Eye Diagram Scope
Отобразите глазковую диаграмму сигнала временной области
- Библиотека:
Коммуникационный тулбокс/приемники Comm
Поддержка HDL-кода Communications Toolbox/Приемники Comm
Mixed-Signal Blockset/Утилиты
SerDes Toolbox/Утилиты
Описание
Блок Eye Diagram отображает несколько следов модулированного сигнала, чтобы создать глазковую диаграмму. Можно использовать блок, чтобы раскрыть характеристики модуляции сигнала, такие как эффекты формирования импульса или искажения канала. Для получения дополнительной информации смотрите Анализ глазковых диаграмм.
Блок Eye Diagram имеет один входной порт. Этот блок принимает вектор-столбец или скалярный входной сигнал. Блок принимает сигнал со следующими типами данных: double, single, base integer и fixed point. Все типы данных приводятся как двойные перед отображениями результатов блока.
Чтобы изменить отображение глазковой диаграммы, выберите View > Configuration Properties или нажмите кнопку Configuration Properties (). 
Затем выберите Main, 2D color histogram, Axes или Export вкладки и измените настройки.
Порты
Вход
Параметры
Главная вкладка
Display mode - Режим отображения
Line plot (по умолчанию) | 2D color Histogram
Режим отображения глазковой диаграммы, заданный как Line plot или 2D color histogram. Выбор 2D color histogram делает вкладку гистограммы доступной.
Настраиваемый: Да
Enable measurements - Включить измерения
off (по умолчанию) | on
Установите этот флажок глаза чтобы включить измерения входного сигнала.
Show horizontal (jitter) histogram - Отображать гистограмму дрожания
off (по умолчанию) | on
Выберите этот переключатель, чтобы отобразить гистограмму дрожания. К этому также можно получить доступ с помощью выпадающего списка кнопок гистограммы на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Show vertical (noise) histogram - Отобразите гистограмму шума
off (по умолчанию) | on
Выберите этот переключатель, чтобы отобразить гистограмму шума. К этому также можно получить доступ с помощью выпадающего списка кнопок гистограммы на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Do not show horizontal or vertical histogram - Не показывать горизонтальную или вертикальную гистограмму
on (по умолчанию) | off
Выберите этот переключатель, чтобы не отобразить ни шум гистограммы, ни джиттер гистограммы.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Show horizontal bathtub curve - Показать горизонтальную кривую ванны
off (по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы отобразить горизонтальную кривую ванны. К этому также можно получить доступ с помощью кнопки кривой ванны на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда выбран Enable measurements.
Show vertical bathtub curve - Показать вертикальную кривую ванны
off (по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы отобразить вертикальную кривую ванны. К этому также можно получить доступ с помощью кнопки кривой ванны на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда выбран Enable measurements.
Eye diagram to display - Глазковая диаграмма для отображения
Real only (по умолчанию) | Real and imaginary
Выберите один из Real only или Real and imaginary отображение одной или обеих глазковых диаграмм. Чтобы сделать измерения глаза, этот параметр должен быть Real only.
Настраиваемый: Да
Color fading - замирание цвета
off (по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы замирать точки на отображении, так как интервал времени после их первого построения увеличивается.
Настраиваемый: Да
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode Line plot.
Samples per symbol - Выборки по символу
8 (по умолчанию) | положительное целое число
Количество выборок на символ, заданное в виде положительного целого числа. Используйте с Symbols per trace, чтобы определить количество выборок на трассировку.
Настраиваемый: Да
Sample offset - Смещение выборки
0 (по умолчанию) | неотрицательное целое число
Смещение выборки, заданное как неотрицательное целое число, меньше продукта Samples per symbol и Symbols per trace. Смещение предоставляет количество выборок, которые нужно пропустить перед построением графика первой точки.
Настраиваемый: Да
Symbols per trace - Символы на трассировку
2 (по умолчанию) | положительное целое число
Количество символов, нанесенных на трассировку, заданное как положительное целое число.
Настраиваемый: Да
Traces to display - Количество трассировок для отображения
40 (по умолчанию) | положительное целое число
Количество построенных трассировок, заданное как положительное целое число.
Настраиваемый: Да
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode Line plot
Вкладка «Оси»
Title - Титульная метка
None (по умолчанию)
Пометьте, который появляется над глазковой диаграммой графиком.
Настраиваемый: Да
Show grid - Переключение сетки возможностей
on (по умолчанию) | off
Установите этот флажок, чтобы включить и выключить сетку.
Настраиваемый: Да
Y-limits (Minimum) - Нижний предел y -оси
-1.1 (по умолчанию) | скаляром
Минимальное значение оси y.
