眼图基本原理祥解
眼图的产生原理
眼图的产生原理
眼图是一种用来分析数字通信系统性能的重要工具,它能够直观地展示信号的
时域波形和眼图图案,从而帮助工程师快速诊断和解决通信系统中的问题。
眼图的产生原理涉及到信号采样、时钟抖动、噪声干扰等多个方面,下面我们将逐一介绍。
首先,眼图的产生与信号采样密切相关。
在数字通信系统中,接收端需要对传
输信号进行采样以恢复原始数据。
采样过程中,如果采样时钟的频率与信号的符号速率不匹配,就会导致眼图打开不完整,甚至出现重叠。
因此,信号采样不当是导致眼图失真的重要原因之一。
其次,时钟抖动也是影响眼图质量的重要因素。
时钟抖动是指时钟信号的相位
或频率发生波动,导致采样时刻不准确。
时钟抖动会导致眼图的打开度不足,使得接收端难以正确识别数据。
因此,减小时钟抖动对于保证眼图质量至关重要。
此外,噪声干扰也会对眼图产生影响。
在数字通信系统中,噪声是无法避免的,它会使眼图的边缘变得模糊,降低系统的抗干扰能力。
因此,降低噪声对眼图的影响,提高系统的信噪比是改善眼图质量的重要途径。
除了上述因素外,信号失真、传输介质的频率响应不均匀、时钟漂移等因素也
会对眼图产生影响。
因此,在设计和优化数字通信系统时,需要综合考虑这些因素,以保证系统能够产生清晰、稳定的眼图。
总结一下,眼图的产生原理涉及到信号采样、时钟抖动、噪声干扰等多个方面。
只有在这些因素得到有效控制和优化的情况下,才能够获得清晰、稳定的眼图,从而保证数字通信系统的正常运行。
希望本文对大家对眼图的产生原理有所了解,谢谢阅读!。
眼图
在实际的通信系统中,数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变,信号通过信道后,也会引入噪声和干扰,也就是说,总是在不同程度上存在码间干扰的。
在码间干扰和噪声同时存在情况下,系统性能很难进行定量的分析,常常甚至得不到近似结果。
为了便于实际评价系统的性能,常用所谓“眼图”。
眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常用的测试手段。
所谓“眼图”,就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号,以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。
干扰和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上清楚地显示出来。
因为对于二进制信号波形,它很象一只人的眼睛。
在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”,一个无失真,另一个有失真(码间串扰)。
图1中可以看出,眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。
眼图中央的垂直线表示取样时刻。
当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开”的眼睛。
在取样时刻,所有可能的取样值仅有两个:+1或-1。
当波形有失真时,在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近,“眼睛”部分闭合。
这样,保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。
换言之,在随机噪声的功率给定时,将使误码率增加。
“眼睛”张开的大小就指明失真的严重程度。
为便于说明眼图和系统性能的关系,我们将它简化成图2的形状。
由此图可以看出:(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻;(2)眼睛闭合的速率,即眼图斜边的斜率,表示系统对定时误差灵敏的程度,斜边愈陡,对定位误差愈敏感;(3)在取样时刻上,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量;(4)在取样时刻上,上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决;(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围,它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。
衡量眼图质量的几个重要参数有:1.眼图开启度(U-2ΔU)/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。
无畸变眼图的开启度应为100%。
眼图的定义、原理及模型
图1 无失真及有失真时的波形及眼图
图1中可以看出,眼图是由虚线分段的接收码元 波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时 刻。当波形没有失真时,眼图是一只“完全张开” 的眼睛。在取样时刻,所有可能的取样值仅有两 个:+1或-1。当波形有失真时,在取样时刻信号 取值分布在小于+1或大于-1附近,“眼睛”部分 闭合。这样,保证正确判决所容许的噪声电平就 减小了。换言之,在随机噪声的功率给定时,将 使误码率增加。“眼睛”张开的大小就指明失真 的严重程度。
眼图的定义、原理及模型
在实际的通信系统中,数字信号经过非理 想的传输系统必定要产生畸变,信号通过 信道后,也会引入噪声和干扰,也就是说, 总是在不同程度上存在码间干扰的。在码 间干扰和噪声同时存在情况下,系统性能 很难进行定量的分析,常常甚至得不到近 似结果。为了便于实际评价系统的性能, 常用所谓“眼图”。眼图可以直观地估价 系统的码间干扰和噪声的影响,是一种常 用的测试手段。
END
