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眼图的作用是什么？阿赛姆引入眼图测试实验室

最近我们实验室引进了一套眼图测试设备，今天就带大家来了解一下眼图是什么？它的作用及原理

 

一、眼图基本知识

    眼图的分析是数字系统信号完整性分析的关键之一。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间干扰，改善系统的传输性能。

 

二、什么是眼图

眼图（Eye Diagram）是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。眼图包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度。

眼图 的 “眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱。 “眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。

图中：眼图的眼高代表噪声；眼宽代表抖动。

 

三、眼图原理及眼图作用

眼图实际上就是数字信号的一系列不同二进制码按一定的规律在示波器屏幕上累积后的显示，简单地说，由于示波器具有余辉功能，只要将捕获的所有波形按每三个比特分别地叠加累积，从而就形成了眼图。

8 种比特跳变组合及其层叠形成的眼图

眼图是查看抖动的最常用方式之一。可能的比特跳变组合总共有 8 种（见下图）。

 

眼图使用颜色分级来显示信号通过图中不同区域的频次高低，这提供了另一种查看时间间隔误差 TIE 频次的方法。通过眼图测试的张开度，您可以大致地查看有多少抖动。眼图张开度越大，信号中的抖动就越小。张开度越小，抖动就越多。

时间间隔误差TIE (Time Interval Error)，表示时钟的每个有效沿相对于理想位置的变化。

四、眼图可以看出哪些性能指标？

在对于一个眼图进行好和坏的评估时，通常都有一些常见的衡量指标，比如眼高，眼宽，抖动，占空比等，如上图。通过对眼睛不同部位的表征，可以快速地判断和定性信号的问题。比如眼图跳变沿交叉点的上下区域可以代表占空比，如果上下区域比例不对称，则代表占空比的结果可能存在问题。

 

不同的眼图可以反映不同的信号质量，对于有经验的工程师可以从眼图上发现信号是否存在阻抗不匹配导致的反射，以及某种抖动成分偏大，甚至知道如何来优化眼图质量。总体来说：

l 眼图的张开度与抖动和误码率BER相关联；

l 眼图张开越大，表明对噪声和抖动的容许误差越大；

l 眼图张开越大，表明接收器判断灵敏度越好；

l 眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低

五、如何评判眼图质量？

其实在评判眼图的质量时，一般遵循两个重要准则：

1. 眼睛要大，如果配合上有眼图模板的话，那么以眼图模板当作瞳孔，则眼白（Margin）就必须要够多。

2. 如图中红绿色圆圈中交叉的部分必须要越小越好，最好是一个点，因为这里代表的是抖动，如果太大就会造成误码率增加。抖动越小则代表信号质量越好，发生误码的机率越低。