率低下,還容易遺漏偶發(fā)性問題,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的可靠性和完整性大打折扣。這些局限性嚴(yán)重制約了對(duì)高速信號(hào)傳輸質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)估和優(yōu)化,難以滿足現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)完整性和可靠性的高要求。因此,迫切需要開發(fā)更高效、更全面的測(cè)量技術(shù)和工具,以克服傳統(tǒng)方法的不足,為高速數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)男阅芴嵘峁┯辛χС帧?/p>

02.眼圖測(cè)試的目的和測(cè)試使用的儀表

1眼圖的作用:快速評(píng)估信號(hào)完整性

眼圖是一種強(qiáng)大的信號(hào)完整性分析工具,它通過將多個(gè)周期的信號(hào)波形疊加在一起,形成類似“眼睛”的圖形,能夠直觀地展示信號(hào)的時(shí)序特性和幅度特性。眼圖的張開程度反映了信號(hào)的質(zhì)量,眼圖越大,信號(hào)的完整性越好;眼圖越小或閉合,信號(hào)的完整性越差。眼圖可以快速評(píng)估信號(hào)的抖動(dòng)、噪聲和碼間干擾等關(guān)鍵參數(shù),幫助工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳輸中的問題并進(jìn)行優(yōu)化。

眼圖通過疊加數(shù)千個(gè)信號(hào)周期,形成“統(tǒng)計(jì)意義上”的信號(hào)質(zhì)量全景視圖,其核心價(jià)值體現(xiàn)在:

?1)直觀診斷信號(hào)質(zhì)量

? 開放的眼圖(大眼高、寬眼寬):信號(hào)噪聲低、抖動(dòng)小、碼間干擾可控

? 閉合的眼圖(眼高/眼寬狹窄):預(yù)示潛在的誤碼風(fēng)險(xiǎn)

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?2)量化關(guān)鍵參數(shù)

?直接測(cè)量眼高(噪聲容限)、眼寬(時(shí)序裕量)、抖動(dòng)分布等,無需手動(dòng)計(jì)算

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?3)快速定位問題根源(例如)

?眼圖頂部塌陷 → 電源噪聲或阻抗失配。

? 眼圖左右不對(duì)稱 → 差分信號(hào)共模干擾或時(shí)鐘同步問題。

2示波器在眼圖分析中的核心地位

示波器在眼圖分析中占據(jù)著不可或缺的核心地位。它能夠?qū)崟r(shí)捕獲和顯示信號(hào)的波形,通過對(duì)多個(gè)周期信號(hào)的疊加和同步處理,生成清晰的眼圖。示波器的高帶寬、高采樣率和先進(jìn)的觸發(fā)功能,使其能夠精確地捕捉高速信號(hào)的細(xì)節(jié),為眼圖分析提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此外,現(xiàn)代示波器還配備了多種自動(dòng)測(cè)量和分析工具,能夠快速計(jì)算眼圖的關(guān)鍵參數(shù),如眼高、眼寬、抖動(dòng)和噪聲等,極大地提高了分析效率和準(zhǔn)確性。

示波器是生成和分析眼圖的“核心工具”,其優(yōu)勢(shì)在于:

?1)高帶寬與采樣率

? 支持GHz級(jí)信號(hào)捕獲

?2)時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)(CDR)

?從數(shù)據(jù)流中直接提取參考時(shí)鐘,實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步疊加(對(duì)無獨(dú)立時(shí)鐘線的串行信號(hào)至關(guān)重要)

?3)實(shí)時(shí)眼圖與模板測(cè)試

?實(shí)時(shí)眼圖(硬件加速):適合調(diào)試瞬態(tài)故障(如突發(fā)噪聲)

? 模板測(cè)試(Mask Test):自動(dòng)判定信號(hào)是否符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如USB-IF的眼圖模板)

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?4)高級(jí)分析功能

?抖動(dòng)分離(TIE分析)、均衡仿真(CTLE/FFE/DFE)、誤碼率預(yù)測(cè)(浴缸曲線)等。

03.什么是示波器眼圖?

