力科示波器眼图测试设置步骤

SDA3 Step by Step

设置水平参数-获得足够的采样点
2、调节timebase，满足采样点的要求 1.固定采样率，保证足够的采样率
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设置垂直参数
尽量占满整个屏幕，充分利用ADC的8bit分辨率
使用可变增益调节垂直刻度
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进入SDAIII
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SDAIII界面
Step1: 打开SDAIII Step2: 打开4个通道中的任意一个或多个
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输入信号设置
Step1: 选择输入信号源
Step2: 选择信号类型
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CDR设置
Step1: 计算信号速率
Step2: 设置PLL
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进入眼图测试菜单
Step1: 打开眼图测试
Step2: 显示眼图
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眼图模板显示
Step1: 选择眼图模板类型
Step2: 显示眼图模板
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眼图相关测量参数
Step2: 眼图参数测量结果
Step1: 选择眼图测量参数
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眼图Margin
Step1: 调整眼图模板的X和 Y方向，验证眼图的Margin
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ISOBER
ISOBER可以推算出更多样本时的眼图张开度
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眼图Fail定位
Step1: 定位触碰模板的每一个bit位
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进入抖动测试菜单
Step1: 打开抖动测试
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抖动测试结果
Step2: 选择抖动参数 Step1: 选择抖动分析模型，
频谱分析方法结果与其他品牌示波器结果相似，NQScale方法与BERT结果相似
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浴盆曲线
Step1:选择抖动直方图
Step2: 选择浴盆曲线、直方图等
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抖动频谱分析－ Pj来自于哪些频率
抖动的频谱可以缩放，可标注抖动峰值的频率
Step1：显示Rj和BUj的频谱
在抖动频谱分析中可以查找周期性抖动的来源
Step2: 显示峰值
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码型分析
分析ISI jitter
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进入噪声分析界面
Step3: 噪声参数结果 Step1: 选择噪声分析模型， Step2: 选择噪声参数
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噪声直方图
Step1: 选择噪声直方图 Step2: 选择随机噪声直方图
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眼图观测实验

实验目的 1、掌握眼图观测的方法。 2、掌握相关眼图的测量方法。实验目的 1、观测眼图。 2、测量沿途的判决电平、噪声容限。实验模块 1、通信原理0 号模块一块 2、通信原理11 号模块一块 3、示波器一台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。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，“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。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。通常眼图可以用图7.6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，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。）在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。4． 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。实验步骤 I、观测眼图：1、按如下方式连线:

示波器使用简易说明

实验常用电子仪器的使用一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱三、实验原理初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。电压参数示意图峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。

底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP －P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。例一:测量简单信号观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。

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

信号完整性分析基础系列之一——眼图测量

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

YB4325示波器手册簿

YB4325数字存储示波器使用手册江苏绿扬电子仪器集团有限公司本产品采用的标准：EN61010.1(1993) 测量、控制和实验室电子仪器的安全要求标准 EN-IEC61326-1(1997) 测量和实验室电子仪器的EMC要求本企业通过ISO9001国际质量体系认证，本产品按ISO9001标准设计生产。注意事项请阅读下列注意事项，以避免人身伤害，延长仪器使用寿命。为了防止可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。只有专业技术人员才可进行维修。防止火灾及人身伤害 *使用适当的电源线。只可使用本产品专用、并且核准该使用国的电源线。 *产品接地。本产品通过电源线接地导线接地，接地导线必须与大地相连。前面板上的接地点同仪器整机连接，用来防止触电和保护人体安全，在和任何接插头连接之前，应确认此接地点和大地连接。 *请勿在无仪器盖板时操作。如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。 *使用适当的保险丝。只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。 *在有可疑故障时。请勿操作。如怀疑本产品有损坏，请让专业人员进行检查。 *当用示波器测量电网电压时，一定要事先采用一些附加的措施，若直接将探极接入电网，示波器内的电路会被损坏。延长仪器使用寿命储存与使用 *不可在寒冷或炎热环境下使用，仪器工作温度是0℃～40℃。不可将仪器从寒冷的环境中突然搬到炎热的环境或相反进行，这将导致仪器内部和屏幕上形成水汽凝结。 *不可将仪器放在湿度大或灰尘多的地方，最佳使用相对湿度范围是35～90％。 *不可将仪器放置在剧烈震动或强磁场的地方。操作 *不可堵塞或用金属、导线插入仪器通风孔。 *不可倒置、撞击或用探极、连接线拖拉仪器。 *不可将电烙铁放在仪器框架或表面上。清理 *用软布沾中性洗涤剂擦拭锈迹或灰尘，不可用强挥发材料，如苯。校准周期 *为了能够保证仪器测量精度，仪器每工作1000小时或6个月要求校准一次，若使用时间较短，则一年校准一次。本产品上可能出现如下标记：序号符号说明序号符号说明 1 直流电7 ○关（电源）

