USB眼图

USB（通用串行总线）三大物理特性包括接口类型、设备识别、差分信号，其中差分信号决定了USB数据传递的质量保证。在做差分信号的质量检测时仪器上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，故叫眼图是高速系统信号完整性分析的核心。

接下来简单的介绍一下USB眼图，眼图显示被测信号的综合特征，眼图张开越大对噪音和抖动的容许误差越大，同时接收器判断信号的准确度越好。

模板定义的区域（红色区域）是禁止信号进入的一个区域，有信号进入，说明信号不满足这种模板的要求。

电子原件接触不良、输入时钟质量差或者不合理的锁相环设计等等，都会导致抖动幅度增大影响眼睛的张开，从而影响数据的传送与信号的接收。

USB硬件系统中元件布置不合理会导致易受干扰性的元件和噪声耦容易受到外界干扰，如电源噪声、地回路不通畅或者信号周围有大的干扰源。都会影响信号接收。

信号的传递会随着走线距离的增大而增大损耗，损耗速率越高互连距离越长的USB损耗越大。信号会从始端呈眼睛形状到终端杂乱无章，严重影响信号。

因此，USB眼图检测尤为重要，不仅是质量合格与否的把关更是衡量品质的标准。

眼图常用知识介绍

眼图常用知识介绍关于眼图及其测量大家已经做了较多的讨论传输指标测试大全其侧重于眼图的定义和测量光眼图分析张轩/22336著以及色散对长距离传输后的眼图的影响如下降时间消光比信噪比以及如何从各个方面来衡量一个眼图的优劣现在我们公司常用的测量眼图的仪器为CSA8000 1眼图与常用指标介绍下图为一个10G光信号的眼图右边一栏为这个光信号的一些测量值ExdB交叉点比例QF平均光功率Rise下降时间峰值抖动 RMSJ 消光比定义为眼图中电平比电平的值传输距离又不同的要求Ｇ．９５７的建议衡量器件是否符合要求除了满足建议要求之外一般的对于FP/DFB直调激光器要求ＥＭＬ电吸收激光器消光比不小于10dBμ?ê??a2￠2?òa??×???1a±è

可以无限大将导致激光器的啁啾系数太大不利于长距传输与速率的最低要求消光比大0.5~1.5dB???ùò???3??a?′ò???êy?μê?o|????1a±èì???á? μ????ó??2úéú?òí¨μà′ú??3?±ê??óD2úéú?ó??2￠?òí¨μà′ú???ú×???±êòa?ó?à′ó???éò? óéóú′?ê?1y3ì?Dμ????óê?2àμ???2?μ??à??óú·￠?í2àé?ò?±￡?¤?óê?2àμ???2?μ?±èày?ú′ó??50ê1μ??óê?2àμ?áé???è×???ò?°?·￠?í2à??2?μ?±èày?¨òé?????ú4045 Q因子综合反映眼图的质量问题表明眼图的质量越好光功率一般来说1???????ú2??ó1a?￥??μ??é????越高越好越高越好如果需要准确地测量光功率信号的上升时间下降的快慢的变化的时间下降时间不能大于信号的周期的40如9.95G信号要求其上升峰可以定性反映信号的抖动大小这两个测量值是越小越好如Agilint 的37718 在测量抖动的时候才能保证测量值相对准确做为一个比较参考一般在发送侧的测量值都大于30dB

眼图

眼图一、实验目的 1、了解码间串扰对误码率的影响 2、掌握眼图在衡量基带传输系统性能方面的应用二、实验内容用SystemView 模拟示波器观察眼图分析码间串扰和噪声对系统性能的影响三、实验原理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。如果将输入波形输入示波器的Y 轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很象人的眼睛因此被称为眼图。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻位于两峰值，中间的水平线是判决门限电平。在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了。因此“眼”张开的大小表示了失真的程度。眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。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。通常眼图可以用如图3 2 所示的图形来描述：

