眼图的真正作用

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1、在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样吋刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（EyeMap）。二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两

2、只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基

3、带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述，由此图可以看出：（1）眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。（2）眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜率越大，系统对定吋抖动越敏感。（3）眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定吋信息是由信号零点位置來提取的，对于这种设备零点失真量

4、很重要。(4)在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。(5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。(6)横轴对应判决门限电平。嚴大信号失真■随着数据速率超过Gb/s水平，工程师必须能够识别和解决抖动问题。抖动是在高速数据传输线中导致误码的定时噪声。如果系统的数据速率提高，在几秒内测得的抖动幅度会大体不变，但在位周期的几分之一时间内测量时,它会随着数据速率成比例捉高，进而导致误码。新兴技术要求误码率(BER),亦即误码数量与传输的总码数Z比，低于一万亿分Z

5、—仃0-12)。随着数据通信、总线和底板的数据速率提高，市场上已经出现许多不同的抖动检定技术,这些技术采用各种不同的实验室设备，包括实时数字示波器、取样时间间隔分析仪(TIA)、等时取样示波器、模拟相位检波器和误码率测试仪(BERT)o为解决高数据速率上难以解决的抖动问题，工程师必需理解同步和异步网络中使用的各种抖动分析技术。本文重点介绍3Gb/s以上新兴技术的数据速率。低于3Gb/s的实吋示波器可以捕获连续的数据流，可以同时在时域和频域中分析数据流；在更高的数据速率上，抖动分析要更具挑战性。本文将从数字工程师

6、的角度，介绍应对SONET/SDH挑战的各种经验。抖动分析基本上包括比较抖动时钟信号和参考时钟信号。参考时钟是一种单独的黄金标准时钟，或从数据中重建的吋钟。在高数据速率吋，分析每个时钟的唯一技术是位检测和误码率测试；其它技术则采用某种取样技术。如图1所示，眼图是逻辑脉冲的重叠。它为测量信号质量捉供了一种有用的工具，即使在极高的数据速率时，也可以在等时取样示波器上简便生成。边沿由T'至U'（T转换和‘0’至IJ‘1，转换组成，样点位于眼图的中心。如果电压（或功率）高于样点，则码被标为逻辑‘1’；如果低于样点，则标

7、为‘0,。系统时钟决定着各个位的样点水平位置。EE,Nominal”SamplingPointEyeCrossinghPoints、图1:具有各项定义的眼图E1是逻辑T'的平均电压或功率电平，E0是逻辑'(T的平均电压或功率电平。参考点t=0在左边的交点进行选择，右边的交点及其后是位周期TBoEyeCrossingPoint:眼图交点LeftEdge:左沿RightEdge:右沿NominalSamplingPoint:标称样点幅度噪声可能会导致逻辑‘1’的电压或功率电平垂直波动，低于样点，导致逻辑'1'码错误

8、地标为逻辑'0,码，即误码。抖动描述了相同的效应,但它是水平波动。抖动或定时噪声可能会导致码的边沿在水平方向中的样点内波动，导致错误。从这种意义上讲，抖动定义为一个数字信号在有效时点上距理想时间位置的短期变化。脉冲电压电平的波动源自不需要的调幅(AM)。类似的，转换的定时波动可以描述为脉冲相位波动、不需要的调相(PM)或相噪。在系统器件的定时方面，数据通信和电信技术并不相同。在同步系统