衡量眼图质量的几个重要参数有: 1.眼图开启度(U-2∆U)/U 指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。无畸变眼图 的开启度应为100%。 其中U=U+ + U2.“眼皮”厚度2∆U/U 指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比, 无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。 3.交叉点发散度∆T/T 指眼图过零点交叉线的发散程度,无畸变眼图的交叉点发 散度应为0。 4.正负极性不对称度 指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。无畸变 眼图的极性不对称度应为0。
眼图定义
所谓“眼图”,就是由解调后经过低通滤 波器输出的基带信号,以码元定时作为同 步信号在示波器屏幕上显示的波形。干扰 和失真所产生的传输畸变,可以在眼图上 清楚地显示出来。因为对于二进制信号波 形,它很象一只人的眼睛。
眼图的形成——超详细解释
眼图(Eye Diagram)超详细解释(From NI)眼图(Eye Diagram)可以显示出数字信号的传输质量,经常用于需要对电子设备、芯片中串行数字信号或者高速数字信号进行测试及验证的场合,归根结底是对数字信号质量的一种快速而又非常直观的观测手段。
消费电子中,芯片内部、芯片与芯片之间经常用到高速的信号传输,如果对应的信号质量不佳,将导致设备的不稳定、功能执行错误,甚至故障。
眼图反映的是数字信号受物理器件、信道的影响,工程师可以通过眼图,迅速得到待测产品中信号的实测参数,并且可以预判在现场可能发生的问题。
1 眼图的形成对于数字信号,其高电平与低电平的变化可以有多种序列组合。
以3个bit为例,可以有000-111共8中组合,在时域上将足够多的上述序列按某一个基准点对齐,然后将其波形叠加起来,就形成了眼图。
如图1。
对于测试仪器而言,首先从待测信号中恢复出信号的时钟信号,然后按照时钟基准来叠加出眼图,最终予以显示。
图1. 眼图的形成2 眼图中包含的信息Ø 对于一幅真实的眼图,如图2,首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。
图2. 电平变换参数Ø 信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致,也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。
如图3,由于多次信号的叠加,眼图的信号线变粗,出现模糊(Blur)的现象。
所以眼图也反映了信号的噪声和抖动:在纵轴电压轴上,体现为电压的噪声(Voltage Noise);在横轴时间轴上,体现为时域的抖动(Jitter)。
图3. 噪声和抖动Ø 由于噪声和抖动,眼图上的空白区域变小。
如图4,在除去抖动和噪声的基础上,眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width),在眼图上叠加的数据足够多时,眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间;同理,眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height),在眼图上叠加的数据足够多时,眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限,同时,眼图中眼高最大的地方,即为最佳判决时刻。
通信原理中的眼图如何描述
通信原理中的眼图如何描述通信原理中的眼图是一种常用的信号分析方法,用来描述数字通信中的信号质量和带宽利用率。
它可以表达信号的波形、噪声、振幅和时间间隔等信息,是衡量数字通信系统性能的重要工具。
眼图的基本定义是将连续的信号序列按照一定时间间隔进行采样,然后将采样到的数字信号以一定的水平缩放因子和垂直偏移因子绘制到坐标系中,形成一系列的“眼睛”形状。
每个“眼睛”代表一个样本周期内的传输信号,通过分析这些“眼睛”的开口大小、对称性、向上或向下的移动等特征,可以推断出信道传输特性和影响因素。
眼图可以从多个方面提供有关信号质量的信息。
首先,眼图的开口大小可以反映信号的抗噪声能力和抗干扰能力。
如果开口较小,意味着传输信号容易受到噪声和干扰的影响,信号质量较差;反之,如果开口较大,信号质量较好,传输容易。
其次,眼图的对称性可以反映信号的失真情况。
如果眼图不对称,说明信号可能发生了失真,需要进行补偿或校正。
此外,眼图的移动方向和距离可以表达信号的时钟同步性和信号间隔的准确程度。
如果眼图向上或向下移动,或者眼图的顶部或底部出现扭曲,意味着信号的时钟同步不好,信号间隔的准确性较差。
眼图的形状和特征主要受到以下几个因素的影响。
首先,信号的带宽决定了眼图的开口大小。
带宽越大,眼图的开口越大,信号质量越好。
其次,信号的噪声和干扰会使眼图的开口变窄,影响信号的清晰度。
因此,抗噪声和抗干扰能力越强的信号,眼图的开口越大。
此外,时钟同步误差也会对眼图产生影响。
时钟同步误差越大,眼图的移动越明显,信号间隔的准确度越低。
最后,传输介质的失真和信道衰减会使眼图发生形变,降低信号的质量。
在实际应用中,通过观察和分析眼图,可以识别出信号传输中的问题和优化方案。
例如,如果眼图的开口非常小,表明信号的抗噪声和抗干扰能力差,可以考虑增加信号的幅度、使用更好的编码和解码算法,或者改善传输环境等方法来提高信号质量。
如果眼图的对称性不好,可以考虑采用均衡技术或预编码技术来补偿信号失真。
眼图形成原理
眼图形成原理在数位通讯系统的实体层(Physical Layer)中,资料的定义是以逻辑位准的1与0来做判断,但在一般示波器上,撷取到的信号是一段相当短的时间,例如示波器的整个显示幕宽度为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,但在这么短的时间中,所分析的资料并不具有代表性,例如信号在每一百万位元会出现一次突波(Spike),在此时间内,出现的机率很小,因此会错过某些重要的讯息。
