很多工程師都知道高速信號需要測量眼圖。那眼圖代表著什么? 示波器眼圖怎么調出來？該如何分析眼圖的好與壞？以及從眼圖各種形狀上，我們能知道哪些信息呢？現代的眼圖分析軟件又有哪些新的功能？今天是德科技示給大家一 一解答關于眼圖測試的問題并介紹眼圖模板和快速眼圖測試的方法，不要錯過啦！

https://www.keysight.com.cn/cn/zh/products/oscilloscopes.html

首先我們先了解關于眼圖的基本知識

數字信號的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現數字信號的整體特征，能夠很好地評估數字信號的質量，因而眼圖的分析是數字系統信號完整性分析的關鍵之一。

什么是眼圖？

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果，疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖是一系列數字信號在示波器上累積而顯示的圖形，它包含了豐富的信息，從眼圖上可以觀察出碼間串擾和噪聲的影響，體現了數字信號整體的特征，從而估計系統優劣程度。

問題：為什么眼圖測試的必測參數之一是眼高？

上圖是一個典型的眼圖測試各指標的示意圖。其中眼圖眼高定義如下：

EyeHeight=(PTopmean-3*PTopsigma)-PBasemean+3*PBasesigma)

PTopsigma即為眼圖波形頂部的噪聲標準偏差或均方根值，PBasesigma為眼圖波形底部的噪聲標準偏差或均方根值。由此可見，眼高最終結果與波形噪聲標準偏差有直接關系。

來自知乎ID：是德科技 Keysight Technologies

串擾是什么意思？

串擾是一種失真，主要來自與數據碼型無關的幅度干擾。由于耦合效應，一個干凈的信號（我 們稱為“受擾信號”）可能受到“干擾”信號的串擾影響。干擾信號會使得受擾信號發生變形，并讓受擾信號的眼圖閉合。工程師希望信號是串擾極小或完全沒有串擾的干凈信號，如此 才能獲得張開的眼圖，并進行準確無誤的數據傳輸。如果受擾信號中存在串擾，那么這種干擾會導致眼圖閉合，從而使得設計裕量變得很小甚至測量結果錯誤（見下圖 ）。串擾還會降低受擾信號的垂直幅度和水平抖動性能，導致通信鏈路中的互操作性問題愈發嚴重。

有串擾和沒有串擾的受擾信號眼圖。

有串擾和沒有串擾的受擾信號眼圖。串擾會導致眼圖閉合，從而降低設計裕量并可能造成設計的性能達不到技術指標。

推薦閱讀：https://www.keysight.com.cn/cn/zh/assets/7018-05283/application-notes/5992-1610.pdf

https://www.keysight.com.cn/cn/zh/product/D9020ASIA/advanced-signal-integrity-software-eq-infiinisimadv-crosstalk.html

眼圖的產生原理及作用

眼圖實際上就是數字信號的一系列不同二進制碼按一定的規律在示波器屏幕上累積后的顯示，簡單地說，由于示波器具有余輝功能，只要將捕獲的所有波形按每三個比特分別地疊加累積，從而就形成了眼圖。

8 種比特跳變組合及其層疊形成的眼圖

眼圖是查看抖動的最常用方式之一。可能的比特跳變組合總共有 8 種（見下圖）。

眼圖使用顏色分級來顯示信號通過圖中不同區域的頻次高低，這提供了另一種查看時間間隔誤差 TIE 頻次的方法。通過眼圖測試的張開度，您可以大致地查看有多少抖動。眼圖張開度越大，信號中的抖動就越小。張開度越小，抖動就越多。

時間間隔誤差TIE (Time Interval Error)，表示時鐘的每個有效沿相對于理想位置的變化。

下圖中顯示了這樣的一個例子。直方圖中的著色區說明這個眼圖有明顯的計時誤差，圖中還表現出誤差發生的大致頻次。是德科技的實時眼圖軟件可以在儀器上自動生成這個眼圖，使您可以很容易地看到隨機抖動 RJ 和 確定性抖動DJ（或 PJ）對您的器件有何影響。由于此 PDF 有兩個峰（雙峰），因此我們可以判斷，這個系統中同時存在 DJ 和 RJ。

什么是隨機抖動（RJ）？

談到隨機抖動（RJ）時，我們喜歡使用“發生抖動”這一表述方式。隨機抖動終究是不可避免的，但我們可以對它進行表征。隨機抖動呈現高斯分布（無界），它由三個原因共同造成。

首先，熱噪聲會引起隨機抖動，可以描述為噪聲 = kTB，其中 k 是玻爾茲曼常數，T 是開爾文溫度，B 是系統帶寬。

其次，散粒噪聲（或泊松噪聲）可導致 RJ。散粒噪聲是由電子和空穴的量化造成的固有噪聲，并且受到偏置電流的影響。

最后，“粉紅”噪聲會引起 RJ，它與頻率成反比（1/f）。所有系統將具有某種程度的隨機抖動。

什么是確定性抖動（DJ）？

確定性抖動是非隨機的、有界的抖動，它由設計中的次序出現引起。此外，確定性抖動可以分成多個子分量，如：周期性抖動（PJ）、數據相關抖動（DDJ）、有界不相關抖動（BUJ）。下圖所示為一個具有確定性抖動的系統實例。與隨機抖動不同的是，確定性抖動的 PDF 通常有一個以上的峰。

圖中所示為一個具有確定性抖動的系統實例。與隨機抖動不同的是，確定性抖動的 PDF 通常有一個以上的峰。

來自知乎ID：是德科技 Keysight Technologies

如果看到這里，請點贊、收藏、分享三連！

限時免費掃碼進群，交流更多行業技術

推薦閱讀▼

電池、電源

硬件文章精選

華為海思軟硬件開發資料