1基本定義

示波器眼圖(Eye Diagram)是一種通過疊加數(shù)字信號(hào)的多個(gè)單位間隔(UI, Unit Interval)波形形成的圖形化分析工具。其名稱源于圖形中央的開口區(qū)域形似“眼睛”,而眼睛的“張開”程度直接反映信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣。

?核心原理:將長(zhǎng)時(shí)間捕獲的信號(hào)按碼元周期分割,垂直堆疊顯示所有可能的信號(hào)跳變狀態(tài)(0→1、1→0、0→0、1→1),最終形成統(tǒng)計(jì)意義上的“平均眼圖”。

?類比理解:類似于用照相機(jī)長(zhǎng)曝光拍攝快速擺動(dòng)的鐘擺,最終照片會(huì)顯示鐘擺所有位置的軌跡,而眼圖則是信號(hào)邊沿和電平變化的“軌跡合集”。

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2眼圖的組成

眼圖的各個(gè)組成部分共同構(gòu)成了一個(gè)全面的信號(hào)完整性評(píng)估框架。通過分析眼圖的中心、高度、寬度以及閉合區(qū)域等特征,工程師可以快速評(píng)估信號(hào)的質(zhì)量和傳輸性能。眼圖不僅直觀地展示了信號(hào)的時(shí)序和幅度特性,還為信號(hào)優(yōu)化提供了明確的方向。

一個(gè)完整的眼圖由以下關(guān)鍵區(qū)域和參數(shù)構(gòu)成:

?1)眼高(Eye Height)

?定義:垂直方向上,眼圖中央開口的電壓范圍(從最低高電平到最高低電平)。

? 意義:反映信號(hào)的噪聲容限。眼高越大,接收端越容易區(qū)分“0”和“1”(例如:眼高為500 mV時(shí),噪聲幅度需超過250 mV才會(huì)導(dǎo)致誤判)。

?2)眼寬(Eye Width)

?定義:水平方向上,眼圖中央開口的時(shí)間范圍(有效采樣窗口)。

? 意義:衡量信號(hào)時(shí)序穩(wěn)定性。眼寬越寬,允許的時(shí)鐘抖動(dòng)越大(例如:眼寬為0.7 UI時(shí),接收端需在±0.35 UI內(nèi)準(zhǔn)確采樣)。

?3)交叉點(diǎn)(Crossover)

?定義:信號(hào)上升沿與下降沿在眼圖中央的交匯區(qū)域。

? 意義:交叉點(diǎn)位置和斜率反映信號(hào)對(duì)稱性與邊沿速度。理想情況下,交叉點(diǎn)應(yīng)位于眼圖水平中心且斜率陡峭(避免因邊沿緩慢引入碼間干擾)。

?4)抖動(dòng)(Jitter)

?定義:信號(hào)邊沿在時(shí)間軸上的隨機(jī)或確定性偏移(表現(xiàn)為眼圖左右邊界的模糊程度)。

? 分類:隨機(jī)抖動(dòng)(如熱噪聲引起,呈高斯分布)與確定性抖動(dòng)(如周期性干擾,呈有界分布)。

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3眼圖與信號(hào)質(zhì)量的關(guān)系

眼圖是評(píng)估信號(hào)質(zhì)量的重要工具,通過觀察眼圖的張開程度、清晰度和對(duì)稱性,可以直觀地判斷信號(hào)的幅度穩(wěn)定性、時(shí)序穩(wěn)定性和整體傳輸質(zhì)量。眼圖的分析不僅幫助工程師快速識(shí)別信號(hào)傳輸中的問題,還為優(yōu)化信號(hào)傳輸提供了明確的方向,從而確保高速數(shù)字信號(hào)在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

眼圖的“開放度”是評(píng)估信號(hào)質(zhì)量的黃金準(zhǔn)則:

?開放度大(大眼高、寬眼寬、清晰邊界):

?信號(hào)噪聲低、抖動(dòng)小、碼間干擾(ISI)可控

?開放度?。ㄑ蹐D閉合):

?頂部/底部塌陷:可能由阻抗失配或電源噪聲導(dǎo)致幅度衰減

? 眼寬狹窄:時(shí)鐘抖動(dòng)過大或數(shù)據(jù)速率超過信道帶

? 交叉點(diǎn)模糊:信號(hào)邊沿速度不足(如高頻損耗未均衡)