Настраиваемый: Да
Y-limits (Maximum) - Верхний предел y -оси
1.1 (по умолчанию) | скаляром
Максимальное значение оси y.
Настраиваемый: Да
Real axis label - Метка действительной оси
Real Amplitude (по умолчанию)
Текст, который отображается в возможности вдоль действительной оси.
Настраиваемый: Да
Imaginary axis label - Мнимая подпись по осям
Imaginary Amplitude (по умолчанию)
Текст, который отображается в возможности вдоль воображаемой оси.
Настраиваемый: Да
2D гистограммы Вкладки
Вкладка 2D гистограммы доступна, когда вы нажимаете кнопку гистограммы или когда установлен режим отображения 2D color histogram.
Oversampling method - Метод избыточной дискретизации
None (по умолчанию) | Input interpolation | Histogram interpolation
Метод избыточной дискретизации, заданный как None, Input interpolation, или Histogram interpolation.
Чтобы построить глазковые диаграммы как можно быстрее, установите Oversampling method равным None. Недостатком не избыточной дискретизации является то, что графики выглядят пикселированными, когда количество выборок на трассировку мало. Чтобы создать более плавные, менее пиксельные графики с использованием небольшого количества выборок на трассировку, установите Oversampling method равным Input interpolation или Histogram interpolation. Input interpolation является более быстрым из двух методов интерполяции и дает хорошие результаты, когда отношение сигнал/шум (ОСШ) является высоким. При более низком ОСШ этот метод избыточной дискретизации не рекомендуется, потому что он вводит смещение в центры областей значений гистограмм. Histogram interpolation не так быстро, как другие методы, но это обеспечивает хорошие результаты, даже когда ОСШ низок.
Настраиваемый: Да
Color scale - Цветовая шкала
Linear (по умолчанию) | Logarithmic
Шкала цвета графика гистограммы, заданная как Linear или Logarithmic. Установите Color scale значение Logarithmic если определенные области глазковой диаграммы включают несоразмерное число точек.
Настраиваемый: Да
Панель инструментов содержит кнопку сброса гистограммы, 
которая сбрасывает внутренние буферы гистограммы и очищает отображение. Эта кнопка недоступна, если в режиме отображения задано значение Line plot.
Вкладка Экспорт
Export measurements, histograms and bathtub curves - Экспорт измерений, гистограмм и кривых ванны
Off (по умолчанию) | off
Установите этот флажок для экспорта глазковой диаграммы измерений в MATLAB® рабочей области.
Настраиваемый: Да
Variable name - Имя переменной
EyeData (по умолчанию)
Укажите имя переменной, в которой сохраняются измерения глазковой диаграммы. Данные сохраняются как структура, имеющая следующие поля:
MeasurementSettingsMeasurementsJitterHistogramNoiseHistogramHorizontalBathtubVerticalBathtubBlockName
Настраиваемый: Да
Диалоговое окно «Стиль»
В диалоговом окне Style можно настроить стиль активного отображения. Вы можете изменить цвет рисунка, содержащего изображения, цвет фона и переднего плана осей отображения и свойства линий на экране. Чтобы открыть это диалоговое окно, выберите View > Style.
Figure color - Цвет фигуры
black (по умолчанию)
Задайте цвет фона фигуры возможностей рисунка.
Axes colors - Цвета осей
black | gray (по умолчанию)
Задайте цвет заливки и линии для осей.
Line - Стиль линии, толщина и цвет для линейных графиков
continuous | 0.5 | yellow (по умолчанию)
Укажите стиль линии, ширину линии и цвет линии для отображаемого сигнала.
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode Line plot.
Marker - Маркер точки данных
None (по умолчанию) |...
Маркер точки данных для выбранного сигнала, заданный как один из вариантов в этой таблице маркеров точки данных. Этот параметр похож на Marker свойство для MATLAB Дескриптивная графика® постройте графики объектов.
| Спецификатор | Тип маркера |
|---|---|
| ничего | Маркер отсутствует (по умолчанию) |
| Круг |
| Квадрат |
| Крест |
| Точка |
| Плюс знак |
| Звездочка |
| Алмаз |
| Нисходящий треугольник |
| Направленный вверх треугольник |
| Треугольник , указывающий влево |
| Треугольник , указывающий вправо |
| Пятиконечная звезда (пентаграмма) |
| Шестиконечная звезда (гексаграмма ) |
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode Line plot.
Colormap - Палитра для гистограмм
Hot (по умолчанию) | Parula | Jet | HSV | Cool | SpringSummer | Autumn | Winter | Gray | Bone | Copper | Pink | Lines | Custom
Задайте палитру гистограммы графиков как одну из следующих схем: Parula, Jet, HSV, Hot, Cool, Spring, Summer, Autumn, Winter, Gray, Bone, Copper, Pink, Lines, или Custom. Если вы выбираете Customоткроется диалоговое окно, из которого можно ввести код, чтобы указать свою собственную палитру.
