本文主要是介绍眼图仪参数理解和一些测量指标，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
参考资料：
https://www.eet-china.com/mp/a35960.html
一：关于眼图仪：
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●如果追溯历史，大约47年前，眼图就已经开始广泛应用。在1962年-2002的40年间，眼图的测量方法是基于采样示波器的传统方法，2002年后，力科发明了基于连续比特位的方法来测量眼图的方法。
●眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度， 因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。
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二：指标参数：
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●上图是一幅理想化的眼图,以下把一些常用的指标罗列出来，供大家参考。
●幅度测量：
眼高（Eye Height）
眼交叉比（Eye Crossing Percentage）
眼幅度（Eye Amplitude）
眼电平（Eye Level）逻辑1电平，逻辑0电平
眼信噪比（Eye SNR）
眼垂直张开度（Vertical Eye Opening）
眼水平张开度（Horizontal Eye Opening）
质量因素（Q因子）
●时间测量：
眼宽（Eye Width）
眼上升时间（Eye Rise Time）
眼下降时间（Eye Fall Time）
峰对峰抖动（Peak-to-Peak Jitter）
随机抖动（Random Jitter）
精确抖动（Deterministic Jitter）
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下图是一幅实际的眼图，对应的各个参数指标已经标记出来：
三：眼图的形成
眼图形成的原理，是由于示波器显示的余辉特性，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成的一种图形。眼图中包含了丰富的信息，能整体上反映出数字信号的特征，分析眼图的参数可以直观的分析出码间串扰和噪声的影响，从而可以估计整个数字系统设计的好坏。
一般而言，生成眼图需要通过测量大量的数据，然后再从其中恢复得到。示波器在测量眼图的过程中，经过前期的数据采集，其内存中可以保存完整的数据记录。
然后，利用硬件或者软件对时钟进行恢复或者提取得到同步时钟信号，用此时钟信号与数据记录中的数据同步到每个比特，通过触发恢复的时钟，把数据流中捕获的多个1UI（单位间隔，相当于一个时钟周期）的信号重叠起来，就是将每个比特的数据波形重叠，最后得到我们需要的眼图。
四：眼图的理解：
由眼图可以观察信号间干扰和噪声的影响，具体描述如下：
眼张开度（Eye opening），反映了信号上的噪声，即眼图的“眼睛”张开的大小反映了信号间串扰的强弱。“眼睛”张开越大，且眼图越正，表示信号间串扰越小，反之表示信号间串扰越大。
上冲和下冲，是指信号第一个峰值和谷值和下一个峰值和谷值，由于信号路径的中断产生的峰值失真，主要表现为一个尖端脉冲，过分的过冲能导致电路元器件的失效。
眼交叉比代表着信号的抖动，抖动如果很大就会造成误码率（BER）增加，反之则代表信号质量越好，误码率（BER）越低。
眼图闭合度（Eye closure），即眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低。因为噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。
五：如何改善：
下面几幅眼图或多或少都是反映了一些问题的，要么是过冲尖峰，要么是逻辑电平有噪声还有图像缺失等等。针对这些问题，工程师聚聚们要从哪些方面着手整改眼图中反映出来的问题呢：
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（1）PCB走线长度：不是说所有走线越短越好，但是走线短意味着损耗低。
（2）走线宽度或者说阻抗匹配：强调这个就是想说，设计高速系统的时候，一定要考虑信号在介质中的趋肤效应，我们要做的就是减少趋肤效应。
（3）减小板材的介电常数：出发点还是为了降低损耗，但是可能增加成本。
信号预加重处理：通过对跳变位预加重（pre-emphasis）处理来补偿线路上因信号跳变产生的针对高频分量的损耗。
（4）接收端均衡处理：比如端接电阻等等。
