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3分钟玩转示波器的眼图与抖动分析


  来源: 普源精电 时间:2020-05-29 编辑:清风
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图5:眼图-眼宽统计图


眼宽反映信号的总抖动

当总抖动大时,眼宽就小

甚至看不出眼睛的形状


眼图上升时间和下降时间

眼图上升时间(Eye Rise Time)

对眼图垂直方向进行直方图统计,找到顶值(Vtop)和底值(Vbase),由Vtop和Vbase确认眼图上升时间的阈值lower和upper(通常为20%-80%或10%-90%之间)。再根据阈值,测量直方图得到上升沿(从低到高)的平均水平距离(单位秒)。


眼图下降时间(Eye Fall Time)

与上升时间类似,从高到低的平均水平距离,见下图中的Fall部分。


图6:眼图-跳变沿统计图

眼图占空比(Eye Duty Cycle)

通过计算上升时间和下降时间最终可以计算得到眼图的占空比和抖动分量中的占空比失真(Duty Cycle Distortion)。根据Middle阈值(50%)统计直方图,得到时间用于计算占空比时间:

进一步得到眼图占空比数据:

眼图交叉幅度和眼图交叉比

眼图交叉幅度(Eye Crossing Amplitude)

按照UI的边界位置为参考,统计眼高度范围内概率分布,可以得到眼交叉点(Crossing points)的位置,眼交叉点对应的幅度平均值就对应眼图交叉幅度。

眼图交叉比(Eye Amplitude)

眼图交叉比是眼交叉幅度与眼幅度的比例关系。公式如下:

如下图所示:

图7:眼图-交叉点统计图


不同交叉比例关系可传递不同信号位准。一般标准的信号其交叉比为50%,即表示信号“1”及“0”各占一半的位。下面的眼交叉比关系反映“1”与“0”占空比的关系。


图8:交叉比与占空比关系图

眼图与系统性能

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。如下图所示,通过眼图我们可以观察出符号间干扰和噪声的影响。


图9:眼图与系统性能图


-最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻,眼睛张开越大表示码间串扰越小。

-眼图斜边越陡,系统对定时误差越灵敏。

-在抽样时刻上、下两阴影区离门限最近的线到门限的距离为噪声容限,如果噪声瞬时值超过噪声容限就有可能发生错误判决。

-对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接受系统,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影响。


抖动

什么是抖动?


抖动(Jitter)是指:数字信号在短期内重要的瞬时变化相对于理想位置发生的偏移,示意图如下:

图10:抖动示意图


关键词:示波器 眼图 抖动分析    浏览量:2619

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