由此图可以看出 (1) 最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻 (2) 眼图斜边的斜率表示系统对定时抖动或误差的灵敏度,斜边越陡系统对定时抖动越敏感 (3)眼图左右角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围称为零点失真量,许多接收设备中定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要 (4) 在抽样时刻阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量 (5) 在抽样时刻，上下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决 (6) 横轴对应判决门限电平四、SystemView 仿真框图仿真图如下图所示：参数设置系统时钟No. of Sample: 501; Sample Rate: 1000Hz; No.of System Loop: 1 器件参数矩形脉冲0 1V; 100Hz; Offset 0; 0deg

工程师必须懂得眼图分析方法

信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量（上）汪进进美国力科公司深圳代表处内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，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。如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。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。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。（2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动越敏感。

FPGA眼图

高速FPGA系统的信号完整性测试和分析张楷泰克科技（中国）有限公司摘要：随着FPGA器件的速度和容量日益提高，各种高速的并行和串行接口都广泛应用在FPGA上，其中典型的高速串行总线速率超过1Gb/s，这为设计和应用人员提供了极大的灵活性，同时对于FPGA IO的测试和验证也带来了新的挑战。本文针对FPGA中各种高速串行总线的信号，提供全面的信号完整性测试和分析方法。关键词：FPGA，高速串行信号, 信号完整性, 抖动，眼图测试，采样示波器 1. 引言随着FPGA的设计速度和容量的明显增长，当前流行的FPGA芯片都提供高速总线，例如DDR内存总线，PCI-X总线、SPI总线；针对超高速的数据传输，FPGA通过集成SerDes提供高速串行IO，支持各种诸如PCI-E、GBE、XAUI等高速串行总线协议，为各种不同标准的高速传输提供极大的灵活性。典型的高速FPGA器件提供的每一条物理链路的速度从200Mbps到高达10Gbps，高速IO的测试和验证更成为传统专注于FPGA内部逻辑设计的设计人员面临的巨大挑战。这些挑战使设计人员非常容易会把绝大部分设计周期时间放在调试和检验设计上。为了加速对于FPGA中高速并行和串行总线的调试和验证，它需要使用新的高速信号完整性测试工具和分析方法。本文根据当前FPGA的高速总线测试和分析，提供了最新的方法和工具。图1是一个典型FPGA的提供的各种高速接口。对于这些速度从200M到高达10G的高速总线，信号完整性的测试和分析是保证设计成功的基础和关键。图1 典型FPGA的提供的各种高速接口

2. 高速串行总线眼图测试对于采用内嵌SERDES电路的FPGA芯片，其高速串行信号进行测试和验证，最基本的工具是通过示波器进行对其眼图测试。因为眼图能够非常直观的反映一条被测信号路径上的整体信号质量问题，包括信号的抖动量大小（眼宽）以及幅度的大小（眼高）等重要信息。图2是一个高速数据信号的眼图形成的过程。图2 眼图的形成过程从眼图的形成过程可以看出，一个NRZ编码的高速数据无论传输何种码流，都可以看作一个重复信号，经过一定时间和样本数的累计，它反映整个传输链路上的总体信号质量。 3. 选择合适的眼图测试工具 3.1 示波器带宽的要求示波器是进行高速串行信号眼图测试的首选工具。无论是用高速实时示波器还是采样示波器（Sampling Scope）得到眼图，带宽是对示波器的基本要求。以一个NRZ编码的高速串行总线为例，它理想的波形是一个方波信号，方波信号是由它的基波（正弦波）和奇次谐波（3次，5次，7次…）组成。根据信号的传输速率和上升时间，选择尽量高带宽和最快上升时间的示波器，这样测试结果保留更多的谐波分量，构建高精度的眼图测试结果。示波器带宽反映了对被测信号幅度上的衰减，而示波器上升时间决定了对被测信号上升时间测试的误差。经典的示波器带宽和上升时间的关系为：带宽×上升时间＝0.35－0.45，0.35-0.45为常系数。每一个高性能示波器除了提供带宽的指标外，还会给出上升时间，表征其对阶跃信号的测试能力和精度。示波器测试结果的经验公式为：高速串行数据（NRZ编码）提供一般为数据率，其最高的基频为比特率的一半。即假设给定一个NRZ编码的串行信号，码型为时钟码型（即传输的数据为1－0－1－0－1），从频域的角度观测该信号，它成为一个基波为数据率一半的方波信号，这个时钟码型是数据变化最快的情况。以泰克TDS6154C 大于15GHz带宽的实时示波器为例，它可以测试保留6.25Gb/s (2×XAUI)信号的五次谐波，以及10Gb/s (XFI)信号的三次谐波。下表列出了不同的高速串行总线在不同测

