傳統(tǒng)眼圖參數測量的局限解析

眼圖參數，特別是眼高和眼寬，經常造成工程師的困惑，針對眼高眼寬以及其他像1電平、0電平等眼圖參數的算法并不是通用的，因為他們假設眼圖垂直片段上的電壓分布很好的擬合高斯分布。對于光信號，這是一個很好的假設。實際上，眼圖參數最初就是定義用在光信號上的，沒有考慮ISI等信號完整性的影響，通過電路板和互聯(lián)器件傳輸的串行信號的眼圖片段通常不是高斯分布的。這樣測試出來的眼高眼寬的結果可能不會返回正確的結果，這篇文章針對眼高測量，討論為什么會發(fā)生這種狀況，并且給讀者避免這種狀況的建議，相似的分析適用于眼寬，但是不在這篇文章中討論。

眼圖參數的算法基于高斯模型，使用眼圖中心的3sigma來定義眼高和眼寬。描述光信號眼圖時，這種算法工作的很好。光眼圖來自通過光纖路徑傳輸光信號。當然，當進入示波器時，光信號會被轉換成電信號。但是預期是眼圖不會受到信號完整性的影響。這些眼圖一般都很干凈，有很清晰的高低電平。相對應的是，受到頻率相關損耗導致的ISI影響的信號形成的眼圖，在這種狀況下，眼高和眼寬會返回不準確的結果。TeledyneLecroy，Agilent，Tektronix都使用相同的3sigma推算算法，這種技術會在后面做詳細描述。

受ISI影響的眼圖例子

下圖1顯示的是受通道中的ISI影響的眼圖，這個信號完整性影響導致信號會根據歷史bit位有不同的信號軌跡，這個信號是PRBS11，8Gbps NRZ碼型。信號源的幅度設置為+/-300mv，示波器測量的是經過過電路板上11英寸走線的信號。信號通過通道后，信號幅度衰減減為大約+/-250mv，但是由于歷史bit位的不同，0電平和1電平電壓差異很大，這種特性是問題的根源。

圖1右測的直方圖顯示的是眼圖中間20%垂直片段的電壓的分布狀況。左側的直方圖是0電平的分布狀況，右測的直方圖是1電平的分布狀況，兩個直方圖都不是單高斯分布，由于分布狀況不擬合高斯模型，計算出來的眼高參數返回的是一個錯誤的結果。

為了進一步說明ISI對眼圖的影響，圖2顯示的是一個帶有ISI但沒有抖動的模擬PRBS5信號的的眼圖，由ISI導致的穿過眼圖不同的信號軌跡可以很容易的觀察到。相應的直方圖清楚的顯示垂直片段電壓的分布不是一個高斯分布。