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六：一些参数指标：
Crossing(眼交叉比)：
眼图是由一系列的波形重叠而成的，具有中间的“眼睛”形状。这个“眼睛”通常代表了单个位或符号的时间范围内的信号波形。在眼图中，"Crossing"指的是信号波形的上升沿和下降沿交叉的位置。这种交叉表示了信号的变化率，以及信号在传输路径中可能受到的干扰或失真程度。
在数字通信系统中，良好的眼图通常意味着信号的品质较好，而"Crossing"的清晰度是评估信号品质的重要指标之一。如果"Crossing"不清晰或模糊，可能表明信号受到了干扰、失真或其他问题，这可能会影响系统的性能和数据传输的可靠性。因此，对于工程师来说，分析眼图中的"Crossing"是诊断和改善数字通信系统性能的关键步骤之一。
JitterRMS（抖动均方根）
JitterRMS是指眼图中的“抖动均方根（Root Mean Square Jitter）。Jitter是指数字信号在时间上的不稳定性或抖动，它可能是由于各种因素引起的，比如时钟漂移、信号干扰、传输介质的噪声等。JitterRMS则是对这种抖动的均方根值进行量化，它提供了一个数字指标来描述信号的时间稳定性。
JitterRMS的单位通常是时间单位，比如皮秒（ps）或毫秒（ms），表示信号在时间上的波动程度。通常情况下，JitterRMS越小，表示信号的时间稳定性越好，反之则表示信号的抖动越大，可能会影响数据传输的可靠性。
在眼图分析中，JitterRMS是一个重要的性能指标，它可以帮助工程师评估数字通信系统的稳定性和可靠性。通过分析JitterRMS，工程师可以识别和解决信号抖动的问题，从而改善系统的性能，并确保数据的准确传输。
Extinction Ratio（消光比）
它用于描述数字光通信系统中光信号的强度差异。消光比通常用于衡量光脉冲信号的质量，是光通信系统性能评估中的一个关键参数。
消光比是指信号的高电平与低电平之间的光功率比。在光通信系统中，数字信号通常表示为一系列光脉冲，其中高电平代表数字1，低电平代表数字0。消光比描述了这些不同电平之间的光功率差异，通常用分贝（dB）表示。
消光比越高，表示高电平和低电平之间的光功率差异越大，这有助于提高信号的检测灵敏度和抗干扰能力，从而提高数据传输的可靠性和速率。典型的数字光通信系统要求较高的消光比，通常在5 dB到30 dB之间。
在眼图仪中，消光比是评估光信号质量和系统性能的重要参数之一。通过测量和分析眼图中的消光比，工程师可以评估系统的性能，并识别任何潜在的问题，以便及时采取措施进行调整和改进。
SNR(信噪比)
SNR代表信噪比（Signal-to-Noise Ratio）。信噪比是用于衡量信号与噪声之间的相对强度或功率的比率，是评估信号质量的重要指标之一。
信噪比描述了信号中有用信息与噪声的比例，通常以分贝（dB）为单位。较高的信噪比表示信号的强度相对较高，相对于噪声而言更容易检测和解码。
在眼图仪中，信噪比通常用于评估眼图中的信号质量。一个高信噪比表示信号的质量较高，眼图清晰，各种信号特征更容易分辨和分析。另一方面，低信噪比可能表示信号受到了较大的噪声干扰，可能导致眼图模糊或不清晰，从而影响数据传输的可靠性和性能。
因此，在眼图仪中，通过测量信号和噪声的功率，并计算它们之间的比率，可以得到信噪比。这个指标提供了评估数字通信系统性能的重要信息，有助于工程师识别和解决潜在的干扰问题，并优化系统以提高数据传输的质量和可靠性。
在光学眼图仪中，SNR通常用于描述光信号的强度与背景噪声之间的比较，因此它是评估光学信号质量的关键参数之一。
光学眼图仪用于显示光脉冲的波形，这些波形可能受到多种因素的影响，例如光源的稳定性、光纤的损耗、光接收器的性能等。SNR的值反映了信号的清晰度以及与噪声之间的差异。
在光学眼图中，较高的SNR通常表示光信号较强，并且相对于背景噪声而言更容易分辨。相反，较低的SNR可能表示信号受到较大的噪声干扰，导致眼图的清晰度降低，信号特征不易识别。
因此，在光学眼图仪中，通过测量信号和背景噪声的光功率，并计算它们之间的比率，可以得到SNR。这个指标提供了评估光学信号质量的重要信息，有助于工程师优化光通信系统的性能，确保信号的清晰度和可靠性。
通常情况下，良好的光通信系统要求信噪比在20 dB以上。信噪比的范围可能如下所示：
- 良好：SNR大于20 dB
- 中等：SNR在10 dB到20 dB之间
- 差：SNR小于10 dB
EyeAmplitude（眼图振幅）
在光学眼图仪中，EyeAmplitude（眼图振幅）是一个重要的性能参数，用于描述眼图中的信号幅度。眼图是一种用于显示数字通信系统中信号质量的图形表示方法，其中的EyeAmplitude表示了眼图中“眼睛”开口的大小，即表示了信号的振幅范围。
