数字信号眼图测量系列

通过以上的分析，从采集到的数据中恢复出时钟信号对于眼图的生成至关重要。因此，眼图与CLK的关系如下：

（1）采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟，恢复时钟，或者与数据信号本身同步的码同步信号

（2）实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样，不需附加的同步信号和触发信号。通常通过软件PLL方法恢复时钟.因此，这里有必要介绍下时钟恢复电路的功能：

（1）从接收到的数据流中恢复出原采样时钟信号

（2）利用恢复的时钟信号来衡量输入信号的时间、幅度等级等性能

（3）在输入信号的时间和幅度等特性基础上重新生成数据流，并且与恢复的时钟信号或重新生成的系统时钟同步。 眼图的定义与测量方法；数字信号眼图测量系列

而对于很多高速的串行总线信号来说，由于时钟信息嵌入在数据流里，所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能（可能是硬件的也可能是软件的），能够先从数据流里提取出时钟，然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此，很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。

真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的：眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号（可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息）的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求，所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状，但这不是真正意义上的眼图。 数字信号眼图测量系列眼睛张开度与误码率的关系；

眼图测量误码率

在数字电路系统中，发送端发送出多个比特的数据，由于多种因素的影响，接收端可能会接收到一些错误的比特（即误码）。错误的比特数与总的比特数之比称为误码率，即Bit Error Ratio，简称BER。误码率是描述数字电路系统性能的重要的参数。在GHz比特率的通信电路系统中（比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA），通常要求BER小于或等于 。误码率较大时，通信系统的效率低、性能不稳定。影响误码率的因素包括抖动、噪声、信道的损耗、信号的比特率等。

低速信号的眼图：很多速率不太高的总线也可以做眼图测量，但由于数据比特较宽，上升时间相对于数据比特宽度占的比例很小，所以一些低速数字信号的眼图可能比较方正或者比较规整，看起来不太象眼睛，但从物理含义上说这仍然是一种眼图。

眼图测量中需要叠加的波形或比特的数量：在眼图测量中，叠加的波形或比特的数量不一样，可能得到的眼图结果会有细微的差异。由于随机噪声和随机抖动的存在，叠加的波形或比特数量越多，则眼的张开程度会越小，就越能测到恶劣的情况，但相应的测试时间也会变长。为了在测量结果的可靠性以及测量时间上做一个折衷，有些标准会规定眼图测量需要叠加的波形或比特数量，比如需要叠加1000个波形或者叠加1M个比特等。 眼图品质因数的有哪些定义；

眼图测试中的时钟恢复

眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择，如下所述。

(1) 常频方式，类似于平均处理，适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。

(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置，适用 于测试串行信号。

(3) 外时钟恢复方式，适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。

(4) 特殊方式，例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。

测试串行信号常用的是Golden PLL方法，要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环，仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置， 矢量网络分析仪的眼图测量及参数提取方法；数字信号眼图测量系列

Q因子可以综合反映眼图的质量，Q因子越高，眼图的质量就越好，信噪比就越高。数字信号眼图测量系列

对于眼图的概念，有以下几点比较重要：

眼图是波形的叠加：眼图的测量方法不是对单一波形或特定比特位置的波形参数进行测量，而是把尽可能多的波形或比特叠加在一起，这样可以看到信号的统计分布情况。只有差的信号都满足我们对于信号的基本要求，才说明信号质量是可以接受的。波形需要以时钟为基准进行叠加：眼图是对多个波形或bit的叠加，但这个叠加不是任意的，通常要以时钟为基准。

对于很多并行总线来说，由于大部分都有专门的时钟传输通道，所以通常会以时钟通道为触发，对数据信号的波形进行叠加形成眼图，一般的示波器都具备这个功能。 数字信号眼图测量系列