光纤通信系统测量中的眼图分析方法

实验四光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法二、实验仪器 1、ZYE4301F 型光纤通信原理实验箱1台 2、20MHz 模拟双踪示波器1台 3、万用表1台三、实验原理眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。图1是测量眼图的系统框图。测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。如图2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度 V V V ?-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100％。 2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V V ?增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。图1眼图的测试系统

3、系统无畸变眼图交叉点发散角b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度- +-++-V V V V 应该等于零。 5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此，系统的定时抖动用下式计算：定时抖动＝ %100??Tb T

基于matlab的通信信道及眼图的仿真通信原理课程设计

通信原理课程设计基于matlab的通信信道及眼图的仿真作者: 摘要由于多径效应和移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散，即时间色散、频率色散、角度色散等等，因此多径信道的特性对通信质量有着重要的影响，而多径信道的包络统计特性则是我们研究的焦点。根据不同无线环境，接收信号包络一般服从几种典型分布，如瑞利分布、莱斯分布等。因此我们对瑞利信道、莱斯信道进行了仿真并针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真。由于眼图是实验室中常用的一种评价基带传输系统的一种定性而方便的方法，“眼睛”的张开程度可以作为基带传输系统性能的一种度量，它不但反映串扰的大小，而且也可以反映信道噪声的影响。为此，我们在matlab上进行了仿真,加深对眼图的理解。关键词：瑞利信道莱斯信道多径效应眼图一、瑞利信道在移动通信系统中，发射端和接收端都可能处于不停的运动状态之中，这种相对运动将产生多普勒频移。在多径信道中，发射端发出的信号通过多条路径到达接收端，这些路径具有不同的延迟和接收强度，它们之间的相互作用就形成了衰落。MATLAB中的多径瑞利衰落信道模块可以用于上述条件下的信道仿真。多径瑞利衰落信道模块用于多径瑞利衰落信道的基带仿真，该模块的输入信号为复信号，可以为离散信号或基于帧结构的列向量信号。无线系统中接收机与发射机之间的相对运动将引起信号频率的多普勒频移，多普勒频移值由下式决定：其中v是发射端与接收端的相对速度，θ是相对速度与二者连线的夹角，λ是信号的波长。

Fd的值可以在该模块的多普勒平移项中设置。由于多径信道反映了信号在多条路径中的传输，传输的信号经过不同的路径到达接收端，因此产生了不同的时间延迟。当信号沿着不同路径传输并相互干扰时，就会产生多径衰落现象。在模块的参数设置表中，Delay vector（延迟向量）项中，可以为每条传输路径设置不同的延迟。如果激活模块中的Normalize gain vector to 0 dB overall gain,则表示将所有路径接收信号之和定为0分贝。信号通过的路径的数量和Delay vector（延迟向量）或Gain vector(增益向量)的长度对应。Sample time(采样时间)项为采样周期。离散的Initial seed(初始化种子)参数用于设置随机数的产生。 1.1、Multipath Rayleigh Fading Channel(多径瑞利衰落信道)模块的主要参数参数名称参数值 Doppler frequency(Hz) 40/60/80 Sample time 1e-6 Delay vector(s) [0 1e-6] Gain vector(dB) [0 -6] Initial seed 12345 使能 Normalize gain vector to 0 dB overall gain Bernoulli Random Binary Generator(伯努利二进制随机数产生器)的主要参数参数名称参数值 Probability of a zero0.5 Initial seed54321