EyeAmplitude的值表示了信号的峰值振幅与零电平之间的差值。通常情况下，EyeAmplitude的值越大，表示信号的峰值振幅越大，即信号质量越好。相反，EyeAmplitude的值越小，表示信号的峰值振幅越小，可能会导致信号受到噪声干扰，影响数据传输的可靠性。
EyeHeight（眼图高度）
在光学眼图仪中，EyeHeight（眼图高度）是一个重要的性能参数，用于描述眼图中的信号高度。眼图是一种用于显示数字通信系统中信号质量的图形表示方法，其中的EyeHeight表示了眼图中“眼睛”开口的高度，即表示了信号的振幅范围。
EyeHeight的值表示了眼图中上下两个开口之间的垂直距离。通常情况下，EyeHeight的值越大，表示信号的动态范围越大，即高电平和低电平之间的差异越大，信号质量越好。相反，EyeHeight的值越小，表示信号的动态范围越小，可能会导致信号受到噪声干扰，影响数据传输的可靠性。
在实际应用中，工程师可以通过调整光通信系统中的各种参数，如光源的功率、光纤的衰减、接收器的增益等，来改变EyeAmplitude和EyeHeight的值，以优化眼图中的信号质量。
通过监测和调整EyeAmplitude和EyeHeight，可以改善系统的性能，确保信号的清晰度和可靠性。
OMA（光调制幅度）
在光学眼图仪中，OMA代表“Optical Modulation Amplitude”（光调制幅度），是一个重要的性能参数，用于描述光信号的调制深度。OMA表示了光脉冲的峰值振幅与背景光功率之间的差值，通常以电压或功率单位表示。
在数字光通信系统中，光信号通常通过调制方式传输信息。光调制幅度表示了光脉冲在高电平和低电平之间变化的幅度，是评估数字信号质量和检测光信号的关键参数之一。
更具体地说，OMA表示了眼图中的“眼睛”开口的大小，即表示了信号的振幅范围。较大的OMA通常表示了较好的信号质量，有利于提高信号的检测灵敏度和抗干扰能力，从而提高数据传输的可靠性和速率。
因此，在光学眼图仪中，工程师可以通过监测和调整OMA来优化光通信系统的性能，确保信号的清晰度和可靠性。
MASK Margin（掩模余量）
MASK Margin（掩模余量）是光学眼图分析中的一个重要概念，用于评估眼图中信号与标准掩模之间的差距。掩模是一个理想的信号模板，用于表示理想的信号特征，例如峰值振幅、上升时间、下降时间等。MASK Margin 表示了实际信号与掩模之间的差异，是评估信号质量的重要指标之一。
MASK Margin 通常以分贝（dB）为单位表示，表示实际信号与掩模之间的峰值功率差异。较大的 MASK Margin 表示实际信号离标准掩模更接近，表明信号的质量更好；而较小的 MASK Margin 则表示信号离标准掩模较远，可能存在一些失真或噪声。
在光学眼图分析中，MASK Margin 是用来衡量信号的干扰和失真程度的重要指标。通过分析 MASK Margin，工程师可以了解信号的质量，并采取适当的措施来优化光通信系统，以提高数据传输的可靠性和性能。
Failing Pts
"Failing Pts"通常是指在眼图分析中，被认为是“失败”的数据点或时间点。眼图是通过在不同时间点捕获多个信号周期并叠加在一起形成的图像，用于评估数字通信系统中信号的质量和稳定性。在眼图中，信号通常应该能够在“眼睛”区域内清晰地显示出来，而在“眼睛”区域之外的数据点可能被认为是“失败”的。
在眼图分析中，通常会定义一个“掩模”（mask），表示理想的信号范围。如果眼图中的数据点超出了掩模的范围，就被认为是“失败”的。这些超出掩模范围的数据点可能是由于信号失真、噪声干扰或其他因素引起的，可能会影响数据传输的可靠性和性能。
因此，Failing Pts表示在眼图中被标记为超出掩模范围的数据点，即被认为是信号失效或失败的时间点。通过分析这些Failing Pts，工程师可以识别信号的问题，并采取适当的措施来改善信号质量，以确保数据传输的可靠性。
Total KPts/UI
"Total KPts/UI"是指在眼图分析中，用来描述眼图的水平分辨率的参数。在眼图分析中，通常会将水平轴上的时间单位分为若干个等分，每个等分被称为一个UI（Unit Interval，单位间隔）。UI是指用于传输一个比特的时间间隔，是数字通信中的一个重要概念。
"Total KPts/UI"则表示水平轴上总共的数据点数量，通常以千个数据点为单位。这个参数描述了在一个UI时间内，水平轴上的数据点数量。水平分辨率越高，表示对信号波形的采样越密集，能够更准确地观察到信号的细节和特征。
因此，"Total KPts/UI"是用来描述眼图分辨率的参数，它表示每个UI时间内水平轴上的数据点数量。在眼图分析中，较高的分辨率通常能够提供更准确和更详细的信号分析结果。
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