力科示波器资料1)

产品名称：数字示波器型号： W R620Zi 产地：美国力科 2GHz ，四通道，单次采样率 10GS/s （4ch ）、20GS/s （2ch ），重复采样率200GS/s ，最大触发速率1000000波形/秒，标配存储器(4ch/2ch)16M/32M,彩色12.1"宽屏平板 TFT 活动矩阵LCD 触摸屏。高质量的验证、调试、分析 The WaveRunner 6 Zi 在测试仪器当中确立优势地位，是由于其具有一个强大的特色设置，它们包括了广泛的应用包、高级触发，开发用于快捷导航的用户界面、多种探头配件以及闪电般的性能。 WaveRunner 6 Zi 示波器概览最全面的串行数据分析 WaveRunner 6 Zi 提供最多的串行数据分析工具。WaveRunner 6 Zi 拥有超过17种触发、解码和一致性解决方案，它可以通过特有的强大的可视化、自动化的工具来定位问题。该特有的测量工具箱称为ProtoSync ，它将示波器的视图和数据链接层的视图结合同步解码显示在一台仪器上。出色的信号保真度 WaveRunner 6 Zi 系列示波器具一个有原始信号通路，该通路提供了无与伦比的低噪声的信号保真度。通过大型补偿和时基延时调整，该性能得以增强，使得对简单信号和放大器性能的评估以及对信号特征的垂直水平缩放功能变得更加强大。 WaveRunner HRO 6 Zi, 400 MHz 和600 MHz 模块

相比其它可供选择的8-bit示波器，专门针对医疗、汽车、电源和机电市场设计的WaveRunner具有更高的解析度和测量精度。传统的示波器均使用8-bit ADCs来数字化数据，对于很多既要观察大信号又要观察小信号的应用来说，这是远远不够的。低噪声高解析度的12-bit ADC架构改善了测量精度并提供更加清晰的波形。导航和观察的新方法前置面板上的WavePilot控制区域为光标、解码、波形扫描、历史、LabNotebook分别提供了独立的按钮，使得控制更加便捷。 WavePilot区域中间的超级旋钮是一个操纵杆形的旋钮，它可以方便地在表格、缩放和定位波形间切换，快速地记录并对您的设置进行注释。只用滑动显示屏左侧的按钮并向上旋转90°，显示器就会自动地从横屏模式切换至竖屏模式。显示器还可以在轴心方向上下转动，调整显示角度。更多触发功能可以更快地解析出更多问题强大的触发组合，包括高带宽的边沿触发和10种不同的SMART触发：4级级联触发、测量触发和触发扫描全都是标准触发，可以使您快速定位问题，并集中精力在问题的原因上。测量触发提供了一个强大的选项，可在已验证的高解析度的测量基础上验证一个触发事件。高速串行触发使得对于高达3 Gb/s长80-bits的串行样本进行触发成为可能。还提供了全功能的串行触发(I2C、SPI、UART、RS-232、音频(I2S、LJ、RJ、TDM)、CAN、LIN、FlexRay、MIL-STD-1553、SATA、PCIe、8b/10b、USB2 以及其它)。旋转显示对于任意信号来说，12.1” 高清WXGA宽屏显示器的设计都可提供最好的显示效果对于观察长记录的变化的信号并对结果进行缩放滚动来讲，宽屏是最理想的设计。当观察数字信号、抖动归咎、眼图和频率plot时，可以将屏幕旋转90°来优化显示效果。此时屏幕图像会自动调整显示。向上或向下倾斜显示器，来避免反光和强光的干扰。垂直系统模拟带宽 @ 50Ω 2GHz(≥5mV/div) 10 mV-1 V/div

眼图观测

眼图观测实验目的 1、掌握眼图观测的方法。 2、掌握相关眼图的测量方法。实验模块 1、通信原理0 号模块一块 2、通信原理11号模块一块 3、示波器一台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。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。图23-1 眼图的一般描述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。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。通常眼图可以用图7.6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，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。