ADSPCB板图仿真学习笔记(过孔设定差分仿真差分眼图仿真等)

ADS PCB 板图仿真学习笔记方法一： 1.打开Cadence：Allegro PCB Designer 16.5，载入需要的PCB文件。 1.1File----->Change Editor，在弹出窗口选择Allegro PCB DesignXL(Legacy),选中 Analog/RF,点击确定。 1.2Setup----->Cross-section 设置叠层厚度，介电常数等信息。 1.3 1.3.1RF-PCB----->IFF Interface----->Export，在弹出窗口选择Export Selection，然后点击PCB上需要导出仿真的线段等，点击OK.(也可以选择Export All等其它选项，根据需要选择)。 1.3.2在弹出窗口：RF IFF Export，选择文件存放的路径，然后点击layer map。 1.3.3在出现的窗口选择转换到ADS对应的层（我习惯4层板依次放在PC1~PC4），点击OK。 1.3.4回到RF IFF Export窗口，点击OK，生成文件。在产生的报告中，Types of vias exported 后给出了过孔输出对应的层。 2打开ADS 2009 2.1新建一个PCB(可在Option----->Preferences 弹出窗口中选择layout units 设定 layout 单位，也可以在layout 界面单机右键，选择Preferences。另单击右键选择 Grid Spaction 可设置栅格大小；选择Measure可用来测量长度) 2.2File----->Export 在弹出的Export窗口中，File Type选择IFF;Destination file选择刚才生成的layout.IFF文件（备注：文件夹命名不能有空格等非法字符）。 2.3Momentum----->Substrate----->open 选择刚才生成的xxxx.slm文件，载入叠层设置。 Momentum----->Substrate----->Create/Modify 可进行叠层等相关设置。举例说明 2.3.1PC1为要仿真的线段所在层，PC2是PC1的参考地层，PC3，PC4不需要，则在Create/Modify substrate设定中选择substrate layers 页，将其中的 SUBSTR2，SUBSTR3，最下面FreeSpace1 CUT掉；在Create/Modify substrate 窗口的layout layers页中可见PC2~4都不见了。 2.3.2因为PC2是PC1的参考地平面，所以我CUT掉，直接在Create/Modify substrate 窗口的substrate layers 页点击SUBSTR1，然后在右边Boundary中选择closed，点击Create/Modify substrate 窗口的layout layers页，可见介质 SUBSTR1上面是PC1，下面是地了。 2.3.3当然，如果PC2导入了铺铜地层和过孔，也可以保留，用过孔将PC2和 SUBSTR2下的地连接(我没有使用这种方法，仿真量变大，速度慢，好像准确也提不高) 2.3.4备注： 2.3.4.1Create/Modify substrate设定中选择substrate layers 页，介质SUBSTR1 右边Thickness厚度设定要正确；；；；permittivity （Er）选Re ，Loss Tangent，Real=4.5 Loss Tangent=0.035；；；；Pereability选Re ，Loss Tangent，Real=1 Loss Tangent=0。 2.3.4.2Create/Modify substrate设定中选择substrate layers 页，最上面空气层 FreaSpace permittivity （Er）选Re ，Loss Tangent，Real=1 Loss

光纤通信系统的眼图测试实验

太原理工大学现代科技学院光纤通信课程实验报告专业班级学号姓名指导教师

实验名称光纤通信系统的眼图测试实验同组人专业班级学号姓名成绩实验三光纤通信系统的眼图测试实验一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法二、实验内容 1、测量数字光纤通信系统传输各种数字信号的眼图 2、观察系统眼图，并通过眼图来分析系统的性能三、实验仪器 1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台 2、20MHz 双踪模拟示波器 1台 3、万用表 1台 4、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 5、850nm 光发端机和光收端机（可选） 1套 6、ST/PC-ST/PC 多模光跳线（可选） 1根四、实验原理眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。图20-1是测量眼图的系统框图。测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。图1、眼图测试系统框图 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………

伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。如图20-2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图20-3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度V V V ?-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100％。 2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V 增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。 3、系统无畸变眼图交叉点发散角 b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度 5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此，系统的定时抖动用下式计算：定时抖动＝ …………………………………装……………………………………订………………………………………线……………………………………………

眼图分析

清风醉明月 slp_art 随笔- 42 文章- 1 评论- 20 博客园首页新随笔联系管理订阅眼图——概念与测量（摘记）中文名称：眼图英文名称： eye diagram;eye pattern 定义：示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好；“眼”小表示系统中存在符号间干扰。一．概述 “在实际数字互连系统中，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。在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。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。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：

（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。（2）眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动越敏感。（3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 (4）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。（5）在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。（6）横轴对应判决门限电平。” 二、眼图的一些基本概念 —“什么是眼图？” “眼图就是象眼睛一样形状的图形。图五眼图定义” 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。图六“双眼皮”眼图

基带信号眼图实验——matlab仿真

基带信号眼图实验——matlａb 仿真

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数字基带信号的眼图实验——matla ｂ仿真一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的ＮRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATL ＡB 语言编程。二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章７.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7．2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤。三、实验原理和电路说明１、基带传输特性基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统，就应该 () n s n a t nT δ-∑() H ω() n s n a h t nT -∑基带传输抽样判决图3-１?基带系统的分析模型抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期,则经过基带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1 ()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? ?（3-1）理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ，为其他整数 ?? ?(３－２) 频域应满足：

抖动和眼图分析工具

抖动和眼图分析工具 DPOJET 主要特点和优点－时钟和数据信号的抖动和定时分析－实时眼图(RT-Eye TM )分析*1 － TekWizard TM 界面，单键操作和引导性抖动摘要－完善的标准支持库，全面执行通过/失败极限和模板测试; 外加用户极限和模板文件，支持自定义测试配置和新标准或开发中的标准－可以选择抖动模型，准确分解抖动和估算TJ(BER)*2，支持流行标准；光纤通道或PCI-Express Delta-Delta (Dual-Dirac)和卷积结果－ 9种曲线类型，查看和分析抖动：眼图, CDF浴盆, 频谱, 直方图, 趋势, 数据, 相噪和转函－可编程软件时钟恢复，包括软件PLL *3－用户可以选择黄金PLL，支持流行标准－可以选择高通和低通测量滤波器－可以选择高和低极限测量范围测试－完善的统计登录、报告和远程自动控制－捕获和保存最坏情况信号，进行详细分析应用检定高速串行总线和并行总线设计的性能－检定时钟和数据抖动和信号完整性－检定PLL 动态性能－检定扩频时钟电路的调制性能－检定抖动生成、转函和容限－对PCI Express、Serial ATA、SAS、光纤通道、DisplayPort、DDR2、DDR3、FBD 及其它电气和光学系统执行物理层测试 *1 已获专利USPTO #6,836,738, *2 已获专利USPTO #6,832,172, #6,853,933, #7,254,168, *3 已获专利USPTO #6,812,688. 实时抖动和眼图分析 DPOJET 为实时示波器提供了优秀的眼图、抖动和定时分析软件。DPOJET在泰克DPO7000、DPO70000和DSA70000系列示波器中运行，为工程师提供了实时仪器中最高的灵敏度和精度。通过采用完善的抖动和眼图分析及分解算法，DPOJET在当前高速串行、数字和通信系统设计中简化了发现信号完整性问题和抖动及相关来源的工作。随着处理器时钟速率超过3 GHz，背板总线和串行数据链路数据速率超过8 GT/s，计算机、半导体和通信行业中的模拟和数字设计人员面临着许多新的挑战。日益提高的速率意味着电路容限或裕量下降，带来了抖动和相关的信号完整性问题。通过使用可以帮助您迅速检定和发现抖动和信号完整性问题来源的工具，您可以更快地向市场上推出新的设计，并树立更高的信心，相信它们能够在当前超高速环境中可靠地运行。更快地向市场上推出可靠性更高、性能更高的新产品，意味着贵公司可以有更多的机会改善余量。 AWG5000系列。

