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廣東通信眼圖測量

來源: 發布時間:2023-07-14

在實際數字互連系統中,完全消除碼間串擾是十分困難的,而碼間串擾對誤碼率的影響目前尚無法找到數學上便于處理的統計規律,還不能進行準確計算。為了衡量基帶傳輸系統的性能優劣,在實驗室中,通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析碼間串擾和噪聲對系統性能的影響,這就是眼圖分析法。如果將輸入波形輸入示波器的Y軸,并且當示波器的水平掃描周期和碼元定時同步時,適當調整相位,使波形的中心對準取樣時刻,在示波器上顯示的圖形很象人的眼睛,因此被稱為眼圖(EyeMap)。眼圖中對系統性能作一論述;廣東通信眼圖測量

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信號上升時間與下降時間

一般測量上升及下降時間是以眼圖占20%~80%的部分為主,其中上升時間如下圖,分別以左側交叉點左側(20%)至右側(80%)兩塊水平區間作此傳遞信號上升斜率時間之換算,計算公式如下:

上升時間=平均(80%時間位準)-平均(20%時間位準)

由于時間位準20%及80%是與信號位準1 及0 有著相關性的。當然,如果上升時間愈短,即愈能表現出眼圖中間的白塊,即可傳遞的信號及容忍誤碼比率較好。

Q因子(QFactor)

Q因子是用于測量眼圖信噪比的參數,它的定義是接收機在比較好判決門限下信號功率和噪聲功率的比值,可適用于各種信號格式和速率的數字信號,其計算公式如下:其中,“1”電平的平均值topP與“0”電平的平均值baseP的差為眼幅度,“1”信號噪聲有效值1s與“0”信號噪聲有效值0s之和為信號噪聲有效值。Q因子綜合反映眼圖的質量問題。Q因子越高,眼圖的質量就越好,信噪比就越高。Q因子一般受噪聲、光功率、電信號是否從始端到終端阻抗匹配等因素影響。一般來說,眼圖中1電平的這條線越細、越平滑,Q因子越高。在不加光衰減的情況下,發送側光眼圖的Q因子不應該小于12,接收測的Q因子不應該小于6 廣東通信眼圖測量密度優化的以太網眼圖參數計算方法;

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目前,泰克提供的眼圖生成方案:

(1) 從數據恢復時鐘(CDR),眼圖模板測試:可以分為硬件CDR(PLL)和軟件CDR(PLL+其它)

(2) 測量眼圖的眼高、眼寬等關于眼圖的參數

(3) 根據上面測量到的數據,繪制相關的圖形:

抖動:趨勢,頻譜,

直方圖, 浴盆曲線

根據上述的方案概況,

在實時示波器中,通常使用連續比特位的眼圖生成方法。首先,示波器采集到一長串連續的數據波形;然后,使用軟件CDR恢復時鐘,用恢復的時鐘切割每個比特的波形,從第1個、第2個、第3個、一直到第n-1個、第n個比特;一步是把所有比特重疊,得到眼圖。

其中,實時的眼圖生成方法如下:

軟件時鐘恢復

 眼圖參數測量

全系列標準參數測量,包括幅度、定時和抖動

低抖動低噪聲

單觸發事件,而不是ET方法中的多觸發事件,即觸發一次后連續采樣,減少了可能引入的抖動、噪聲

支持不同的時鐘恢復模型

 鎖相環 (PLL)? 相位內插重復取樣 (恒定時鐘, 連續位)

 數據相關分析

把跳變位與非跳變位分開

 碼型長度檢測,進行抖動分析 (Rj/Dj分離)

眼圖形成的原理

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,更多的反映的是細節信息,而眼圖則反映的是鏈路上傳輸的所有數字信號的整體特征,兩者對比。

如果示波器的整個顯示屏幕寬度為100ns,則表示在示波器的有效頻寬、取樣率及記憶體配合下,得到了100ns下的波形資料。但是,對于一個系統而言,分析這么短的時間內的信號并不具有代表性,例如信號在每一百萬位元會出現一次突波(Spike),但在這100ns時間內,突波出現的機率很小,因此會錯過某些重要的信息。如果要衡量整個系統的性能,這么短的時間內測量得到的數據顯然是不夠的。設想,如果可以以重復疊加的方式,將新的信號不斷的加入顯示屏幕中,但卻仍然記錄著前次的波形,只要累積時間夠久,就可以形成眼圖,從而可以了解到整個系統的性能,如串擾、噪聲以及其他的一些參數,為整個系統性能的改善提供依據。 在DDR4的 眼圖測試分析;

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識別不同類型的抖動來源,可以減少設計層次的問題,因為不同的器件以不同的方式生成抖動。例如,發射機主要生成RJ。外部調制的激光發射機生成的大多數抖動是由激光器和主參考時鐘的隨機抖動導致的。相反,接收機生成的絕大部分抖動是DJ,這源于導致ISI的前置放大器和后置放大器連接的AC耦合等因素。直接調制激光發射機受到RJ和DJ的影響。介質采用兩種方式:光纖從色散中增加DJ,從散射中增加RJ;傳導介質從有限帶寬中增加DJ,與低頻和多個反射相比,高頻的衰減要更高眼睛張開度與誤碼率的關系;新疆解決方案眼圖測量

高速信號眼圖測試中夾具影響的校準;廣東通信眼圖測量

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