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……………………………………………

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

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

第26章ARM官方DSP库 FFT的示波器应用

安富莱S T M32-V5开发板数字信号处理教程文档版本：V1.0 安富莱电子 W W W.A R M F L Y.C O M

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第26章F F T的示波器应用特别声明：本章节内容整理自力科示波器基础应用系列文档，原名《FFT的前世今生》。 FFT（Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换）是离散傅立叶变换的快速算法，也是我们在数字信号处理技术中经常会提到的一个概念。在大学的理工科课程中，在完成高等数学的课程后，数字信号处理一般会作为通信电子类专业的专业基础课程进行学习，原因是其中涉及了大量的高等数学的理论推导，同时又是各类应用技术的理论基础。关于傅立叶变换的经典著作和文章非常多，但是看到满篇的复杂公式推导和罗列，我们还是很难从直观上去理解这一复杂的概念，我想对于普通的测试工程师来说，掌握 FFT 的概念首先应该搞清楚这样几个问题（在这篇文章中我尝试用更加浅显的讲解，尽量不使用公式推导来说一说 FFT 的那些事儿）： 26.1 为什么需要 FFT 26.2 变换究竟是如何进行的 26.3 变换前后信号有何种对应关系 26.4 在使用测试工具（示波器或者其它软件平台）进行 FFT 的方法和需要注意的问题 26.5 力科示波器与泰克示波器的 FFT 计算方法的比较 26.6 珊栏现象 26.7 窗函数对于FFT结果的影响 26.8 窗函数选择指南 26.1为什么需要F F T 首先 FFT(快速傅立叶变换)是离散傅立叶变换的快速算法，那么说到 FFT，我们自然要先讲清楚傅立叶变换。先来看看傅立叶变换是从哪里来的？傅立叶是一位法国数学家和物理学家的名字，英语原名是 Jean Baptiste Joseph Fourie(1768-1830), Fourier 对热传递很感兴趣，于 1807 年在法国科学学会上发表了一篇论文，运用正弦曲线来描述温度分布，论文里有个在当时颇具争议性的命题：任何连续周期信号可以由一组适当的正弦曲线组合而成。当时审查这个论文的人，其中有两位是历史上著名的数学家拉格朗日(Joseph Louis Lagrange, 1736-1813)和拉普拉斯(Pierre Simon de Laplace,1749-1827)，当拉普拉斯和其他审查者投票通过并要发表这个论文时，拉格朗日坚决反对，在近 50 年的时间里，拉格朗日坚持认为傅立叶的方法无法表示带有棱角的信号，如在方波中出现非连续变化斜率。法国科学学会屈服于拉格朗日的权威，拒绝了傅立叶的工作，幸运的是，傅立叶还有其它事情可忙，他参加了政治运动，随拿破仑远征埃及，法国大革命后因为怕被推上断头台而一直在逃难。直到拉格朗日死后 15 年这个论文才被发表出来。

眼图测量

眼图——概念与测量（摘记）中文名称：眼图英文名称： eyediagram;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。

示波器说明书

DS-1000/2000 系列数字存储示波器使用说明书二、面板和操作说明 DS-2000系列示波器前面板如图1-1所示，面板操作说明如图1-2所示，面板包括旋钮和功能按键。旋钮控制类似模拟示波器，如移位（POSITION）、电平（LEVEL）、档级（VOLTS/DIV）。功能按键主要是选择各种不同功能的菜单和运行的控制。

1、菜单操作键，在液晶屏幕右侧显示相应的菜单，用未标记的五个菜单操作键来进行选项，示波器使用下列二种方法显示菜单选项，如图1-3所示。 a、循环列表，每次按下选项按钮时，示波器都会将参数设定为不同的值。 b、动作，按下运作选项按钮时立即发生的动作类型。

图1-4 显示界面三、功能检查 1、接通仪器电源并打开，片刻后按任意键进入测试界面，如图1-4所示。 2、将示波器探头连接至通道（CH1）并将探极上的衰减开关设定为×10，并将探头连接器上的插槽对准CH1的输入插座（BNC）的凸键上，插入并右转以锁定到位，如图1－5所示。 3、将探头端部和接地夹连接至探头补偿器的输出端，按见示波显示（3V，1KHz）。如图1-6所示。