若可以以重复叠加的方式,将新的信号不断的加入显示幕中,但却仍然记录着前次的波形,只要累积的时间够久,就可以形成一个眼形的图案,如(图一)所示,它就好像把一组讯号切成三位元的二进位逻辑叠在一起一般。
其中要注意的是,一个完整的眼图应该包含所有的八组状态(即000至111),且每一个状态发生的次数要尽量一致,否则,将有某些讯息无法呈现在显示幕中,如(图二)所示。
为了达到量测结果的有效性,一般会采用随机编码(Pseudo Random Bit Sequence;PRBS)的方式,这种编码的好处是当操作完一个回路后,所有的状态将会平均分配,使得眼图的形状是对称的,其中又因不同的位元组长度而分成2^7、2^15、2^23、2^31数种规格,而编码产生的方式,可以由硬体或软体来达成,硬体的方式是采用数位逻辑电路达成,软体则是在先将资料存在编码器内部的记忆体中,经由时脉触发记忆体中的字串讯号,随机编码的另一用途,是量测待测物在各种条件下的误码率(Bit Error Ratio;BER),此时需要有同样编码行为的错误分析仪(Error Analyzer)搭配才可以达到此量测目的。
《图一由八个状态所形成的眼图示意图》《图二因缺乏某组状态将无法形成完整的眼图》硬体介绍最简单且直接能分析出眼图的仪器非示波器莫属,而在取样的方法上,又分成即时(Real time)及重复性(Repetition)两大类,而一般的示波器,大抵都是以前者为主,后者主要是因应Gigabit速度以上的测试,如Infiniband、光纤通讯等,其分类上大致可以从操作的频宽来作区隔,即时取样主要在DC至6GHz范围内,而重复取样则针对100MHz以上至65Ghz为主。
眼图实验报告
眼图实验报告眼图实验报告引言:眼图是一种常用的电信测量工具,用于分析数字信号的质量和稳定性。
通过观察信号在示波器屏幕上的显示,我们可以获得信号的波形、噪声和时钟抖动等信息。
本实验旨在通过眼图分析方法,对数字信号进行测量和评估。
一、实验目的本实验的主要目的是通过眼图实验,了解数字信号的质量和稳定性,并掌握使用眼图进行信号分析的方法。
二、实验原理眼图是一种通过示波器观察信号波形的方法。
在示波器屏幕上,我们可以看到一系列的“眼睛”,每个“眼睛”代表了一个数据位。
通过观察这些“眼睛”的开闭程度和位置,我们可以判断信号的质量和稳定性。
在眼图中,水平轴代表时间,垂直轴代表信号的电压。
每个“眼睛”由上下两条边界线和中间的开放区域组成。
边界线的位置和开放区域的大小反映了信号的噪声和时钟抖动情况。
边界线越平整,开放区域越大,表示信号质量越好;反之,表示信号质量较差。
三、实验步骤1. 连接示波器和信号源:将信号源的输出与示波器的输入相连。
2. 设置示波器参数:根据实际情况,设置示波器的触发模式、时间基准和垂直尺度等参数。
3. 调整示波器触发:通过调整示波器的触发模式和触发电平,使信号能够稳定地显示在示波器屏幕上。
4. 观察眼图:调整示波器的水平和垂直尺度,观察眼图的显示情况。
注意观察边界线的平整程度和开放区域的大小。
5. 分析眼图:根据眼图的显示结果,分析信号的质量和稳定性。
可以通过观察边界线的位置和开放区域的大小,判断信号是否存在噪声和时钟抖动。
6. 记录实验数据:将实验中观察到的眼图结果记录下来,以备后续分析和比较。
四、实验结果与分析通过眼图实验,我们观察到了不同信号的眼图,并进行了分析。
在实验中,我们发现开放区域较大、边界线平整的眼图代表了较好的信号质量和稳定性,而开放区域较小、边界线波动较大的眼图则表示信号质量较差。
实验中,我们还观察到了一些常见的眼图特征。
例如,当信号存在噪声时,眼图的开放区域会变小,边界线会变得不规则;当信号存在时钟抖动时,眼图的边界线会出现波动。
眼图的概念
眼图的概念眼图是指在频谱分析中常出现的一种信号特征,通常用来表示信号的带宽与中心频率。
它是通过对信号进行傅里叶变换后,在频域中观察信号的频谱特征得到的。
眼图主要用于对数字通信系统中的时域信号进行分析和评估,以了解信道传输性能和判断系统的可靠性。
眼图的原理是基于信号的采样和重构过程。
当信号经过采样和重新构造后,得到的信号会受到噪声和其他干扰的影响,因此在信号的波形上会出现一定的失真和扭曲。
而眼图可以通过观察信号的波形特征来判断信号的质量和误码率等性能指标。
眼图的基本形状是一串类似于“眼睛”的波形,其中包含了信号的多个周期。
在眼图中,通常可以观察到信号的上下垂直边界和左右水平边界,它们分别代表了信号的幅度和时间轴。
而眼图中的开口宽度和深度则代表了信号的峰-峰值(也即电平差)和噪声信号。
眼图的开口宽度反映了信号的峰-峰值。
如果开口很窄,代表峰-峰值很小,即信号的幅度很小。
而如果开口很宽,代表峰-峰值较大,即信号的幅度较大。
通过对眼图开口宽度的观察,可以判断信号的灵敏度和抗干扰能力。
眼图的深度则反映了信号中的噪声。
如果眼图深度很浅,代表噪声信号很小,即信号的质量很好。
而如果眼图深度很深,代表噪声信号很大,即信号的质量较差。
通过对眼图深度的观察,可以判断信号的信噪比和误码率。
眼图的另一个重要特征是眼图的跳动,即眼图上各个周期的变化。
这种跳动反应了信号在传输过程中的时钟偏移和抖动等问题。
通过对眼图跳动的观察,可以判断信号的时钟同步性和时钟失真程度。
眼图的分析主要通过眼图的偏移、闭合度和对称性等指标进行。
眼图的偏移表示了信号的直流偏移情况,可以判断信号的偏置和直流分量。
眼图的闭合度表示了信号的完整性,可以判断信号的时钟同步性和时延扩大情况。
而眼图的对称性表示了信号的对称性,可以判断信号的相位和频率稳定性。
在实际应用中,眼图常用于数字通信系统的调试和优化。
通过对眼图进行分析,可以发现系统中的时钟同步问题、噪声干扰问题和时域失真问题等,并采取相应的措施进行改进和优化。
眼图测量基础知识
—“眼图就是象眼睛一样形状的图形。
”眼图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。
眼图上通常显示的是1.25UI的时间窗口。
眼睛的形状各种各样,眼图的形状也各种各样。
通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。
