眼圖測試是用來測試信號品質(zhì)優(yōu)劣的一種測試，數(shù)字信號的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現(xiàn)數(shù)字信號的整體特征，能夠很好地評估數(shù)字信號的質(zhì)量，因而眼圖的分析是數(shù)字系統(tǒng)信號完整性分析的關(guān)鍵之一。
眼圖的形成
一般均可以用示波器觀測到信號的眼圖，其具體的操作方法為:將示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時(shí)示波器屏幕上看到的圖形就稱為眼圖。示波器一般測量的信號是一些位或某一段時(shí)間的波形，更多的反映的是細(xì)節(jié)信息，而眼圖則反映的是鏈路上傳輸?shù)乃袛?shù)字信號的整體特征。
眼圖實(shí)際上就是數(shù)字信號的一系列不同二進(jìn)制碼按一定的規(guī)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(gè)比特分別地疊加累積 (如上圖所示)，從而就形成了眼圖。
測試-電性能測試_20211102163845_339.jpg "眼圖(eye diagram)測試-電性能測試")
什么是眼圖測試？
簡單來說，眼圖是在示波器的橫軸上把一串串比特周期疊加，形成眼樣波形。眼圖實(shí)際上就是數(shù)字信號的一系列不同二進(jìn)制碼按一定的規(guī)律在示波器屏幕上累積后的顯示，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(gè)比特分別地疊加累積，從而就形成了眼圖。
眼圖測試方法
眼圖測試是高速串行信號物理層測試的一個(gè)重要項(xiàng)目。眼圖是由多個(gè)比特的波形疊加后的圖形，從眼圖中可以看到:數(shù)字信號1電平、0電平，信號是否存在過沖、振鈴，抖動是否很大，眼圖的信噪比，上升/下降時(shí)間是否對稱(占空比)。眼圖反映了大數(shù)據(jù)量時(shí)的信號質(zhì)量，可以最直觀地描述高速數(shù)字信號的質(zhì)量與性能。
傳統(tǒng)眼圖測量方法用中文來理解是8個(gè)字:“同步觸發(fā)+疊加顯示”，現(xiàn)代眼圖測量方法用中文來理解也是8個(gè)字:“同步切割+疊加顯示”。兩種方法的差別就4個(gè)字:觸發(fā)、切割，傳統(tǒng)的是用觸發(fā)的方法，現(xiàn)代的是用切割的方法?！巴健笔菧?zhǔn)確測量眼圖的關(guān)鍵，傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法同步的方法是不一樣的?！隘B加顯示”就是用模擬余輝的方法不斷累積顯示。傳統(tǒng)的眼圖方法就是同步觸發(fā)一次，然后疊加一次。每觸發(fā)一次，眼圖上增加了一個(gè)UI，每個(gè)UI的數(shù)據(jù)是相對于觸發(fā)點(diǎn)排列的，每觸發(fā)一次眼圖上只增加了一個(gè)比特位。
眼圖與性能的關(guān)系
眼圖的"眼睛"張開的大小反映著碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。"眼睛"張的越大且眼圖越端正表示碼間串?dāng)_越小;反之表示碼間串?dāng)_越大。當(dāng)存在噪聲時(shí)噪聲將疊加在信號上觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時(shí)存在碼間串?dāng)_ "眼睛"將張開得更小。與無碼間串?dāng)_時(shí)的眼圖相比原來清晰端正的細(xì)線跡變成了比較模糊的帶狀線而且不很端正。噪聲越大線跡越寬越模糊;碼間串?dāng)_越大眼圖越不端正。
理論分析得到如下幾條結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中要以此為參考從眼圖中對系統(tǒng)性能作一論述:
(1)最佳抽樣時(shí)刻應(yīng) 在 "眼睛" 張開最大的時(shí)刻。
(2)對定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大對定時(shí)誤差就越靈敏。
(3)在抽樣時(shí)刻上眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度表示最大信號畸變。
(4)眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。
(5)在抽樣時(shí)刻上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限噪聲瞬時(shí)值超過它就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。
(6)對于利用信號過零點(diǎn)取平均來得到定時(shí)信息的接收系統(tǒng)眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小表示零點(diǎn)位置的變動范圍這個(gè)變動范圍的大小對提取定時(shí)信息有重要的影響。
眼圖如何判斷
在實(shí)際測試時(shí)，為了提高測試效率，經(jīng)常使用到的方法是Mask Testing。即根據(jù)信號傳輸?shù)男枨?，在眼圖上規(guī)定一個(gè)區(qū)域（如圖中的菱形區(qū)域），要求左右的信號全部出現(xiàn)在這個(gè)區(qū)域之外，一旦菱形區(qū)域內(nèi)有出現(xiàn)信號，則宣布測試未通過。