4、以同样的方法检查通道2（CH2）CH1，按CH2菜单键打开通道2，重复步骤2和步骤3。四、探头补偿 1、按上述功能检查，连接示波器和探头，并按AUTO/SET 键，显示波形。 2、检查所显示波形形状。如图1-7所示。

3、如有必要，调探头上的可变电容，至屏幕上显示的波形补偿正确。五、自动设置本仪器具有自动设置功能，根据输入信号可自动调整，垂直、时基、触发方式来显示合适的波形，应用自动设置时要求被测信号的频率大于或等于50Hz，占空比大于1%。 1、将被测信号连接至通道输入端。 2、按下AUTO/SET键，波形将会自动显示，如需要，可手工调整，以达到你所需最佳波形。六、垂直系统如图1－8所示，为垂直控制区图1—8

通用示波器使用说明书新

通用示波器使用说明书在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。通过示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率（周期）、相位，还可以对两个波形进行比较，从而迅速、准确地找到故障原因。正确、熟练地使用示波器，是初学维修人员的一项基本功。虽然示波器的牌号、型号、品种繁多，但其基本组成和功能却大同小异，本文介绍通用示波器的使用方法。一、面板介绍 1.亮度和聚焦旋钮亮度调节旋钮用于调节光迹的亮度（有些示波器称为"辉度"），使用时应使亮度适当，若过亮，容易损坏示波管。聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦（粗细）程度，使用时以图形清晰为佳。 2.信号输入通道常用示波器多为双踪示波器，有两个输入通道，分别为通道1（CH1）和通道2（CH2），可分别接上示波器探头，再将示波器外壳接地，探针插至待测部位进行测量。 3.通道选择键（垂直方式选择）常用示波器有五个通道选择键：（1）CH1：通道1单独显示；（2）CH2：通道2单独显示；（3）ALT：两通道交替显示；（4）CHOP：两通道断续显示，用于扫描速度较慢时双踪显示；（5）ADD：两通道的信号叠加。维修中以选择通道1或通道2为多。 4.垂直灵敏度调节旋钮调节垂直偏转灵敏度，应根据输入信号的幅度调节旋钮的位置，将该旋钮指示的数值（如0.5V/div，表示垂直方向每格幅度为0.5V）乘以被测信号在屏幕垂直方向所占格数，即得出该被测信号的幅度。 5.垂直移动调节旋钮用于调节被测信号光迹在屏幕垂直方向的位置。 6.水平扫描调节旋钮调节水平速度，应根据输入信号的频率调节旋钮的位置，将该旋钮指示数值（如0.5ms/div，表示水平方向每格时间为0.5ms），乘以被测信号一个周期占有格数，即得出该信号的周期，也可以换算成频率。 7.水平位置调节旋钮用于调节被测信号光迹在屏幕水平方向的位置。 8.触发方式选择示波器通常有四种触发方式：（1）常态（NORM）：无信号时，屏幕上无显示；有信号时，与电平控制配合显示稳定波形；（2）自动（AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时与电平控制配合显示稳定的波形；（3）电视场（TV）：用于显示电视场信号；（4）峰值自动（P-PAUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时，无需调节电

实验四光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验

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

力科示波器使用手册

Digital Oscilloscopes

Wave r unner-2 Qu i c k s t a r t to Signal Vi e w i n g An a l o g Pe r s i s t e n c e ? Press A N A L O G P E R S I S T to access the power of An a l o g Pe r s i s t e n c e.The three-dimensional view shows va r i a tions in a wave f o r m as i n te n s i t y or co l o r -g r aded va r i a t i o n s .Press D I S P L AY to custo m i z e the display. Press Z O O M for a close-up view of signal https://www.360docs.net/doc/683955919.html,e the zoo m co n t r ols to magnify and inspe c t the signal,the soft k eys to change the zoom view,l o ck the zoom tra c es with multi-zoo m ,and to auto m a t i c ally scan the wave f o r m . 1 .Co n n e c t your signal.When using a pro b e,Pro B u s ? a u t o m a t i c ally sets the ve r t i c al scale factor and HFP pro b es a u t o m a t i c ally light-up with the tra c e co l o r .2 .Press A U T O S E T U P an d view. 3 .Press “ U n d o ”to reve r t back to a previous setting. Adjust the T I M E / D I V , and SMART Me m o r y a u t o m a t i c ally assure s the maximum re s o l u -tion for each time-base setting. Press a C H A N N E L b u t t o n ,and use the co n t r ol knobs to s e l e c t an d adjust that c h a n n e l ’s Vo l t s /D i v and offset settings.Press tw i c e to tog g l e the channel be t we e n On and O f f . Se l e c ts a pre- or po s t -t r igger https://www.360docs.net/doc/683955919.html,e to v i e w the signal eve n t s p r ior to the tri g g e r po i n t. Presets the tri g g e r d e l a y to ze r o. Quick Zoo m Press a C H A N N E L b u t t on to view the menu.

