普源MSO8000系列示波器眼圖功能應用指南
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(jié)果, 疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像,故名眼圖。

眼圖中包含了豐富的信息,通過眼圖可以觀察碼間串擾和噪聲的影響,了解數(shù)字信號 整體的特征,從而評估系統(tǒng)優(yōu)劣程度。 因此,眼圖分析是高速互連系統(tǒng)信號完整性分析的核心。工程師經(jīng)常根據(jù)眼圖對接收 濾波器的特性加以調(diào)整,以減小碼間串擾,改善系統(tǒng)的傳輸性能。
眼圖的形成
對于數(shù)字信號,其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以 3 個 bit 為例,有 000~111 共 8 種組合。在時域上將足夠多的上述序列按某一個基準點對齊,然后將其 波形疊加起來,就形成了眼圖。
傳統(tǒng)眼圖生成方法
傳統(tǒng)眼圖生成方法原理簡單,很適合理解眼圖生成機制。其示意圖如下

新的眼圖生成方法
新的眼圖方法描述為“同步切割+疊加顯示”。 示波器首先捕獲一組連續(xù)比特位的信號,然后用軟件 PLL 方法恢復出時鐘,最后利用 恢復出的時鐘和捕獲到的信號按比特位切割,切割一次,疊加一次,最終將捕獲到的 一組數(shù)據(jù)的每個比特位都疊加到了眼圖上。其示意圖如下:

數(shù)據(jù)邊沿的提取
數(shù)據(jù)邊沿 的提取 獲 取 捕 獲 數(shù) 據(jù) 的 最 大 值 為 Max , 最 小 值 為 Min ,設置 Threshold=0.5*(Max+Min),當采樣點電壓值穿過 Threshold 時,記錄下時間為 Edgetime_initial[i],這將是后面進行理想時鐘恢復的依據(jù)。

時鐘恢復
時 鐘 恢 復 是 眼 圖 抖 動 生 成 的 關(guān) 鍵 。 下 圖 為 一 個 簡 單 的 時 鐘 數(shù) 據(jù) 恢 復 CDR (Clock Data Recovery)電路示意圖。時鐘數(shù)據(jù)恢復電路主要完成兩個工作,一個是 時鐘恢復,一個是數(shù)據(jù)重定時,也就是數(shù)據(jù)恢復。

總結(jié)
RIGOL 生產(chǎn)的 MSO8000 系列示波器,提供了帶時鐘恢復功能的實時眼圖繪制和抖動 測量分析功能。可以幫助用戶直觀的了解系統(tǒng)中碼間串擾的強弱,準確快速的對高速 串行信號進行確定性抖動測量。
技術(shù)支持
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