图六的眼图有“双眼皮”,可判断出信号可能有串扰或预(去)加重。
图七的眼图“眼睛里布满血丝”,这表明信号质量太差,可能是测试方法有错误,也可能是PCB布线有明显错误。
图八的眼图非常漂亮,这可能是用采样示波器测量的眼图。
图五眼图定义图六“双眼皮”眼图由于眼图是用一张图形就完整地表征了串行信号的比特位信息,所以成为了衡量信号质量的最重要工具,眼图测量有时侯就叫“信号质量测试(Signal Qu ality Test,SQ Test)”。
此外,眼图测量的结果是合格还是不合格,其判断依据通常是相对于“模板(Mask)”而言的。
模板规定了串行信号“1”电平的容限,“0”电平的容限,上升时间、下降时间的容限。
所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试(Mask Test)”。
模板的形状也各种各样,通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部分所示。
在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的,所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。
如果用发送端的模板来作为接收端眼图模板,可能会一直碰模板。
但象以太网信号、E1/T1的信号,不是NRZ码形,其模板比较特别。
当有比特位碰到模板时,我们就认为信号质量不好,需要调试电路。
有的产品要求100%不能碰模板,有的产品是允许碰模板的次数在一定的概率以内。
(有趣的是,眼图85%通过模板的产品,功能测试往往是没有问题的,譬如我在用的电脑网口总是测试不能通过,但我上网一直没有问题。
这让很多公司觉得不用买示波器做信号完整性测试以一样可以做出好产品来,至于山寨版的,更不会去买示波器测眼图了。
)示波器中有测量参数可自动统计出碰到模板的次数。
眼图的定义、原理及模型
眼图的定义、原理及模型从理论上讲,一个基带传输系统的传递函数只要满足式( 4-27 ),就可消除码间串扰。
但在实际系统中要想做到这一点非常困难,甚至是不可能的。
这是因为码间串扰与发送滤波器特性、信道特性、接收滤波器特性等因素有关,在工程实际中,如果部件调试不理想或信道特性发生变化,都可能使改变,从而引起系统性能变坏。
实践中,为了使系统达到最佳化,除了用专门精密仪器进行测试和调整外,大量的维护工作希望用简单的方法和通用仪器也能宏观监测系统的性能,观察眼图就是其中一个常用的实验方法。
4.5.1 眼图的概念眼图是指利用实验的方法估计和改善(通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。
观察眼图的方法是:用一个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像人的眼睛,故称为“眼图”。
从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响,从而估计系统优劣程度。
另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改善系统的传输性能。
4.5.2 眼图形成原理及模型1. 无噪声时的眼图为解释眼图和系统性能之间的关系,图 4-21 给出了无噪声情况下,无码间串扰和有码间串扰的眼图。
图 4-21 基带信号波形及眼图图 4-21 ( a )是无码间串扰的双极性基带脉冲序列,用示波器观察它,并将水平扫描周期调到与码元周期一致,由于荧光屏的余辉作用,扫描线所得的每一个码元波形将重叠在一起,形成如图 4-21 ( c )所示的线迹细而清晰的大“眼睛” ;对于图 4-21 ( b )所示有码间串扰的双极性基带脉冲序列,由于存在码间串扰,此波形已经失真,当用示波器观察时,示波器的扫描迹线不会完全重合,于是形成的眼图线迹杂乱且不清晰,“ 眼睛” 张开的较小,且眼图不端正,如图 4-21 ( d )所示。
对比图 4-21 ( c )和图 4-21 ( d )可知,眼图的“眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱。
眼图概述——精选推荐
眼图概述1眼图概述1.1 串⾏数据的传输由于通讯技术发展的需要,特别是以太⽹技术的爆炸式应⽤和发展,使得电⼦系统从传统的并⾏总线转为串⾏总线。
串⾏信号种类繁多,如PCI Express、SPI、USB等,其传输信号类型时刻在增加。
为何串⾏总线⽬前应⽤越来越⼴泛呢?相⽐并⾏数据传输,串⾏数据传输的整体特点如下:1 信号线的数量减少,成本降低2 消除了并⾏数据之间传输的延迟问题3 时钟是嵌⼊到数据中的,数据和时钟之间的传输延迟也同样消除了4 传输线的PCB设计也更容易些5 信号完整性测试也更容易实际中,描述串⾏数据的常⽤单位是波特率和UI,串⾏数据传输⽰例如下:图串⾏数据传输⽰例例如,⽐特率为3.125Gb/s的信号表⽰为每秒传送的数据⽐特位是3.125G⽐特,对应的⼀个单位间隔即为1UI。
1UI表⽰⼀个⽐特位的宽度,它是波特率的倒数,即1UI=1/(3.125Gb/s)=320ps。
现在⽐较常见的串⾏信号码形是NRZ码,因此在⼀般的情况下对于串⾏数据信号,我们的⼯作均是针对NRZ码进⾏的。
1.2 眼图的形成原理眼图,是由于⽰波器的余辉作⽤,将扫描所得的每⼀个码元波形重叠在⼀起,从⽽形成眼图。
眼图中包含了丰富的信息,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,从⽽可以估计系统优劣程度,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,以减⼩码间串扰,改善系统的传输性能。
⽬前,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,两者对⽐如下图所⽰:图⽰波器中的信号与眼图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。