眼图分析

眼图测试及其疑难问题探讨关键词:DWDM,眼图,城域网,MAN 摘要:目前，在长途干线和城域网中，密集波分复用（DWDM）系统的应用越来越多，对DWDM 系统的光接口测试要求也越来越高，其中包括光发送信号的眼图测试。在实际进行眼图测试时，经常遇到不符合标准模板的情况，在不断实践中发现，其中大部分是因为测试方法不完善造成的误判断，只有小部分真正不符合ITU-T规范。文章介绍正确测试眼图的要点。 1、码间串扰的形成 1.1光纤线路码在光纤数字传输中，一般不直接传输由电端机传送来的数字信号，而是经过码型变换，变换成适合在光纤数字传输系统中传输的光纤线路码（简称线路码）。有多种线路码型，最常用的有mBnB分组码、插入比特码和简单扰码。在选择线路码时，不仅要考虑光纤的传输特性，还要考虑光电器件的特性。一般来说，由于光电器件都有一定的非线性，因此采用脉冲的“有”、“无”来表示“1”和“0”的二进制码要方便得多。但是简单的二进制信号有三个实际问题需要解决，否则无法取得良好效果。a）不能有长连“0”或长连“1”出现。因为长连“0”和长连“1”会使定时信息消失，给再生中继器和终端接收机的定时提取带来困难。b）简单的二进制码中含有直流成分，“0”、“1”码出现个数的随机变化会使直流成分的大小也随机变化。目前，在光接收机中普遍采用交流耦合，直流成分的变化会引起信号基线浮动，给判决再生带来困难。c）简单的二进制信号在业务状态下无法监测线路误码率。为此，在光纤传输之前，需将简单二进制信号变换成适合光纤传输系统的光纤线

路码型。CCITT最终采用简单扰码方式（如RZ、NRZ码），目前又有基于RZ码新的编码方式，如CS-RZ、DCS-RZ、CRZ、D-RZ、DPSK-RZ码等。 1.2线性网络的无失真传输条件密集波分复用（DWDM）的工作原理是：发送端将不同波长的光信号通过光合波器合成一束光，送入光纤中进行传输；在接收端由光分波器将这些不同波长的光信号区分开来，再经过光电转换送入线路终端设备。这个过程既包括光通道也包括电通道。对于光通道来说，主要是光纤的色散和非线性效应引起传输的光脉冲展宽，导致“0”、“1”判决出错，增加了传输误码率。通过运用色散补偿光纤、色散斜率补偿技术等色散管理来降低光纤的色散。对于光纤非线性效应，一般可通过降低入纤功率，采用新型大孔径光纤、喇曼放大、奇偶信道偏振复用等方法加以抑制。采用特殊的码型调制技术也可有效提高光脉冲抵抗非线性效应的能力，增加非线性受限传输距离，从而达到光通道的无失真传输这种理想化的状态。对于电通道来说，实际传输中无法满足无失真传输条件，特别是由于信道频率特性不理想，使矩形脉冲在经过传输后有明显的上升时间和下降时间，会使波形有明显展宽。每个符号（码元）在时间上前后展宽会对其前后符号（码元）造成干扰，通常把这类干扰称为符号（或码元）间干扰，它会引起传输系统的误码率恶化。 1.3时域均衡系统线性失真引起的符号间干扰是影响传输质量的主要因素。线性失真的主要原因是发送滤波器、接收滤波器及信道共同组成的波形形成系统的传递函数偏离理想状态。在不考虑噪声影响时，大多数高、中速数字数据传输设备的判决可靠性都建立在消除取样点的符号间干扰的基础上，按此要求建立的线性失真补偿系统称为时域均衡器，其原理是利用接收波形本身进行补偿，消除取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。时域均衡系统结构如图1所示。图1时域均衡系统结构