高速数字信号的眼图和抖动测量技术

安捷伦仪器与仪表产品培训课程

高速数字信号的眼图和抖动测量技术安捷伦科技大学

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内容纲要第一部分：眼图和抖动测量简介第二部分：眼图测量的操作步骤第三部分：抖动测量的操作步骤第四部分：抖动分解的操作步骤

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第一部分：眼图和抖动测量简介

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数字信号的眼图 数字信号的眼图包含丰富的信息，体现数字信号的整体特征，能够很好的评估数字信号的品质，因而数字信号眼图分析是数字系统信号完整性分析的关键之一。 眼图实际上是一系列数字信号的不同码型按一定的规律在示波器屏幕上累积显示的结果。

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眼图的形成 眼图形成方法1:Data

使用同步时钟触发形成眼图 (如左图)Clock

眼图形成方法2:仪器从信号中恢复时钟，按时钟边沿累积显示，形成眼图 (如下图)

从信号中恢复的时钟

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分析波形和分析眼图的区别 信号某些位的波形能够很好的反映波形的细节眼图能够体现信号的整体特征

某些位波形很好，可以说明数字信号品质没有问题吗？眼图很好，可以说明数字信号品质没有问题吗？(当然可以)

一般的波形

信号眼图

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眼图反映出的信号质量(SI) 显示发送器的综合特征 上升时间和下降时间 过冲,下冲和振铃(回沟) 占空比 抖动和噪声眼睛张开抖动噪声

眼图张开度与抖动和 BER相关联 眼图张开越大，表明对噪声和抖动的容许误差越大； 眼图张开越大，表明接收器判断灵敏度越好； 眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低

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同样的信号可能产生不同的眼图

( 1 ) Good Eye

( 2 ) Incomplete Eye

( 3 ) Eye with jitter安捷伦客户培训专用教材©V 1.0

( 4 ) Eye with severe jitter8

眼图测试可以使用串行数据恢复出的眼图，或使用Demo Clock或探头补偿信号，上下边沿触发形成简单眼图，打开Color Grade,测试 眼高 眼宽 抖动 交叉百分比 占空比失真 品质因数

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眼图模板(Mask)测试

模板测试是一种优化的制造级测试 (Pass/ Fail);大多数情况下，模板测试能代替各种眼图指标的测试；大部分标准都定义了为容易进行一致性测量的模板；模板测试比眼图的各种指标测量更容易，更快捷；模板定义的区域是禁止信号进入的一个区域，有信号进入

,说明信号不满足这种模板要求，即 Fail。模板测试功能：

自动产生模板，进行有问题波形载入标准模版自定义模版对于发生违规bit的定位V 1.010

的捕获

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模板测试违规情况的定位除了显示实时眼图，对于发生触碰眼图模板的情况，还可以展开实时眼图，用于定位故障波形细节，观察发生时间。

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抖动的概念定义:信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离参考: Bell Communications Research, Inc (Bellcore),“Synchrouous Optical Network (SONET) Transport Systems: Common Generic Criteria, TR-253-CORE”, Issue 2, Rev No. 1, December 1997

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抖动的常见术语周期抖动(Period Jitter) 信号周期的差异

周期-周期抖动(Cycle-to-Cycle Jitter) 相邻周期之间的变化

时间间隔误差(Time Interval Error) 相对于理想时钟的时间差异

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抖动的常见术语抖动测试的衡量方法 平均值(mean)

标准偏差(standard deviation)

峰-峰值(peak to peak)

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抖动测量举例0.0 ns 0.990 ns 2.000 ns 2.980 ns 4.000 ns

P1Period 0.990 ns

P2 1.010 ns

P3 0.980 ns

P4 1.020 ns

Cy-CyTIE

0.020 ns-0.010 ns Period Jitter Cy-Cy Jitter TIE

-0.030 ns0.000 ns

0.040 ns-0.020 ns(0.990/1.010/0.980/1.020) (0.020/-0.030/0.040)

0.000 ns

= 18.3 ps StdDev= 36.1 ps StdDev= 9.6 ps StdDev

(-0.010/0.000/-0.020/0.000)

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抖动的组成结构抖动分解的目的： 根据抖动分解结果，依照不同成分的可能原因有针对性的采取措施，减小抖动

Total Jitter (Tj)总体抖动 Random Jitter (Rj)随机抖动

Deterministic Jitter (Dj)确定性抖动

Periodic Jitter (Pj)周期性抖动 Data-Dependent Jitter(DDJ)数据相关抖动 Inter-Symbol Interference (ISI)码间干扰 Duty Cycle Distortion (DCD)占空比失真

Separate Jitter into constituent componentsData-Correlated

Total Jitter (TJ)

Data-Uncorrelated

Deterministic Jitter (DJ) Periodic Jitter (PJ) Sub Rate Jitter (SRJ)

Random Jitter (RJ)

Data Dependent Jitter (DDJ) Inter-symbol Interference (ISI)安捷伦客户培训专用教材©

Duty Cycle Distortion (DCD)

Uncorrelated PJ

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