?極端案例對(duì)比:

?健康眼圖:形似鉆石,開口清晰,邊沿陡峭(如高速SerDes信號(hào))

? 問題眼圖:形似閉合的裂縫,甚至完全閉合(如未端接的長(zhǎng)傳輸線信號(hào))

04.眼圖的生成原理

示波器通過高速采樣、合適的觸發(fā)設(shè)置以及信號(hào)疊加等步驟,能夠有效地捕獲并顯示眼圖信號(hào)。

1示波器如何捕獲信號(hào)

示波器生成眼圖的核心依賴于高精度信號(hào)捕獲技術(shù),主要分為兩類:

?1)實(shí)時(shí)采樣(Real-Time Sampling, RT)

?原理:以固定采樣率(如100 GS/s)連續(xù)捕獲信號(hào)波形,直接記錄每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值

?優(yōu)勢(shì):支持單次觸發(fā)捕獲瞬態(tài)事件(如突發(fā)錯(cuò)誤信號(hào))

? 局限性:受限于ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器)帶寬與存儲(chǔ)深度,超高速信號(hào)(如56G PAM4)可能需要降速或插值處理

? 典型應(yīng)用:調(diào)試實(shí)時(shí)系統(tǒng)(如DDR內(nèi)存讀寫異常)

?2)等效時(shí)間采樣(Equivalent-Time Sampling, ET)

?原理:對(duì)周期性信號(hào)多次采樣,每次觸發(fā)后微小幅移采樣點(diǎn),最終拼合成高分辨率波形

?優(yōu)勢(shì):突破ADC采樣率限制,實(shí)現(xiàn)超高分辨率(適用于光通信等超高速場(chǎng)景)

? 局限性:僅適用于重復(fù)性信號(hào),無法捕捉單次事件

? 典型應(yīng)用:分析100G以上SerDes信號(hào)或光模塊眼圖

2觸發(fā)與同步:時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)的作用

數(shù)字信號(hào)通常無獨(dú)立時(shí)鐘線(如PCIe、USB),需從數(shù)據(jù)流中提取時(shí)鐘以實(shí)現(xiàn)同步疊加。

?1)時(shí)鐘恢復(fù)(Clock Recovery)

?硬件時(shí)鐘恢復(fù):通過鎖相環(huán)(PLL)或CDR(時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù))電路實(shí)時(shí)提取時(shí)鐘

? 軟件時(shí)鐘恢復(fù):后處理階段通過算法(如互相關(guān)運(yùn)算)重建參考時(shí)鐘

?2)同步觸發(fā)

?邊沿觸發(fā):適用于有參考時(shí)鐘的信號(hào)(如HDMI

? 碼型觸發(fā):針對(duì)特定數(shù)據(jù)序列(如PRBS7)定位疊加起點(diǎn)

3疊加原理:從UI到統(tǒng)計(jì)眼圖

眼圖的生成本質(zhì)是將信號(hào)按單位間隔(UI)對(duì)齊并疊加,具體步驟如下:

?1)UI分割

?根據(jù)數(shù)據(jù)速率計(jì)算UI長(zhǎng)度(例如:5 Gbps信號(hào)的UI=200 ps)

將捕獲的長(zhǎng)信號(hào)流切割為多個(gè)UI片段(每個(gè)片段包含一個(gè)碼元周期)

? 2)垂直堆疊

?將所有UI片段的波形疊加顯示,形成“所有可能信號(hào)路徑”的統(tǒng)計(jì)分布

?3)概率密度映射

?通過顏色或灰度區(qū)分高頻/低頻區(qū)域(如紅色=頻繁出現(xiàn)的電壓/時(shí)間點(diǎn))

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4眼圖生成模式:硬件加速 vs. 軟件后處理

根據(jù)生成方式不同,眼圖可分為兩類:

?1)硬件眼圖(實(shí)時(shí)示波器)

?原理:利用示波器專用ASICFPGA實(shí)時(shí)處理信號(hào),直接輸出眼圖

? 優(yōu)勢(shì):速度快、延遲低,適合交互式調(diào)試

? 典型場(chǎng)景:生產(chǎn)線快速檢測(cè)或協(xié)議一致性測(cè)試(如USB-IF認(rèn)證

?2)軟件眼圖(后處理分析)

