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重要項(xiàng)目。眼圖是由多個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/下降時間是否對稱(占空比)。眼圖反映了大數(shù)據(jù)量時的信號質(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個字:“同步切割+疊加顯示”。兩種方法的差別就4個字: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。“同步”是準(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UI，每個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。若同時存在碼間串?dāng)_ "眼睛"將張開得更小。與無碼間串?dāng)_時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)最佳抽樣時刻應(yīng) 在 "眼睛" 張開最大的時刻。
(2)對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大對定時誤差就越靈敏。
(3)在抽樣時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值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。
(6)對于利用信號過零點(diǎn)取平均來得到定時信息的接收系統(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變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。
眼圖如何判斷
在實(shí)際測試時，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。
