本文導(dǎo)讀

設(shè)備物理連接正常，通信鏈路卻存在丟包與卡頓風(fēng)險(xiǎn)？解析以太網(wǎng)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估的關(guān)鍵：覆蓋“000”到“111”全狀態(tài)的眼圖測(cè)試原理。結(jié)合ZUS6104示波器實(shí)測(cè)，通過自動(dòng)化工具完成標(biāo)準(zhǔn)一致性測(cè)試，精準(zhǔn)量化信號(hào)指標(biāo)，為排查通信隱患提供直接的數(shù)據(jù)支持。

案例背景：工業(yè)互聯(lián)中的“軟故障”挑戰(zhàn)

隨著100BASE-TX工業(yè)以太網(wǎng)在2025年逐漸成為汽車電子與產(chǎn)線協(xié)作的主流通信鏈路，通信的穩(wěn)定性已深度影響著產(chǎn)線良率。在電磁環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，線纜容易受到干擾與衰減影響。工程師時(shí)常會(huì)面臨一類挑戰(zhàn)：硬件連接物理上看似完好，但數(shù)據(jù)傳輸卻偶發(fā)丟包或錯(cuò)誤。這類由信號(hào)波形畸變引發(fā)的“隱形”問題，常規(guī)的萬用表或通斷測(cè)試往往難以精準(zhǔn)識(shí)別，通常需要借助眼圖來進(jìn)行深度的信號(hào)完整性分析。

為什么強(qiáng)調(diào)從“000” 到“111”？

眼圖的形成原理

示波器通常捕獲的是瞬時(shí)波形，反映的是細(xì)節(jié)；而眼圖反映傳輸鏈路中數(shù)字信號(hào)的整體特征。

利用示波器的余輝（Persistence）功能，將捕獲到的數(shù)字信號(hào)按規(guī)律在屏幕上累積疊加，從而形成眼圖。由于大量波形重疊，眼圖的“張開度”能直觀反映碼間串?dāng)_（ISI）和噪聲強(qiáng)度，是評(píng)估高速互連系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵依據(jù)。

圖1 余暉軌跡圖

全狀態(tài)覆蓋的必要性

眼圖并非隨意的波形堆疊，它要求覆蓋數(shù)字信號(hào)的所有狀態(tài)組合。

以3個(gè)比特為例，從二進(jìn)制的“000”到“111”共有8種狀態(tài)（如下圖所示）。標(biāo)準(zhǔn)眼圖需將捕獲的所有波形按每3個(gè)比特一組進(jìn)行疊加；必須確保這8種狀態(tài)發(fā)生的次數(shù)盡量一致。如果狀態(tài)覆蓋不全，部分特定組合下的信號(hào)畸變就會(huì)被遺漏。因此，包含“000到111”全狀態(tài)組的眼圖，才是合格的信號(hào)質(zhì)量分析樣本。

圖2 以太網(wǎng)眼圖邏輯原理
實(shí)測(cè)方案：化繁為簡(jiǎn)，ZUS6104的自動(dòng)測(cè)試流程傳統(tǒng)的手動(dòng)眼圖調(diào)試對(duì)觸發(fā)設(shè)置和協(xié)議理解要求較高。ZUS6104示波器配置的百兆以太網(wǎng)分析軟件，旨在簡(jiǎn)化這一流程。插件依據(jù)100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)，能夠自動(dòng)執(zhí)行包括眼圖測(cè)試、發(fā)送抖動(dòng)、幅值特性、上升/下降時(shí)間及占空比失真在內(nèi)的項(xiàng)目測(cè)試。系統(tǒng)將采集數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議參數(shù)對(duì)比，給出明確的 Pass/Fail 判定，顯著提升測(cè)試效率與結(jié)果的客觀性。

圖3 測(cè)量項(xiàng)目框圖

測(cè)試操作流程：
第一步：硬件環(huán)境搭建

為了保證高頻信號(hào)的測(cè)試質(zhì)量，硬件連接需嚴(yán)格遵循規(guī)范，并盡可能縮短 BNC 線及連接被測(cè)設(shè)備的平行網(wǎng)線長(zhǎng)度，以減少信號(hào)衰減。測(cè)試配件：ZUS6104示波器、ZTF100B轉(zhuǎn)接板、SMA轉(zhuǎn)BNC線（2條）、平行網(wǎng)線。規(guī)范接線（如測(cè)試原理圖所示）：

• 使用SMA轉(zhuǎn)BNC線，將ZTF100B的TX-P端連接至示波器通道2（或通道1）；
• 將TX-N端連接至示波器通道3（或通道4）；
• 網(wǎng)線分別連接轉(zhuǎn)接板與被測(cè)設(shè)備/示波器端口。

圖4 以太網(wǎng)測(cè)試原理

第二步：執(zhí)行自動(dòng)化分析

硬件連接就緒后，進(jìn)入示波器功能界面，選擇以太網(wǎng)分析插件。在右側(cè)操作面板點(diǎn)擊卡片即可運(yùn)行測(cè)試。分析軟件將自動(dòng)接管信號(hào)采集與處理，根據(jù)100Base-TX協(xié)議進(jìn)行多項(xiàng)指標(biāo)比對(duì)。測(cè)試過程中，界面會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前測(cè)試的通過次數(shù)（Pass Count）、總測(cè)試次數(shù)以及系統(tǒng)提示信息，工程師可即時(shí)監(jiān)控鏈路狀態(tài)。

圖5 以太網(wǎng)測(cè)試圖

第三步：導(dǎo)出一致性報(bào)告

完成所有狀態(tài)組的采集與分析后，為了便于數(shù)據(jù)追溯與質(zhì)量歸檔：軟件支持導(dǎo)出HTML格式的完整測(cè)試報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容涵蓋最終生成的眼圖波形、各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，及最終的Pass/Fail 結(jié)論，直接為產(chǎn)線良率分析或研發(fā)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

圖6 導(dǎo)出文件格式

結(jié) 語

面對(duì)高頻工業(yè)場(chǎng)景下的信號(hào)干擾難題，ZUS6104示波器搭配ZTF100B轉(zhuǎn)接板提供從硬件接入到軟件判定的流程解決方案，通過規(guī)范的物理連接與自動(dòng)化的邏輯運(yùn)算，快速輸出可視化的眼圖測(cè)試結(jié)果。

方案不僅讓原本繁瑣的信號(hào)驗(yàn)證工作有據(jù)可依，更將隱形通信隱患的定位過程轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)、高效的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。