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode 2D color histogram.
Панель параметров измерения
Чтобы изменить настройки измерения, сначала выберите Enable measurements. Затем на панели Eye Measurements щелкните стреле рядом с Settings. Вы можете управлять этими настройками измерения.
Eye level boundaries - Временная область значений для вычисления уровня глаз
[40 60] (по умолчанию) | двухэлементный вектор
Временная область значений для вычисления уровней глаз, заданный как двухэлементный вектор. Эти значения выражены в процентах от длительности символа.
Настраиваемый: Да
Decision boundary - Порог уровня амплитуды
0 (по умолчанию) | скаляром
Порог уровня амплитуды в V, заданный как скаляр. Этот параметр разделяет различные области сигнализации для горизонтальных (джиттерных) гистограмм. Этот параметр настраиваем, но гистограммы дрожания сбрасываются, когда параметр меняется.
Для сигналов, не возвращаемых к нулю (NRZ), установите Decision boundary равным 0. Для сигналов возврата к нулю (RZ) установите Decision boundary на половину максимальной амплитуды.
Настраиваемый: Да
Rise/Fall thresholds - Амплитудные уровни переходов роста и падения
[10 90] (по умолчанию) | двухэлементный вектор
Амплитудные уровни переходов подъёма и падения, заданные как двухэлементный вектор. Эти значения выражены в процентах от амплитуды глаза. Этот параметр настраиваем, но пересекающиеся гистограммы порогов подъёма и падения сбрасываются, когда параметр меняется.
Настраиваемый: Да
Hysteresis - допуск амплитуды горизонтальных пересечений
0 (по умолчанию) | скаляром
Амплитудный допуск горизонтальных пересечений в V, заданный как скаляр. Увеличение гистерезиса для обеспечения большего допуска паразитных переходов из-за шума. Этот параметр настраиваем, но джиттер и гистограммы подъёма и падения сбрасываются, когда параметр меняется.
Настраиваемый: Да
BER threshold - BER, используемый для измерения глаз
1e-12 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр от 0 до 0,5
BER, используемый для измерений глаз, задается в виде неотрицательного скаляра от 0 до 0,5. Значение используется для выполнения измерений случайного дрожания, общего дрожания, горизонтальных окон глаз и вертикальных окон глаз.
Настраиваемый: Да
Bathtub BERs - значения BER, используемые для вычисления открытий кривых ванны
[0.5 0.1 0.01 0.001 0.0001 1e-05 1e-06 1e-07 1e-08 1e-09 1e-10 1e-11 1e-12] (по умолчанию) | вектор
Значения BER, используемые для вычисления открытий кривых ванны, заданные как вектор, элементы которого варьируются от 0 до 0,5. Горизонтальное и вертикальное отверстия для глаз вычисляются для каждого из значений, заданных этим параметром.
Настраиваемый: Да
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Show horizontal bathtub curve, Show vertical bathtub curve или оба.
Measurement delay - Длительность исходных данных, отброшенных из измерений
0 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром
Длительность исходных данных, отброшенных из измерений, в секундах, заданная как неотрицательный скаляр.
Примеры моделей
Характеристики блоков
Типы данных |
|
Прямое сквозное соединение |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обнаружение пересечения нулем |
|
Подробнее о
Использование глазковой диаграммы в условно выполненных подсистемах
Когда блок Eye Diagram помещается в условно выполненную подсистему, например, в срабатывающую или активированную подсистему:
Вход должен быть целым числом, кратным
SamplesPerSymbol*SymbolsPerTraceСмещение выборки должно быть нулем
Крайняя правая часть отображения намеренно опущена. Этот рисунок сравнивает типовое отображение глазковой диаграммы при помещении в нормальную систему с изображением, помещенным в условно выполненную подсистему.
Глазковая диаграмма график в нормальной системе Графическое изображение глазковой диаграммы в подсистеме с условным исполнением 
В регулярной Глазковой диаграмме самая правая часть является линией между последней выборкой трассировки и первой выборкой следующей трассировки . В условно выполненных подсистемах эти следы могут быть несмежными, таким образом этот самый правый сегмент мог бы испортить отображение и опущен.
Измерения
Измерения предполагают, что объект глазковой диаграммы имеет действительные данные. Действительная глазковая диаграмма имеет две различные точки пересечения глаз и два разных уровня глаз.
Чтобы открыть панель измерений, нажмите кнопку Eye Measurements или выберите Tools > Measurements > Eye Measurements из меню панели инструментов.