眼图形成及其基本知识归纳
1眼图基本概念1.1 眼图的形成原理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,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
用一个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,如下图所示:图示波器中的信号与眼图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。
分析实际眼图,再结合理论,一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成的眼图如下所示:图眼图形成示意图由上述的理论分析,结合示波器实际眼图的生成原理,可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近(无串扰等影响),如下所示:图示波器实际观测到的眼图如果这八种状态组中缺失某种状态,得到的眼图会不完整,如下所示:图示波器观测到的不完整的眼图通过眼图可以反映出数字系统传输的总体性能,可是怎么样才能正确的掌握其判断方法呢?这里有必要对眼图中所涉及到的各个参数进行定义,了解了各个参数以后,其判断方法很简单。
眼图有关知识详细解释
眼图综述报告-----------李洋目录1. 眼图的形成 (2)1.1 传统的眼图生成方法 (2)1.2 实时眼图生成方法 (3)1.3 两种方法比较 (4)2. 眼图的结构与参数介绍 (4)2.1 眼图的结构图 (4)2.2 眼图的主要参数 (5)2.2.1 消光比 (5)2.2.2 交叉点 (5)2.2.3 Q因子 (6)2.2.4 信号的上升时间、下降时间 (6)2.2.5 峰—峰值抖动和均方根值抖动 (6)2.2.6 信噪比 (6)3. 眼图与系统性能的关系 (7)4. 眼图与BER的关系 (7)4. 如何获得张开的眼图 (8)5. 阻抗匹配的相关知识 (9)5.1 串联终端匹配 (9)5.2 并联终端匹配 (10)6. 眼图常见问题分析 (10)7. 总结 (17)1.眼图的形成眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,其形状类似于眼睛,故叫眼图。
在用余辉示波器观察传输的数据信号时,使用被测系统的定时信号,通过示波器外触发或外同步对示波器的扫描进行控制,由于扫描周期此时恰为被测信号周期的整数倍,因此在示波器荧光屏上观察到的就是一个由多个随机符号波形共同形成的稳定图形。
这种图形看起来象眼睛,称为数字信号的眼图。
示波器测量的一般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性。
如下图:1.1 传统的眼图生成方法采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟,恢复时钟,或者与数据信号本身同步的码同步信号.图:采样示波器眼图形成原理1.2 实时眼图生成方法实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样,不需附加的同步信号和触发信号.通常通过软件PLL方法恢复时钟。
图:实时示波器眼图形成原理另一种示意图:图:实时示波器眼图形成原理1.3 两种方法比较1.传统的方法比实时眼图生产方法测量的速度要慢100至1000倍。
2.传统的眼图生成方法测量精度没有实时眼图生成方法高。
眼图的名词解释
眼图的名词解释眼图(Eye diagram)是一种用于电信领域信号质量评估的图形分析工具。
它利用实际信号的采样数据绘制而成,通常呈现为上方为信号波形,下方为相关的信号参数。
眼图通过将连续波形的多个周期叠加在一起,形成多个瞬态过程的重叠,从而提供了信号的稳态和瞬态特征的直观展示。
它能够有效地反映信号的时域和频域特征,以及信号的抗干扰能力、传输质量和时钟恢复性能。
眼图的形状和特征对于信号的质量评估至关重要。
通过观察眼图,我们可以判断信号的完整性和稳定性。
一个清晰、稳定的眼图表示信号传输良好,存在较高的抗噪声和干扰能力。
相反,如果眼图模糊或变形,可能意味着信号存在时钟偏移、抖动、畸变或其他噪声问题。
眼图常用于高速数字通信系统的设计、调试和故障排除中。
它可以帮助工程师确定信号失真的原因,并调整系统参数以提高传输质量。
通过观察眼图,工程师可以识别出信号的主要问题,例如噪声、时钟偏移、串扰、 ISI(Inter-Symbol Interference,符号间干扰)等。
在信号调试中,工程师通常会根据眼图上的特征,对发送和接收端的设备进行相应的调整和优化。
眼图在不同应用领域具有广泛的应用。
在电信领域,眼图可以用于评估数字通信系统的性能,例如以太网、光纤通信、无线通信等。
在光学领域,眼图可以帮助工程师分析光信号的传输质量,以便改善光通信系统的性能。
在高频电路设计中,眼图可以用于评估高速信号的时钟恢复和数据传输能力。
综上所述,眼图是一种用于信号质量评估的重要工具,具有直观、全面的特点。
通过观察眼图,我们可以深入了解信号的稳态和瞬态特征,从而改进通信系统的性能。
眼图的应用范围广泛,对于电信、光学和电路设计等领域都具有重要意义。
随着通信技术的发展,眼图将继续发挥其重要的作用,帮助我们理解和优化信号传输的质量和性能。
眼图基本原理
PCross1 PCross2
眼图测量特征量
TCross1
PTop
TCross2
PBase Eye Aperture
P Values
PTopmean , the mean value of PTop PTopsigma , the standard dev of PTop PBasemean , mean value within aperture PBasesigma , std dev of PBase in aperture Pcrossmean , vertical mean of crossing pt.
