為什么眼圖測(cè)量已經(jīng)成為今天高速串行數(shù)據(jù)測(cè)試的最重要的項(xiàng)目？

示波器作為時(shí)域或數(shù)字電路信號(hào)測(cè)量與測(cè)試最重要的儀器設(shè)備，本質(zhì)上是作為相對(duì)被測(cè)信號(hào)或系統(tǒng)的接收機(jī)在工作，因此其最根本的價(jià)值在于真實(shí)還原或復(fù)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)。

在早年的并行總線電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測(cè)試中主要扮演簡(jiǎn)單的信號(hào)檢測(cè)和調(diào)試的角色，而在今天的高速數(shù)字電路系統(tǒng)的研發(fā)和測(cè)試中扮演越來(lái)越重要的地位，已經(jīng)從簡(jiǎn)單的信號(hào)檢測(cè)與調(diào)試用途轉(zhuǎn)化為高速數(shù)字信號(hào)的處理和分析平臺(tái)，包括眼圖及抖動(dòng)分析和調(diào)試，均衡和去嵌處理等，以及最終量產(chǎn)前的一致性(Compliance)測(cè)試即檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合出貨標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然示波器還有另一重要使用場(chǎng)景在高速數(shù)據(jù)采集場(chǎng)合。

為什么眼圖測(cè)量已經(jīng)成為今天高速串行數(shù)據(jù)測(cè)試的最重要的項(xiàng)目？波形參數(shù)測(cè)試是數(shù)字信號(hào)質(zhì)量評(píng)估最常用的測(cè)量方法，但是隨著數(shù)字信號(hào)速率的提高，僅僅靠幅度、上升時(shí)間等的波形參數(shù)的測(cè)量方法越來(lái)越不適用了。因此我們必須采用別的方法對(duì)于信號(hào)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于高速數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)最常用的就是眼圖的測(cè)量方法。所謂眼圖，實(shí)際上就是高速數(shù)字信號(hào)不同位置的數(shù)據(jù)比特按照時(shí)鐘的間隔疊加在一起自然形成的一個(gè)統(tǒng)計(jì)分布圖。

下面幾張圖顯示了眼圖的形成過(guò)程。我們可以看到，隨著疊加的波形數(shù)量的增加，數(shù)字信號(hào)逐漸形成了一個(gè)個(gè)類似眼睛一樣的形狀，我們就把這種圖形叫做眼圖。

10個(gè)波形疊加

100個(gè)波形疊加

1000個(gè)波形疊加

好的介紹完這么多，我們來(lái)看看眼圖測(cè)試的具體方法。

眼圖測(cè)試的主要指標(biāo)是眼高和眼寬測(cè)試

眼圖測(cè)試的必測(cè)參數(shù)之一是眼高：

圖 眼圖測(cè)試示意圖

上圖是一個(gè)典型的NRZ眼圖測(cè)試各指標(biāo)的示意圖。其中眼高定義如下：Eye Height = (PTopmean-3*PTopsigma)-(PBasemean+3*PBasesigma)

PTopsigma即為眼圖波形頂部的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差或均方根值，PBasesigma為眼圖波形底部的噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差或均方根值。由此可見(jiàn)，眼高最終結(jié)果與波形噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差有直接關(guān)系。而波形噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差不僅僅與波形本身有關(guān)，與示波器的ADC的有效位數(shù)(ENOB)和本底噪聲都是密切相關(guān)的。

眼圖分析如此重要，那么如何獲得準(zhǔn)確的眼圖分析結(jié)果呢？一臺(tái)高性能的儀器，配上正確的測(cè)量方法，將會(huì)帶來(lái)事半功倍的效果哦！