典型的眼图介绍

以下的为一个较好的622M的眼图,我们可以看出眼图比较对称眼线很细,消光比适中,Q因子很高达到24。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(1)

以下为不加STM-4滤波器的622M的眼图,可以看出眼图的眼线较细,特别是上升下降沿。

“”1“”电平有点波纹,这是因为不加低通滤波器以后,信号的高频谐波没有被虑掉各谐波分量叠加起来成为有波纹的方波。我们看到即使“”1“” 电平不平坦,其Q因子仍然达到21.7。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(2)

以下为一个较好的2.5G的,眼图比较对称,眼线比较细,0 1 电平都比较平滑,消光比适中,Q因子较高。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(3)

以下为较好的10G的眼图,眼图对称,眼图比较细,特别是0 1 电平;上升、下降沿稍粗一点,可见信号的抖动较大,消光比适中,Q因子较高,交叉点稍高,实际调试中可以将交叉点调低一点点。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(4)

总结:总的来说,速率越高眼图质量将越差。这主要由两个方面引起:第一是抖动速率越高抖动越难控制;第二是噪声由于测试过程一般都要加相应的低通滤波器。10G信号的低通滤波器的带宽大约为8GH; 622M信号的低通滤波器的带宽大约为500MHz; 从500MHz~8GHz这个频率范围的噪声,被622M信号的滤波器滤掉了;却没有被10G信号的滤波器滤掉所以从眼图看了10G信号的噪声更大一下。


有问题的眼图分析

以下为一个有问题的622M眼图,这个眼图问题比较多我们来一一分析。

首先眼图有非常明显的两个上升、下降沿(俗称双眼皮);0 电平1 电平不平坦,信号有过冲、下冲;消光比偏低只有4.1dB;产生这些现象的原因怀疑是信号的阻抗不匹配,导致信号的过冲下冲和多径。这个眼图还说明了,另一个问题眼图,要能够套住模板只是眼图的最基本的要求,而不是唯一的要求,我们看一下这个眼图的边的离模板还是有一定的余量的。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(5)

我们再来看看以下622M眼图,其问题在于噪声非常大,估计是信号的滤波没有处理好。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(6)

以下2.5G眼图存在的问题是抖动较大,注意与上一个眼图比较,其上升、下降沿都较粗。特别注意比较其峰峰值抖动、均方根抖动,下图都比上图的大。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(7)

以下2.5G的眼图就比较糟糕,眼图扭来扭去的,上升下降都很缓,信号质量不好,Q因子只有6.4,消光比也很低只有6.6dB,其原因可能是驱动器激光器本身问题或者阻抗非常不匹配。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(8)

以下一个为2.5G眼图,可以明显看出眼图的上升沿有振铃,可能两个原因引起的,第一是信号线上面阻抗不匹配,第二是直调激光器的张驰振荡引起的振铃。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(9)

以下为10G眼图,眼图存在两个问题:第一消光比太低,只有10dB。第二、眼图 1 电平很粗不平坦。可能的原因是:信号不匹配引起的。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(10)

以下10G眼图没有其测量数据,但是从眼图的上升、下降沿比较粗可以看出来,其信号的抖动比较大。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(11)

以下为10G眼图,这个眼图的问题是噪声比较大,这从那里看出来呢?请注意,眼图的上升、下降,1 电平都比较粗,整个眼图散点比较多,很不干净。

硬件调试的基本流程(硬件调试眼图几个经典案例)(12)

以上三个眼图,我们分析了导致眼图不好的三种情况:阻抗不匹配、抖动、噪声这三种情况如何从眼图看出来呢?

总结:

如果眼图的1电平线比较粗、不平坦(上面),那么就是阻抗不匹配引起的。解决问题要从保证从始端到终端阻抗匹配。

如果眼图的上升、下降沿比较粗(中间),那么就是抖动引起的。解决问题要从减小信号抖动,如提高输入时钟质量、合理设计锁相环,特别是低通滤波器部分着手。

如果眼图的都比较粗全部那么就是噪声引起的,一般来说是电源噪声地回路不通畅或者信号周围有大的干扰源引起的,解决问题也是要从这几方面着手。

对于眼图,不能以一把尺子来衡量,速率越高,眼图质量越难保证;目标传输距离越远,要求的眼图质量也高。

来自知乎:Kevin Zhang

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