TDS8200 ET Scope (20GHz 80E03)
TDS6154C RT w. DSP
眼图与CLK-时钟速率提高,眼图质量下降
125M CLK
250M CLK
500M CLK
示波器上的眼图
提供串行总线数据的丰富信息:通过比较发送端和接收端的眼图质量可 以分析出信号传输的问题
眼高,眼底,眼宽 上升时间 下降时间 模板测试
Tx + +
path
--
+ + Rcv --
Fast, sharp, edges at transmitter launch
Smeared edges at end of long interconnect.
Reference Maxim Note HFDN-27.0 (Rev. 0, 09/03)
高速串行总线-串扰
Tx + +
眼图的产生原理和它的应用
眼图的产生原理和它的应用什么是眼图眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法。
它可以帮助工程师分析和诊断数字通信系统中的时域和频域问题,通过观察眼图的形态变化,可以推断出信号的质量和稳定性。
眼图的产生原理眼图的产生原理涉及到信号的采样和时钟恢复。
在数字通信系统中,时钟恢复是非常重要的步骤,它用于恢复出正确定时的时钟信号,使得接收者能够正确解读数字信号。
眼图是通过对连续时间波形进行采样,并在特定时间点上对所有波形进行重叠显示而生成的。
在采样过程中,通常选择位于眼睛中间的点,并将其表示为眼图的中心。
每个采样点处的波形称为一个“眼”,因此眼图实际上是一系列不同的“眼”形成的。
眼图的应用眼图在数字通信系统中有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:1.数字信号质量分析:通过观察眼图的形态,可以判断信号的时钟抖动、噪声干扰和失真情况。
例如,如果眼图出现闭合不完整或扭曲的情况,说明信号存在时钟抖动或失真现象,需要进一步分析和调整。
2.高速传输系统的优化:在高速数字通信系统中,眼图可以帮助工程师识别和调整时钟恢复电路、等化器和时钟恢复算法等关键部件,以最大限度地提高系统的传输性能和可靠性。
3.误码率测试:通过对眼图的分析,可以计算得到误码率等重要的数字指标。
工程师可以根据误码率来评估和改进数字信号的质量,提高系统的可靠性和性能。
4.通信系统设计和故障分析:在通信系统的设计阶段,眼图可以帮助工程师评估各种设计方案的性能,并选择最佳解决方案。
在故障分析中,眼图可以提供有价值的线索,以快速定位和解决问题。
总之,眼图作为一种直观、可视化的分析工具,在数字通信系统的设计、优化和故障排查中发挥着重要作用。
结论眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法,通过对连续时间波形进行采样和重叠显示,可以直观地分析信号的质量和稳定性。
眼图在数字通信系统中具有广泛的应用,包括信号质量分析、高速传输系统的优化、误码率测试以及通信系统设计和故障分析等。
示波器生成眼图原理详解
2 眼图的生成方法探讨一般而言,生成眼图需要通过测量大量的数据,然后再从其中恢复得到。
示波器测量眼图中,经过前期的数据采集,其内存中可以获得完整的数据记录。
然后,利用硬件或者软件对时钟进行恢复或提取得到同步时钟信号,用此时钟信号与数据记录中的数据同步到每个比特,此时时钟信号与数据信号在相位上是对齐的。
通过恢复时钟的触发,把数据流中捕获的多个1 UI(单位间隔,相当于一个时钟周期)的信号重叠起来,也即将每个比特的数据波形重叠,最后得到眼图。
力科公司提供的示波器资料中,描述了目前用到的两种眼图的测量方法,即传统眼图测量方法与现代眼图测量方法,详细介绍如下:2.1 传统眼图测量方法示波器中传统的眼图测量方法就是同步触发一次,叠加一次,然后再触发再叠加。
每触发一次,眼图上增加一个UI,每个UI 的数据是相对于触发点排列的,因此是“Single-Bit Eye”,其形成过程如下图所示:图传统眼图形成方法传统的同步触发原理,也就是说如何使每个UI 的数据相对于触发点对齐排列,有两种方法,如下:(1) 在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟,将此时钟作为示波器的触发源,且时钟的边沿作为触发的条件。
来一个时钟边沿则触发一次,从而使每个UI 的数据相对于触发排列,实现同步触发。
(2) 一般传输的串行数据信号中混合数据信号与时钟信号,将待测的串行信号同时输入到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道,硬件CDR 恢复出串行数据里内嵌的时钟,以恢复出的时钟信号作为示波器的触发源,利用时钟边沿实现触发,从而使每个UI 的数据相对于触发排列,实现同步触发。
用传统的眼图测量方法,我们可以得到整个系统的眼图,从而可以评估系统的性能。
但是,对于现代系统的评估而言,它还存在如下的缺陷:(1) 效率比较低。
如果需要测量高速信号,则需要测量大量的数据,如1 百万个UI 的眼图,触发时间花费较长。
(2) 器件触发抖动影响。
由于每次触发只能叠加一个UI,形成1 百万个UI 的眼图就需要触发1 百万次,这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。
眼图基本原理祥解
1眼图基本概念1.1 眼图的形成原理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,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
用一个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,如下图所示:图示波器中的信号与眼图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。
