眼图形成及其原理总结.doc

:..,它包含了丰富信息,从眼图上可以观察出码间串扰与噪声影响,体现了数字信号整体特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图剖析是高速互连系统信号完整性剖析核心。另外也可以用此图形对接收滤波器特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统传输性能。用一个示波器跨接在接收滤波器输出端,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周期同步,这时示波器屏幕上看到图形就称为眼图。示波器一般测量信号是一些位或某一段时间波形,更多反映是细节信息,而眼图则反映是链路上传输所有数字信号整体特征,如下图所示:图示波器中信号与眼图如果示波器整个显示屏幕宽度为100ns,则表示在示波器有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100ns下波形资料。但是,对于一个系统而言,剖析这么短时间内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,突波出现机率很小,因此会错过某些重要信息。如果要衡量整个系统性能,这么短时间内测量得到数据显然是不够。设想,如果可以以重复叠加方式,将新信号不断加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次波形,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性能,如串扰、噪声以及其他一些参数,为整个系统性能改善提供依据。剖析实际眼图,再结合理论,一个完整眼图应该包含从“000”到“111”所有状态组,且每一个状态组发生次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成眼图如下所示:图眼图形成示意图由上述理论剖析,结合示波器实际眼图生成原理,可以知道一般在示波器上观测到眼图与理论剖析得到眼图大致接近(无串扰等影响),如下所示:图示波器实际观测到眼图如果这八种状态组中缺失某种状态,得到眼图会不完整,如下所示:图示波器观测到不完整眼图通过眼图可以反映出数字系统传输总体性能,可是怎么样才能正确掌握其判断方法呢?这里有必要对眼图中所涉及到各个参数进行定义,了解了各个参数以后,其判断方法很简单。,如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平,“0”电平,消光比,Q因子,平均功率等,各个参数如下图所示:图眼图各个参数眼图中“1”电平()与“0”()电平即是表示逻辑为1或0电压位准值,实际中选取眼图中间20%UI部分向垂直轴投影做直方图,直方图中心值分别为“1”电平与“0”电平。眼幅度表示“1”电平信号分布与“0”电平信号分布平均数之差,其测量是通过在眼图中央位置附近区域(通常为零点交叉时间之间距离20%)分布振幅值进行。眼宽反映信号总抖动,即是眼图在水平轴所开大小,其定义为两上缘与下缘交汇点(CrossingPoint)间时间差。交叉点之间时间是基于信号中两个零交叉点处直方图平均数计算而来,每个分布标准偏差是从两个平均数之间差值相减而来。眼高即是眼图在垂直轴所开大小,它是信噪比测量,与眼图振幅非常相似。下面详细介绍如消光比等一些复杂概念,以帮忙理解眼图性能。(1)消光比(ExtinctionRatio)消光比定义为眼图中“1”电平与“0”电平统计平均比值,其计算公式可以是如下三种:消光比在光通信发射源量测上是相当重要参数,它