沒有眼圖分析軟件的數字示波器如何大致觀察眼圖

ID:689795 · 發表于 2020-11-18 16:27

眼圖是一系列數字信號在示波器上累積而顯示的圖形，它包含了豐富的信息，從眼圖上可以觀察出碼間串擾和噪聲的影響，體現了數字信號整體的特征，從而估計系統優劣程度，因而眼圖分析是高速互連系統信號完整性分析的核心。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調整，以減小碼間串擾，改善系統的傳輸性能。

高端的示波器可能會帶有眼圖分析軟件，但是價格往往比較昂貴。如果工程師手頭的經費有限，沒有高端的示波器，但又有在示波器上觀察眼圖的需求，從而了解信號的大致情況，那么一般示波器只要設置得當，也可以進行簡單的測量。

首先，我們用示波器的邊沿觸發將信號穩定。然后打開測量項測一下示波器的上升時間。

然后我們將示波器的觸發方式改為斜率觸發。斜率觸發是指當波形從一個電平到達另一個電平的時間符合設定的時間條件時，產生觸發。因此我們需要設置觸發電平上限和觸發電平下限。

我們調整觸發閾值電平，設置觸發電平下限在信號幅值的10%-30%，觸發電平上限在70%-90%附近，以此來表示信號升降時間觸發的閾值范圍。如上圖中設置的觸發電平上限為20.8mV，觸發電平下限為-12.2mV。同時，設置條件最大時間，選擇此時間設置條件小于之前的信號上升時間。

設置好觸發以后，我們還需要對信號進行余暉設置，所謂余暉就是讓信號按照一定設置條件累積在屏幕上。可以設置為自動，或者設置為普通自行調節信號累積的時間。如下圖我們選擇了自動。

對于示波器有數字熒光顯示效果的，如上圖所示，可以看到信號有明暗的層次感，越亮的部分說明信號出現的概率越高。有的示波器還支持色溫模式，如下圖所示。色溫模式下波形顏色越橙說明信號出現概率越高，越藍說明信號出現概率越低。

最后，可以用示波器的光標和測量功能，簡單的測量一些眼圖的參數。上圖測試的是USB信號的眼圖。

如果我們手里沒有高速信號，想要模擬看下眼圖的樣子，其實也是可以的。我們只需要有一個能發出2個信號的信號發生器即可，一個信號作為觸發源，可以是9MHz的正弦波，另一個信號作為眼圖顯示，可以設置為3MHz的方波。就是要讓顯示的眼圖的信號頻率和作為觸發源的信號頻率形成倍數關系，然后同樣的采用斜率觸發即可。

另外，考慮到眼圖測試的精度和穩定性，一般都要求累積到足夠的波形再分析，這對于示波器的存儲深度就有比較高的要求。存儲深度越高的示波器，示波器捕捉到的信號點越多，測試結果也就越精準，當然示波器的分析速度相對也會變慢。因此在測量高速信號的眼圖和抖動中，盡量把示波器的存儲深度調高。

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