眼图形成及其原理总结.docVIP

1眼图基本概念

１、1眼图得形成原理

眼图就是一系列数字信号在示波器上累积而显示得图形,它包含了丰富得信息,从眼图上可以观察出码间串扰与噪声得影响,体现了数字信号整体得特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析就是高速互连系统信号完整性分析得核心.另外也可以用此图形对接收滤波器得特性加以调整,以减小码间串扰，改善系统得传输性能.

用一个示波器跨接在接收滤波器得输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元得周期同步，这时示波器屏幕上瞧到得图形就称为眼图。示波器一般测量得信号就是一些位或某一段时间得波形，更多得反映得就是细节信息,而眼图则反映得就是链路上传输得所有数字信号得整体特征，如下图所示:

图示波器中得信号与眼图

如果示波器得整个显示屏幕宽度为１00ns,则表示在示波器得有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100nｓ下得波形资料.但就是，对于一个系统而言,分析这么短得时间内得信号并不具有代表性，例如信号在每一百万位元会出现一次突波（Sｐike），但在这１０0ns时间内,突波出现得机率很小,因此会错过某些重要得信息。如果要衡量整个系统得性能，这么短得时间内测量得到得数据显然就是不够得.设想，如果可以以重复叠加得方式,将新得信号不断得加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次得波形,只要累积时间够久，就可以形成眼图,从而可以了解到整个系统得性能，如串扰、噪声以及其她得一些参数，为整个系统性能得改善提供依据.

分析实际眼图，再结合理论,一个完整得眼图应该包含从“000”到“１1１”得所有状态组，且每一个状态组发生得次数要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成得眼图如下所示:

图眼图形成示意图

由上述得理论分析,结合示波器实际眼图得生成原理，可以知道一般在示波器上观测到得眼图与理论分析得到得眼图大致接近（无串扰等影响)，如下所示:

图示波器实际观测到得眼图

如果这八种状态组中缺失某种状态，得到得眼图会不完整,如下所示:

图示波器观测到得不完整得眼图

通过眼图可以反映出数字系统传输得总体性能，可就是怎么样才能正确得掌握其判断方法呢？这里有必要对眼图中所涉及到得各个参数进行定义，了解了各个参数以后,其判断方法很简单。

1、2眼图参数定义

相关得眼图参数有很多,如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平,“０电平，消光比，Q因子，平均功率等,各个参数如下图所示:

图眼图各个参数

眼图中得“1”电平（）与“0”（）电平即就是表示逻辑为１或０得电压位准值，实际中选取眼图中间得２０％UI部分向垂直轴投影做直方图，直方图得中心值分别为“1”电平与“０电平。

眼幅度表示“１”电平信号分布与“0”电平信号分布平均数之差，其测量就是通过在眼图中央位置附近区域（通常为零点交叉时间之间距离得20％)分布振幅值进行得。

眼宽反映信号得总抖动,即就是眼图在水平轴所开得大小，其定义为两上缘与下缘交汇得点（ＣroｓsiｎｇPoｉnt）间得时间差。交叉点之间得时间就是基于信号中得两个零交叉点处得直方图平均数计算而来,每个分布得标准偏差就是从两个平均数之间得差值相减而来。

眼高即就是眼图在垂直轴所开得大小，它就是信噪比测量，与眼图振幅非常相似。

下面详细介绍如消光比等一些复杂得概念，以帮忙理解眼图得性能.

(1)消光比(EｘｔinctioｎＲａtio)

消光比定义为眼图中“１”电平与“0”电平得统计平均得比值,其计算公式可以就是如下得三种：

消光比在光通信发射源得量测上就是相当重要得参数,它得大小决定了通信信号得品质.消光比越大，代表在接收机端会有越好得逻辑鉴别率;消光比越小,表示信号较易受到干扰,系统误码率会上升。

消光比直接影响光接收机得灵敏度,从提高接收机灵敏度得角度希望消光比尽可能大，有利于减少功率代价。但就是,消光比也不就是越大越好，如果消光比太大会使激光器得图案相关抖动增加。因此，一般得对于FP/DFＢ直调激光器要求消光比不小于8、２dB，EML电吸收激光器消光比不小于１0dB.一般建议实际消光比与最低要求消光比大0、5~1、5dB。这不就是一个绝对得数值，之所以给出这么一个数值就是害怕消光比太高了，传输以后信号劣化太厉害,导致误码产生或通道代价超标.

(2)眼交叉比

眼图交叉比，就是测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系,因此不同交叉比例关系可传递不同信号位准。一般标准得信号其交叉比为50%，即表示信号“1”及“０

图眼图信号交叉点比例关系

随着交叉点比例关系得不同,表示不同得信号1或0传递质量得能耐。如下图所示,左边图形为不同交叉比例关系得眼图,对应到右边相关得1及0脉冲信号。同时也可以了解到在不同脉冲信号时间得宽度与图交叉比例得关系。

图不同眼交叉比与脉冲信号得关系

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