?原理:將原始波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件(如Matlab、Signal Integrity Tools),通過離線算法生成眼圖

? 優(yōu)勢(shì):支持復(fù)雜分析(如均衡仿真、抖動(dòng)分解),靈活性高

? 典型場(chǎng)景:學(xué)術(shù)研究或自定義信號(hào)分析(如預(yù)加重優(yōu)化)

05.眼圖的關(guān)鍵參數(shù)解讀

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1眼高(Eye Height)

?定義:眼圖垂直方向中央開口的最大電壓范圍,即從最低高電平(Upper Rail)到最高低電平(Lower Rail)的距離。

? 技術(shù)意義:

噪聲容限:眼高直接決定系統(tǒng)抗噪聲能力。例如,眼高為400 mV時(shí),噪聲需超過200 mV才會(huì)導(dǎo)致誤碼(假設(shè)判決閾值為中點(diǎn))

信號(hào)幅值穩(wěn)定性:眼高縮小可能由電源波動(dòng)、阻抗失配或信道損耗(如PCB走線高頻衰減)引起

? 工程實(shí)踐:

合規(guī)性標(biāo)準(zhǔn):如USB3.2 Gen 1的標(biāo)準(zhǔn)通常要求眼高不小于160毫伏(mV)(在眼圖的最開闊處測(cè)量)

故障排查:若眼高不足,需檢查發(fā)射端驅(qū)動(dòng)能力、電源完整性或信道S參數(shù)

2眼寬(Eye Width)

?定義:眼圖水平方向中央開口的時(shí)間范圍,通常以單位間隔(UI)百分比表示(如0.6 UI)。

? 技術(shù)意義:

時(shí)序容限:眼寬決定接收端采樣窗口的余量。例如,眼寬為0.7 UI時(shí),允許的時(shí)鐘抖動(dòng)需小于±0.15 UI(假設(shè)采樣點(diǎn)在中心)

碼間干擾(ISI):眼寬變窄通常由信道帶寬不足或反射引起,導(dǎo)致相鄰碼元波形疊加

? 工程實(shí)踐:

優(yōu)化手段:增加預(yù)加重(Pre-emphasis)或接收端均衡(CTLE/DFE)可展寬眼寬

極限案例:當(dāng)眼寬趨近于0時(shí),系統(tǒng)誤碼率急劇上升,需重新設(shè)計(jì)信道或降低速率

3抖動(dòng)(Jitter)

? 定義:信號(hào)邊沿在時(shí)間軸上的偏移,表現(xiàn)為眼圖左右邊界的模糊程度。

? 分類與影響:

隨機(jī)抖動(dòng)(RJ):

來源:熱噪聲、散粒噪聲等不可預(yù)測(cè)因素

特性:無界高斯分布,需通過統(tǒng)計(jì)模型(如浴缸曲線)預(yù)測(cè)誤碼率

確定性抖動(dòng)(DJ):

子類:周期性抖動(dòng)(PJ)、占空比失真(DCD)、碼間干擾抖動(dòng)(ISI)

特性:有界且可追溯(如PJ與開關(guān)電源噪聲頻率相關(guān))

? 測(cè)量方法:

TIE(Time Interval Error)分析:通過直方圖分離RJ與DJ分量

?眼圖模板測(cè)試:檢查抖動(dòng)是否侵入模板禁區(qū)(Mask Violation)

4上升/下降時(shí)間(Rise/Fall Time)

? 定義:信號(hào)從10%到90%幅值(或反向)所需的時(shí)間。

? 技術(shù)意義:

邊沿速度與帶寬:上升時(shí)間越短,信號(hào)高頻分量越豐富(帶寬≈0.35/Tr)

對(duì)眼圖的影響:

?邊沿過慢 → 交叉點(diǎn)模糊,眼寬縮?。↖SI加?。?/p>

?邊沿過快 → 高頻輻射(EMI問題),可能引發(fā)振鈴

5誤碼率(BER)與浴缸曲線(Bathtub Curve)

? 關(guān)聯(lián)邏輯:

眼圖的水平張開度(眼寬)和垂直張開度(眼高)共同決定誤碼率

浴缸曲線:展示BER隨時(shí)間偏移(采樣點(diǎn)位置)的變化趨勢(shì)

曲線特征:中間區(qū)域(眼寬內(nèi))BER最低,兩側(cè)隨偏移量增大呈指數(shù)上升

? 工程應(yīng)用:

BER預(yù)估:通過眼圖測(cè)量Q因子(SNR相關(guān)),推算BER(如BER=1e-12對(duì)應(yīng)Q=7)

采樣點(diǎn)優(yōu)化:調(diào)整接收端采樣相位至浴缸曲線“底部”最平坦處

06.眼圖的應(yīng)用場(chǎng)景

眼圖的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛,涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域和多種信號(hào)傳輸系統(tǒng)。眼圖作為一種直觀且強(qiáng)大的信號(hào)分析工具,在高速數(shù)字通信、電路設(shè)計(jì)、信號(hào)質(zhì)量評(píng)估以及研發(fā)驗(yàn)證等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

1高速數(shù)字系統(tǒng)驗(yàn)證

眼圖是驗(yàn)證高速接口信號(hào)完整性的核心工具,典型場(chǎng)景包括:

?1)PCIe接口測(cè)試

?應(yīng)用層級(jí):從PCIe 3.0(8 GT/s)到PCIe 6.0(64 GT/s PAM4),每代速率翻倍均需更嚴(yán)苛的眼圖測(cè)試

? 關(guān)鍵參數(shù):

眼高需滿足接收端均衡后規(guī)范(如PCIe 5.0要求≥120 mV)

抖動(dòng)需分解為RJ(隨機(jī)抖動(dòng))和DJ(確定性抖動(dòng)),確??偠秳?dòng)(TJ)在容限內(nèi)

? 測(cè)試挑戰(zhàn):高頻損耗(如PCB插入損耗)需通過預(yù)加重(Tx EQ)和接收端均衡(CTLE/DFE)補(bǔ)償

? 2)接口認(rèn)證

?標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn):USB 3.2 Gen2(10 Gbps)到USB4(40 Gbps PAM3),眼圖模板復(fù)雜度升級(jí)

? 實(shí)測(cè)案例:

USB 3.2 Gen2要求眼圖不得侵入“菱形”模板禁區(qū)

未端接的USB線纜會(huì)因反射導(dǎo)致眼圖閉合,需調(diào)整端接電阻或縮短線長(zhǎng)

? HDMI/DisplayPort視頻接口

信號(hào)特點(diǎn):TMDS編碼信號(hào)需驗(yàn)證眼圖對(duì)稱性與交叉點(diǎn)位置

典型問題:長(zhǎng)距離傳輸導(dǎo)致眼圖塌陷,需通過Redriver芯片或主動(dòng)電纜補(bǔ)償

2通信系統(tǒng)分析

眼圖在無線與光通信中扮演關(guān)鍵角色:

?1)光纖通信系統(tǒng)

?光模塊測(cè)試:25G/100G/400G光模塊需通過眼圖驗(yàn)證調(diào)制質(zhì)量(如NRZ/PAM4)

? 測(cè)試方法:

采樣示波器配合光參考接收機(jī)(ORR)生成標(biāo)準(zhǔn)眼圖

檢查眼高、眼寬及抖動(dòng)是否符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)(如100GBASE-LR4要求BER<1e-12)

? 特殊需求:相干光通信需分析偏振態(tài)與相位噪聲,引入多維眼圖

?2)射頻信號(hào)調(diào)制質(zhì)量評(píng)估

?調(diào)制制式:QAM、PSK等射頻調(diào)制信號(hào)可通過等效基帶眼圖評(píng)估符號(hào)間干擾

? 應(yīng)用案例:

5G NR信號(hào)的EVM(誤差矢量幅度)與眼圖張開度強(qiáng)相關(guān)