分析实际眼图,再结合理论,一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成的眼图如下所示:图眼图形成示意图由上述的理论分析,结合示波器实际眼图的生成原理,可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近(无串扰等影响),如下所示:图示波器实际观测到的眼图如果这八种状态组中缺失某种状态,得到的眼图会不完整,如下所示:图 示波器观测到的不完整的眼图通过眼图可以反映出数字系统传输的总体性能,可是怎么样才能正确的掌握其判断方法呢?这里有必要对眼图中所涉及到的各个参数进行定义,了解了各个参数以后,其判断方法很简单。
眼图产生原理
眼图产生原理
眼图产生原理是基于人眼视觉系统的特性,利用人眼对光的感知和处理能力进行图像重建。
具体原理如下:
1. 光的传播和反射:当光线照射到物体表面时,根据物体的特性会有不同程度的反射或吸收。
被反射的光线进入人眼,通过眼角膜、瞳孔和晶状体等光学结构,最终在视网膜上形成倒立的实物像。
2. 视网膜的感知:视网膜上有大约1200万个感光细胞,分为
视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞负责彩色视觉和高分辨率,而视杆细胞负责黑白视觉和低光照条件下的图像感知。
3. 视觉信息的传递:感光细胞将光信号转化为电信号,并通过视神经传递到大脑的视觉皮层。
在传递过程中,视觉皮层对信号进行整合和处理,还原出实际场景的图像信息。
4. 眼图的生成:眼图利用人眼视觉系统的特性,通过在视觉皮层激发或阻断某些区域的信号,使大脑产生相应的错觉。
这种错觉可以用来生成特定的图像,例如在眼图上看到隐藏的图案、文字或动态效果。
总而言之,眼图的产生原理是通过刺激人眼视觉系统,利用其对光的感知和处理能力,使大脑产生特定的错觉,从而实现图像的重建和隐藏信息的呈现。
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1眼图基本概念1.1 眼图的形成原理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,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。
用一个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,如下图所示:图示波器中的信号与眼图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。
分析实际眼图,再结合理论,一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成的眼图如下所示:图眼图形成示意图由上述的理论分析,结合示波器实际眼图的生成原理,可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近(无串扰等影响),如下所示:图示波器实际观测到的眼图如果这八种状态组中缺失某种状态,得到的眼图会不完整,如下所示:图 示波器观测到的不完整的眼图通过眼图可以反映出数字系统传输的总体性能,可是怎么样才能正确的掌握其判断方法呢?这里有必要对眼图中所涉及到的各个参数进行定义,了解了各个参数以后,其判断方法很简单。
1.2 眼图参数定义相关的眼图参数有很多,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的“1”电平(top P )与“0”(base P )电平即是表示逻辑为1或0的电压位准值,实际中选取眼图中间的20%UI 部分向垂直轴投影做直方图,直方图的中心值分别为“1”电平和“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的20%)分布振幅值进行的。
眼宽反映信号的总抖动,即是眼图在水平轴所开的大小,其定义为两上缘与下缘交汇的点(Crossing Point )间的时间差。
交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来,每个分布的标准偏差是从两个平均数之间的差值相减而来。
眼高即是眼图在垂直轴所开的大小,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的概念,以帮忙理解眼图的性能。
(1)消光比(Extinction Ratio )消光比定义为眼图中“1”电平与“0”电平的统计平均的比值,其计算公式可以是如下的三种:%100100log()topbasetopbasetopbase P Ratio P P Ratio P P Ratio dB P ==×= 消光比在光通信发射源的量测上是相当重要的参数,它的大小决定了通信信号的品质。
消光比越大,代表在接收机端会有越好的逻辑鉴别率;消光比越小,表示信号较易受到干扰,系统误码率会上升。
消光比直接影响光接收机的灵敏度,从提高接收机灵敏度的角度希望消光比尽可能大,有利于减少功率代价。
但是,消光比也不是越大越好,如果消光比太大会使激光器的图案相关抖动增加。
因此,一般的对于 FP/DFB 直调激光器要求消光比不小于 8.2dB ,EML 电吸收激光器消光比不小于10dB 。
一般建议实际消光比与最低要求消光比大 0.5~1.5dB 。
这不是一个绝对的数值,之所以给出这么一个数值是害怕消光比太高了,传输以后信号劣化太厉害,导致误码产生或通道代价超标。
(2)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):01000−×−交叉位准位准1位准位准图 眼图信号交叉点比例关系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。
图 不同眼交叉比与脉冲信号的关系对于一般的信号而言,平均分布信号位准1及0是最常见的。