基于MATLAB的QAM 眼图和星座图

南昌大学信息工程学院《随机信号分析》课程作业题目：QAM调制信号的眼图及星座图仿真指导老师：虞贵财作者：毕圣昭日期：2011-12-05

QAM调制信号的眼图及星座图仿真 1. 眼图眼图是在数字通信的工程实践中测试数字传输信道质量的一种应用广泛、简单易行的方法。实际上它的一个扫描周期是数据码元宽度1~2倍并且与之同步的示波器。对于二进制码元，显然1和0的差别越大，接受判别时错判的可能性就越小。由于传输过程中受到频带限制，噪声的叠加使得1和0的差别变小。在接收机的判决点，将“1”和“0”的差别用眼图上“眼睛”张开的大小来表示，十分形象、直观和实用。MATLAB工具箱中有显示眼图和星座图的仪器，下面通过具体的例子说明它们的应用。图1-1所示是MATLAB Toolbox\Commblks中的部分内容，展示了四进制随机数据通过基带QPSK调制、升余弦滤波（插补）及加性高斯白噪声传输环境后信号的眼图。图1-1 通过QPSK基带调制升余弦滤波及噪声环境后观察眼图的仿真实验系统图1-2所示是仿真运行后的两幅眼图，上图是I（同相）信号，下图是Q（正交）信号。图1-2 通过QPSK基带调制及噪声传输环境后观察到的眼图

2. 星座图星座图是多元调制技术应用中的一种重要的测量方法。它可以在信号空间展示信号所在的位置，为系统的传输特性分析提供直观的、具体的显示结果。为了是系统的功率利用率、频带利用率得到充分的利用，在特定的调制方式下，在信号空间中如何排列与分布信号？在传输过程中叠加上噪声以后，信号之间的最小距离是否能保证既定的误码率的要求这些问题的研究用星座图仪十分直观方便。多元调制都可以分解为In-phase（同相）分量及Quadrature（正交）分量。将同相分量用我们习惯的二维空间的Ｘ轴表示，正交分量用Ｙ轴表示。信号在Ｘ－Ｙ平面（同相－正交平面）的位置就是星座图。MATLAB通信系统的工具箱里有着使用方便、界面美观的星座图仪。图1-3所示是随机数据通过基带QAM调制及噪声环境传输后，观察星座图的仿真系统。图1-3 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察星座图的仿真系统图1-4所示是运行仿真后的星座图图1-4 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察到的星座图

SI仿真操作

1 SI仿真介绍信号完整性（SIGNAL INTEGRITY简称SI）是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。由于信号速率的提高，信号在板级的整个传输链路不再是集中参数，如传输线、过孔、器件封装焊盘、连接器等都要看成分布参数，这些分布参数会造成信号的延时、阻抗不匹配引起的信号反射、速率提高造成的趋肤损耗增大、PCB板材的介电损耗增大等等，这些高速效应均会给信号质量带来一系列恶化影响，如过冲、振铃、非单调性、噪声裕量减小、上升下降沿变缓、眼图恶化、抖动加大等等，最终会导致误码、系统不稳定等多种产品问题。 1.1 SI仿真内容 SI仿真分为前仿真和后仿真，主要对DDR和NAND FLASH的信号完整性进行仿真，具体内容包括过冲、振铃和眼图三方面。过冲：过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压——对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。振荡：振荡和过冲在本质上是相同的，在一个时钟周期中,反复的出现过冲和下冲,我们就称之为振荡。振荡是电路中因为反射而产生的多余能量无法被及时吸收的结果。振荡根据表现形式可分为振铃和环绕振荡。振铃为欠阻尼振荡,而环绕振荡为过阻尼振荡。眼图：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。眼图的成因：由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，从而形成眼图。阈值电压(Threshold V oltages-V_high_ref and V_low_ref) 示波器开始/停止测量的电压，如下图所示： V_high：信号的额定高电平（或最高电压）； V_high_ref：信号高电平的参考电压（80% V_high）； V_low:信号的低电平（或最低电压）； V_low_ref：信号低电平的参考电压（V_low+20%V_high）。如图1所示：图1 T su：信号建立时间； T h：信号保持时间。信号传输时差： T_high：在眼图中信号高电平所经历的时差（如图2中菱形框中上部分实线横杠所示） T_low：在眼图中信号高电平所经历的时差（如图2中菱形框中下部分实线横杠所示）