Wi-Fi 6E中,160 MHz信道帶寬要求更嚴(yán)格的眼圖模板測(cè)試

3故障診斷與根因分析

眼圖是定位信號(hào)問題的“顯微鏡”。它通過將多個(gè)周期的信號(hào)波形疊加在一起,形成直觀的圖形,能夠清晰地展示信號(hào)的時(shí)序特性和幅度特性。眼圖的張開程度、清晰度和對(duì)稱性等特征,為工程師提供了快速評(píng)估信號(hào)質(zhì)量的手段,幫助他們迅速發(fā)現(xiàn)信號(hào)傳輸中的抖動(dòng)、噪聲和碼間干擾等問題。

?1)信號(hào)失真定位

?阻抗失配:眼圖出現(xiàn)“重影”或振鈴(由反射引起),需檢查PCB阻抗連續(xù)性或連接器接觸

?串?dāng)_(Crosstalk):相鄰信號(hào)線的耦合會(huì)導(dǎo)致眼圖邊緣毛刺,通過時(shí)域反射(TDR)定位干擾源

?2)電源噪聲排查

?表現(xiàn)特征:眼圖頂部/底部出現(xiàn)周期性塌陷(與開關(guān)電源頻率同步)

? 解決方案:優(yōu)化電源濾波網(wǎng)絡(luò)或增加去耦電容

?3)高頻損耗分析

?典型現(xiàn)象:眼圖交叉點(diǎn)斜率降低,眼寬變窄(由信道帶寬不足導(dǎo)致)

? 調(diào)試手段:

仿真驗(yàn)證:通過S參數(shù)模型預(yù)測(cè)眼圖閉合趨勢(shì)

硬件補(bǔ)償:增加發(fā)射端預(yù)加重或接收端均衡器

4標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性測(cè)試

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通過眼圖模板(Mask)定義信號(hào)質(zhì)量門檻:

?1)主流標(biāo)準(zhǔn)組織與規(guī)范

?USB-IF:定義USB 3.2/4接口的眼圖模板形狀與測(cè)試條件

? IEEE:802.3(以太網(wǎng))、802.11(Wi-Fi)等標(biāo)準(zhǔn)包含詳細(xì)眼圖要求

? OIF(光互聯(lián)論壇):規(guī)范CEI(通用電氣接口)光模塊眼圖參數(shù)

?2)模板測(cè)試(Mask Test)流程

?自動(dòng)化測(cè)試:示波器內(nèi)置模板比對(duì)功能,實(shí)時(shí)標(biāo)記違規(guī)點(diǎn)

? 報(bào)告生成:輸出眼高、眼寬、抖動(dòng)及模板違規(guī)比例(如Pass/Fail判定)

07.如何用示波器測(cè)量眼圖?

以羅德與施瓦茨公司RTP示波器(含“高級(jí)眼圖分析”選件)為例。

1設(shè)置“硬件CDR”觸發(fā)

路徑:"Menu" > "Trigger" > "Setup" tab > "Source = CDR" > "Hardware CDR".

d995d11a-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

2設(shè)置“眼圖”測(cè)試

路徑:[Apps]> "Analysis" > "Eye Analysis" > "Setup" tab

d9a5389e-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

設(shè)置State為“On”

點(diǎn)擊“Hardware CDR”,設(shè)置“硬件CDR”參數(shù)

d9af4fc8-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

在“Serial standard”菜單選擇相應(yīng)的串行協(xié)議類型,或者點(diǎn)擊“Estimate bit rate”讓儀表自動(dòng)評(píng)估比特率

3設(shè)置“色溫顯示”

路徑:[Apps]> "Analysis" > "DDR Eye" > "Display" tab

d9be0f54-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

4設(shè)置“眼圖模板”

路徑:[Apps] > "Analysis" tab > "Mask" > "Define Mask"

d9cdead2-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

Mask type下拉框,選擇“eye”,點(diǎn)擊“Setup mask”

d9dd8410-66bf-11f0-a6aa-92fbcf53809c.png

設(shè)置“Shape”及相應(yīng)的W/H等參數(shù)

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測(cè)試測(cè)量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全,致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立 90 多年來,羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán),通過發(fā)展尖端技術(shù),不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶,助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑,作為一家私有企業(yè),公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長(zhǎng)期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。

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原文標(biāo)題:【技術(shù)科普】一文讀懂示波器眼圖:原理、分析與應(yīng)用

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