一般要求眼图交叉比为50%,即以相同的信号脉冲1与0长度为标准,来作相关参数的验证。
因此,根据眼交叉比关系的分布,可以有效地测量因不同1及0信号位准的偏差所造成的相对振幅损失分析。
例如,眼交叉比过大,即传递过多1位准信号,将会依此交叉比关系来验证信号误码、屏蔽及其极限值。
眼交叉比过小,即传递过多0位准信号,一般容易造成接收端信号不易从其中抽取频率,导致无法同步,进而产生同步损失。
(3)信号上升时间与下降时间一般测量上升及下降时间是以眼图占20%~80%的部分为主,其中上升时间如下图,分别以左侧交叉点左侧(20%)至右侧(80%)两块水平区间作此传递信号上升斜率时间之换算,计算公式如下:上升时间平均(80%时间位准)-平均(20%时间位准)=图眼图信号上升时间我们知道,时间位准20%及80%是与信号位准1及0有着相关性的。
当然,如果上升时间愈短,即愈能表现出眼图中间的白色区块,即代表可传递的信号及容忍误码比率较好。
而对于眼图下降时间如下图所示,分别以右侧交叉点左侧(80%)至右侧(20%)两块水平区间作此信号传递下降斜率时间之换算,计算公式如下:下降时间平均(20%时间位准)-平均(80%时间位准)=图 眼图信号下降时间如同上升时间一般,如果下降时间愈短,亦愈能表现出眼图中间的白色区块,可以传递的信号及容忍误码比率愈好。
(4)Q 因子(Q Factor )Q 因子用于测量眼图信噪比的参数,它的定义是接收机在最佳判决门限下信号功率和噪声功率的比值,可适用于各种信号格式和速率的数字信号,其计算公式如下:10top base factor P P Q σσ−=+其中,“1”电平的平均值top P 与“0”电平的平均值base P 的差为眼幅度,“1”信号噪声有效值1σ与“0”信号噪声有效值0σ之和为信号噪声有效值。
Q 因子综合反映眼图的质量问题。
Q 因子越高,眼图的质量就越好,信噪比就越高。
Q 因子一般受噪声、光功率、电信号是否从始端到终端阻抗匹配等因素影响。
一般来说,眼图中1电平的这条线越细、越平滑,Q 因子越高。
在不加光衰减的情况下,发送侧光眼图的Q 因子不应该小于12,接收测的Q 因子不应该小于6 。
(5)平均功率通过眼图反映的平均功率,即是整个数据流的平均值。
与眼图振幅测量不同,平均功率则是直方图的平均值。
如果数据编码正常工作,平均功率应为总眼图振幅的50%。
(6)抖动抖动是在高速数据传输线中导致误码的定时噪声。
如果系统的数据速率提高,在几秒内测得的抖动幅度会大体不变,但在位周期的几分之一时间内测量时,它会随着数据速率成比例提高,进而导致误码。
因此,在系统中尽可能的减少这种相关抖动,提升系统总体性能。
抖动,描述了信号的水平波动,即信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离,示意图如下:图抖动示意图示波器观测到的抖动如下图所示。
图中为抖动大的眼图的交点,其直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影。
理想情况下应该为一个点,但由于码元的水平波动,导致其形成了一个区域。
图抖动的眼图交点器件生成的固有抖动称为抖动输出。
其主要来源可以分为两个:随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ),其中确定性抖动(Deterministic Jitter)又可以分为周期性抖动(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、码间干扰(Inter-Symbol Interference)和串扰。
DCD源自时钟周期中的不对称性。
ISI源自由于数据相关效应和色散导致的边沿响应变化。
PJ 源自周期来源的电磁捡拾,如电源馈通。
串扰是由捡拾其它信号导致的。
DJ的主要特点是,其峰到峰值具有上下限。
DCD和ISI称为有界相关抖动,Pj和串扰称为不相关有界抖动,而RJ称为不相关无界抖动。
另外,抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。
分析抖动以及其具体产生原因将有助于在系统设计时尽可能的减少抖动产生的影响,同时可以确定抖动对BER的影响,并保证系统BER低于某个最大值,通常是1210−。
因此,抖动的形成原因直观的表示如下图:图抖动形成原因1.3 眼图与系统性能当接收信号同时受到码间串扰和噪声的影响时,系统性能的定量分析较为困难,一般可以利用示波器,通过观察接收信号的“眼图”对系统性能进行定性的、可视的估计。
由眼图可以观察出符号间干扰和噪声的影响,具体描述如下:图 眼图与系统性能的关系眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息:可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱,有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响,评价一个基带系统的性能优劣;可以指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰,如: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。
当存在噪声时,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。
若同时存在码间串扰 ,“眼睛”将张开得更小。
与无码间串扰时的眼图相比,原来清晰端正的细线迹,变成了比较模糊的带状线,而且不很端正。
噪声越大,线迹越宽,越模糊;码间串扰越大,眼图越不端正。
理论分析得到如下几条结论,在实际应用中要以此为参考,从眼图中对系统性能作一论述:(1)最佳抽样时刻应 在 “眼睛” 张开最大的时刻。
(2)对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。