眼图测量方法B

三、眼图测量方法之前谈到，眼图测量方法有两种：2002年以前的传统眼图测量方法和2002年之后力科发明的现代眼图测量方法。传统眼图测量方法可以用两个英文关键词来表示：“Triggered Eye”和“Single‐Bit Eye”。现代眼图测量方法用另外两个英文关键词来表示：“Continuous‐Bit Eye”和“Single‐Shot Eye”。传统眼图测量方法用中文来理解是八个字：“同步触发+叠加显示”，现代眼图测量方法用中文来理解也是八个字：“同步切割+叠加显示”。两种方法的差别就四个字：传统的是用触发的方法，现代的是用切割的方法。“同步”是准确测量眼图的关键，传统方法和现代方法同步的方法是不一样的。“叠加显示”就是用模拟余辉的方法不断累积显示。传统的眼图方法就是同步触发一次，然后叠加一次。每触发一次，眼图上增加了一个UI，每个UI的数据是相对于触发点排列的，因此是“Single‐Bit Eye”,每触发一次眼图上只增加了一个比特位。图一形象表示了这种方法形成眼图的过程。图一传统眼图测量方法的原理传统方法的第一个缺点就是效率太低。对于现在的高速信号如PCI‐Express Gen2，PCI‐SIG 要求测量1百万个UI的眼图，用传统方法就需要触发1百万次，这可能需要几个小时才能测量完。第二个缺点是，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。对于2.5GBbps以上的高速信号，这种触发抖动是不可忽略的。如何同步触发，也就是说如何使每个UI的数据相对于触发点排列？也有两种方法，一种方法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟，将此时钟引到示波器作为触发源，时钟的边沿作为触发的条件。另外一种方法是将被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作为触发源。这种同

数字光纤通信系统信号眼图测试

实验二数字光纤通信系统信号眼图测试一．实验目的 1.了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理； 2.学习通过数字示波器调试、观测眼图; 3.掌握判别眼图质量的指标; 4.熟练使用数字示波器和误码仪。二．实验原理眼图是估计数字传输系统性能的一种十分有效的实验方法。这种方法已广泛应用于数字通信系统，在光纤数字通信中也是评价系统性能的重要实验方法。眼图是在时域进行的用示波器显示二进制数字信号波形的失真效应的测量方法。图2.1是测量眼图的装置图。由AV5233C误码仪产生一定长度的伪随机二进制数据流（AMI码、HDB3码、RZ 码、NRZ码）调制单模光产生相应的伪随机数据光脉冲并通过光纤活动连接器注入单模光纤，经过光纤传输后，再与光接收机相接。光接收机将从光纤传输的光脉冲变为电脉冲，并输入到AV4451（500MHz）示波器，示波器显示的扫描图形与人眼相似，因此称为眼图。用眼图法测量系统时应有多种字型，可以采用各比特位上0和1出现的概率相等的随机数字信号进行测试。AV5233C误码仪用来产生伪随机数字序列信号。在这里“伪随机”的意义是伪随机码型发生器产生N比特长度的随机二进制数字信号是数字序列在N 比特后发生重复，并不是测试时间内整个数字序列都是随机的，因此称为“伪随机”。伪随机序列如果由2比特位组成，则共有四种组合，3比特数字信号有8种组合，N比特数字信号有2N个组合。伪随机数字信号的长度为2N-1，这种选择可保证字型不与数据率相关。例如N可取7、10、15、23、31等。如果只考虑3比特非归零码，应有如图2.2所示的8种组合。将这8种组合同时叠加，就可形成如图2.3所示的眼图。图2.1 眼图测量装置

