电气性能测试眼图测量故障

时间:2023年04月07日 来源:

眼交叉比

眼图交叉比,是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系,因此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”各占一半的位准。为了测量其相关比率,使用如下图所示的统计方式。交叉位准是依据交叉点垂直统计的中心窗口而计算出来的平均值,其比例方程式如下(其中的1 及0 位准是取眼图中间的20%为其平均值,即从40%~60%中作换算):

随着交叉点比例关系的不同,表示不同的信号1 或0 传递质量的能耐。如下图所示,左边图形为不同交叉比例关系的眼图,对应到右边相关的1 及0 脉冲信号。同时也可以了解到在不同脉冲信号时间的宽度与图交叉比例的关系。 密度优化的以太网眼图参数计算方法;电气性能测试眼图测量故障

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眼图测试分析

波形参数测试是数字信号质量评估常用的测量方法,但是随着数字信号速率的提高,靠幅度、上升时间等的波形参数的测量方法越来越不适用了

一个5Gbps的信号来说,由于受到传输通道的损耗的影响,不同位置的信号的幅度、上升时间、脉冲宽度等都是不一样的。不同的操作人员在波形的不同位置测量得到的结果也是不一样的。

因此我们必须采用别的方法对于信号的质量进行评估,对于高速数字信号来说常用的就是眼图的测量方法

所谓眼图,实际上就是高速数字信号不同位置的数据比特按照时钟的间隔叠加在一起自然形成的一个统计分布图。

眼图的形成过程。我们可以看到,随着叠加的波形数量的增加,数字信号逐渐形成了一个个类似眼睛一样的形状,我们就把这种图形叫做眼图。


甘肃测量眼图测量示波器眼图的形成原理;

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传统眼图生成方法

传统眼图生成方法原理简单,很适合理解眼图生成机制。

统的眼图生成方法简单描述就是“每次触发叠加一个UI”。方法简单,但效果并不理想。由于屏幕上的每个UI信号波形通过触发点对齐,眼图通过对信号多次触发采集后叠加生成。这样会导致仪器触发电路的抖动成分将被引入到眼图测量中。导致了测量不精确。

新的眼图生成方法

新的眼图方法描述为“同步切割+叠加显示”。示波器首先捕获一组连续比特位的信号,然后用软件PLL方法恢复出时钟,利用恢复出的时钟和捕获到的信号按比特位切割,切割一次,叠加一次,终将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加到了眼图上。

眼图形成的原理

一般均可以用示波器观测到信号的眼图,其具体的操作方法为:将示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息,而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征,两者对比。

如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns,则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100ns下的波形资料。但是,对于一个系统而言,分析这么短的时间内的信号并不具有代表性,例如信号在每一百万位元会出现一次突波(Spike),但在这100ns时间内,突波出现的机率很小,因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能,这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想,如果可以以重复叠加的方式,将新的信号不断的加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次的波形,只要累积时间够久,就可以形成眼图,从而可以了解到整个系统的性能,如串扰、噪声以及其他的一些参数,为整个系统性能的改善提供依据。 眼图模板 什么是模板(Mask)测试?

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眼图

在实际系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,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,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。 PCB设计中眼图到底有什么用?甘肃测量眼图测量

眼图高度(眼高)的定义;电气性能测试眼图测量故障

低速信号的眼图:很多速率不太高的总线也可以做眼图测量,但由于数据比特较宽,上升时间相对于数据比特宽度占的比例很小,所以一些低速数字信号的眼图可能比较方正或者比较规整,看起来不太象眼睛,但从物理含义上说这仍然是一种眼图。

眼图测量中需要叠加的波形或比特的数量:在眼图测量中,叠加的波形或比特的数量不一样,可能得到的眼图结果会有细微的差异。由于随机噪声和随机抖动的存在,叠加的波形或比特数量越多,则眼的张开程度会越小,就越能测到恶劣的情况,但相应的测试时间也会变长。为了在测量结果的可靠性以及测量时间上做一个折衷,有些标准会规定眼图测量需要叠加的波形或比特数量,比如需要叠加1000个波形或者叠加1M个比特等。 电气性能测试眼图测量故障

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