什么是眼圖，眼圖測試知多少？

很多工程師都知道高速信號需要測量眼圖。那眼圖代表著什么? 示波器眼圖怎么調(diào)出來？該如何分析眼圖的好與壞？以及從眼圖各種形狀上，我們能知道哪些信息呢？現(xiàn)代的眼圖分析軟件又有哪些新的功能？今天是德科技示給大家一 一解答關于眼圖測試的問題并介紹眼圖模板和快速眼圖測試的方法，不要錯過啦！

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首先我們先了解關于眼圖的基本知識

數(shù)字信號的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現(xiàn)數(shù)字信號的整體特征，能夠很好地評估數(shù)字信號的質(zhì)量，因而眼圖的分析是數(shù)字系統(tǒng)信號完整性分析的關鍵之一。

什么是眼圖？

眼圖（Eye Diagram）是用余輝方式累積疊加顯示采集到的串行信號的比特位的結果，疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖是一系列數(shù)字信號在示波器上累積而顯示的圖形，它包含了豐富的信息，從眼圖上可以觀察出碼間串擾和噪聲的影響，體現(xiàn)了數(shù)字信號整體的特征，從而估計系統(tǒng)優(yōu)劣程度。

問題：為什么眼圖測試的必測參數(shù)之一是眼高？

上圖是一個典型的眼圖測試各指標的示意圖。其中眼圖眼高定義如下：

EyeHeight=(PTopmean-3*PTopsigma)-PBasemean+3*PBasesigma)

PTopsigma即為眼圖波形頂部的噪聲標準偏差或均方根值，PBasesigma為眼圖波形底部的噪聲標準偏差或均方根值。由此可見，眼高最終結果與波形噪聲標準偏差有直接關系。

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串擾是什么意思？

串擾是一種失真，主要來自與數(shù)據(jù)碼型無關的幅度干擾。由于耦合效應，一個干凈的信號（我 們稱為“受擾信號”）可能受到“干擾”信號的串擾影響。干擾信號會使得受擾信號發(fā)生變形，并讓受擾信號的眼圖閉合。工程師希望信號是串擾極小或完全沒有串擾的干凈信號，如此 才能獲得張開的眼圖，并進行準確無誤的數(shù)據(jù)傳輸。如果受擾信號中存在串擾，那么這種干擾會導致眼圖閉合，從而使得設計裕量變得很小甚至測量結果錯誤（見下圖 ）。串擾還會降低受擾信號的垂直幅度和水平抖動性能，導致通信鏈路中的互操作性問題愈發(fā)嚴重。

有串擾和沒有串擾的受擾信號眼圖。

有串擾和沒有串擾的受擾信號眼圖。串擾會導致眼圖閉合，從而降低設計裕量并可能造成設計的性能達不到技術指標。

推薦閱讀：https://www.keysight.com.cn/cn/zh/assets/7018-05283/application-notes/5992-1610.pdf

https://www.keysight.com.cn/cn/zh/product/D9020ASIA/advanced-signal-integrity-software-eq-infiinisimadv-crosstalk.html

眼圖的產(chǎn)生原理及作用

眼圖實際上就是數(shù)字信號的一系列不同二進制碼按一定的規(guī)律在示波器屏幕上累積后的顯示，簡單地說，由于示波器具有余輝功能，只要將捕獲的所有波形按每三個比特分別地疊加累積，從而就形成了眼圖。

8 種比特跳變組合及其層疊形成的眼圖

眼圖是查看抖動的最常用方式之一?？赡艿谋忍靥兘M合總共有 8 種（見下圖）。

眼圖使用顏色分級來顯示信號通過圖中不同區(qū)域的頻次高低，這提供了另一種查看時間間隔誤差 TIE 頻次的方法。通過眼圖測試的張開度，您可以大致地查看有多少抖動。眼圖張開度越大，信號中的抖動就越小。張開度越小，抖動就越多。

時間間隔誤差TIE (Time Interval Error)，表示時鐘的每個有效沿相對于理想位置的變化。

下圖中顯示了這樣的一個例子。直方圖中的著色區(qū)說明這個眼圖有明顯的計時誤差，圖中還表現(xiàn)出誤差發(fā)生的大致頻次。是德科技的實時眼圖軟件可以在儀器上自動生成這個眼圖，使您可以很容易地看到隨機抖動 RJ 和 確定性抖動DJ（或 PJ）對您的器件有何影響。由于此 PDF 有兩個峰（雙峰），因此我們可以判斷，這個系統(tǒng)中同時存在 DJ 和 RJ。

什么是隨機抖動（RJ）？

談到隨機抖動（RJ）時，我們喜歡使用“發(fā)生抖動”這一表述方式。隨機抖動終究是不可避免的，但我們可以對它進行表征。隨機抖動呈現(xiàn)高斯分布（無界），它由三個原因共同造成。

首先，熱噪聲會引起隨機抖動，可以描述為噪聲 = kTB，其中 k 是玻爾茲曼常數(shù)，T 是開爾文溫度，B 是系統(tǒng)帶寬。

其次，散粒噪聲（或泊松噪聲）可導致 RJ。散粒噪聲是由電子和空穴的量化造成的固有噪聲，并且受到偏置電流的影響。

最后，“粉紅”噪聲會引起 RJ，它與頻率成反比（1/f）。所有系統(tǒng)將具有某種程度的隨機抖動。

什么是確定性抖動（DJ）？

確定性抖動是非隨機的、有界的抖動，它由設計中的次序出現(xiàn)引起。此外，確定性抖動可以分成多個子分量，如：周期性抖動（PJ）、數(shù)據(jù)相關抖動（DDJ）、有界不相關抖動（BUJ）。下圖所示為一個具有確定性抖動的系統(tǒng)實例。與隨機抖動不同的是，確定性抖動的 PDF 通常有一個以上的峰。

圖中所示為一個具有確定性抖動的系統(tǒng)實例。與隨機抖動不同的是，確定性抖動的 PDF 通常有一個以上的峰。

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