教学资源 36眼图的仿真电子教案

眼图的仿真一、教学目标：掌握无码间串扰的条件和原理；观察眼图，分析码间串扰对系统性能的影响；熟悉MATLAB 语言编程二、教学重点、难点：重点是理解并掌握无码间串扰的条件和原理难点是分析码间串扰对系统性能的影响三、教学过程设计：提问：根据前序内容，复述基带传输系统无码间串扰的条件是什么？理想基带传输系统有何特点？分析基带升余弦滚降系统的传输特性。 1. 仿真原理基带传输系统的分析模型如图所示。良好的基带传输系统应该抑制码间串扰。设输入基带信号为∑-n S n nT t a )(δ，S T 为基带信号的码元周期，则经过系统传输后，输出码元为∑-n S n nT t h a )(。其中，?∞+∞-=ωωπωd e H t h t j )(21)(。理论上要实现无码间串扰，按照奈奎斯特第一准则，基带传输系统在时域应满足： ???==为其他整数 ,00,1)(k k kT h S

在频域应满足： ?? ???≤=ωπωω其他,0,)(S S T T H 此时频带利用率为2/BaudHz,这是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。理想基带传输特性由于理想的低通滤波器不容易实现，而且时域波形的拖尾衰减太慢，因此在得不到严格定时时，码间干扰就可能较大。在一般情况下，从实际的滤波器的实现来考虑，采用具有升余弦频谱特性)(ωH 时是适宜的。 2. 眼图根据眼图的定义，引导学生理解眼图的观察和分析方法。所谓眼图就是将接收滤波器输出的、未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚地从眼图中看出。眼图反映了系统的最佳抽样时间，定时的灵敏度，噪音容限，信号幅度的畸变范围以及判决门限电平，因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。 3.仿真设计建议学生分成学习小组，分组进行设计和仿真操作。 1）程序框架首先，产生M 进制双极性NRZ 码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该

现代眼图测量方法和data pattern

***Eyediagram ****传统眼图生成硬件CDR恢复出理想时钟，时钟上升沿作为触发源，触发一次，叠加一个UI。 ****现代眼图生成同步切割，叠加显示：示波器捕获一连串数据，用软件PLL恢复出时钟，用恢复出来的时钟按照比特位进行切割，切割一次叠加一次。

****CJPAT 在8B/10B编码之前，CJPA T数据包构成如下： Preamble/SFD： 55 55 55 55 55 55 55 D5 Modified JPAT sequence： 7E for 580 bytes: Low density transition pattern B5 for 172 bytes: high density transition pattern 7E for 580 bytes: Low density transition pattern B5 for 172 bytes: high density transition pattern CRC F3 CF F9 0F IPG 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 END 共1528byte，经过8B10B编码成为15280bit At 6.144 Gbps, the UI is about 162.76 ps CJPAT duration/pattern: 162.76 ps * 15280 = 2.487 us/pattern ****PRBS Pseudo Random Binary Sequence：伪随机二进制序列。0和1在周期内部是随机出现的（即码流生成函数和初始码确定后，码流的顺序是固定的），但各个周期中的码流却是完全相同的。 The sequence is not truly random in that it is completely determined by a relatively small set of initial values, called the PRNG's state, which includes a truly random seed.（这说明每个周期的初始码不是固定的）在高速信号链路进行无码测试时，基本上都是用PRBS码模拟真实的码流环境。因为PRBS的频谱特征与白噪声非常接近。