Примечание
Для амплитудных измерений, по меньшей мере, один интервал на вертикальную гистограмму должен достигать 10 ударов перед измерением, обеспечивая более высокую точность.
Для временных измерений, по крайней мере, один интервал на горизонтальную гистограмму должен достигать 10 ударов перед выполнением измерения.
Когда измерение времени пересечения глаз попадает в интервал [-0.5/Fs, 0) секунд, измерение времени оборачивается в конец глазной диаграммы, т.е. измерение оборачивается на 2 × T с секунд (где T s - время символа). Для случая комплексного сигнала метод анализа выдает предупреждение, если измерение времени пересечения синфазной ветви оборачивается, в то время как измерение квадратурной ветви нет (или наоборот). Чтобы избежать переноса времени или предупреждения, добавьте задержку длительности половины символа к текущему значению в
MeasurementDelayсвойство объекта глазковой диаграммы. Эта дополнительная задержка меняет положение глаза в приблизительном центре возможностей.
- Уровни глаз - уровень амплитуды, используемый для представления бит данных
Eye level - уровень амплитуды, используемый для представления бит данных. Для отображаемого сигнала NRZ уровни составляют -1 V и + 1 V. Уровни глаз вычисляются путем усреднения гистограммы 2-D в контурах уровня глаза. Для примера, когда для свойства EyeLevelBoundaries задано значение
[40 60], то есть 40% и 60% длительности символа, уровни глаз вычисляются путем оценки среднего значения вертикальной гистограммы в этом окне, отмеченном контурами уровня глаза.
- Амплитуда глаза - расстояние между уровнями глаза
Eye amplitude - расстояние в V между средним значением двух уровней глаз.
- Высота глаз - Статистическое минимальное расстояние между уровнями глаз
Eye height - расстояние между в - 3, верхним уровнем глаза и в, + 3, нижним уровнем глаза. .r- это среднее значение уровня глаза, а .r- стандартное отклонение.
- Вертикальное Открытие - Расстояние между пороговыми точками BER
vertical opening является расстояние между двумя точками, которые соответствуют свойству BERThreshold. Для примера - для порога BER, равного 10–12, эти точки соответствуют расстоянию 7, от каждого уровня глаза.
- ОСШ глаза - отношение сигнал/шум
Это eye SNR отношение различия уровня глаз к различию вертикальных стандартных отклонений, соответствующих каждому уровню глаз:
где L 1 и L 0 представляют средства верхнего и нижнего уровня глаз, а
- Q-коэффициент - коэффициент качества
Q factor является фактором качества и вычисляется по той же формуле, что и ОСШ глаза. Однако стандартные отклонения вертикальных гистограмм заменяются на отклонения, вычисленные двойным анализом Дирака.
- Уровни пересечения - уровни амплитуды для пересечений глаз
crossing levels являются амплитудными уровнями, при которых происходят пересечения глаз.
Уровень, при котором входной сигнал пересекает значение амплитуды, задается свойством DecisionBoundary.
- Время пересечения - время, для которого происходят пересечения
crossing times - это время, в которое происходят переходы. Время вычисляется как средние значения горизонтальных (дрожащих) гистограмм.
- Задержка глаза - среднее время между пересечениями глаз
Eye delay - средняя точка между двумя временами пересечения.
- Ширина глаза - статистическое минимальное время между пересечениями глаз
Eye width - горизонтальное расстояние между μ + 3σ левого времени пересечения и μ - 3σ правильного времени пересечения. ,, - среднее значение гистограммы дрожания, а, - стандартное отклонение.
- Горизонтальное Открытие - Время между пороговыми точками BER
horizontal opening является расстояние между двумя точками, которые соответствуют свойству BERThreshold. Для примера, для 10–12 BER, эти две точки соответствуют расстоянию 7, от каждого времени пересечения.
- Время нарастания - время перехода от низкого к высокому
Rise time - среднее время между низкими и высокими порогами подъёма/падения, заданными в глазковую диаграмму. Пороги по умолчанию составляют 10% и 90% амплитуды глаза.
- Время спада - время перехода от высокого к низкому
Fall time - среднее время между высокими и низкими порогами подъёма/падения, заданными в глазковую диаграмму. Пороги по умолчанию составляют 10% и 90% амплитуды глаза.
- Детерминированный Джиттер - Детерминированное отклонение от идеального синхронизации сигнала
Джиттер - это отклонение временного события сигнала от его предполагаемого (идеального) вхождения во времени [2]. Джиттер может быть представлен с помощью модели dual-Dirac. Модель dual-Dirac предполагает, что дрожь имеет два компонентов: deterministic jitter (DJ) и random jitter (RJ).
DJ - расстояние между двумя peaks двухдиракской гистограммы. Функция плотности вероятностей (PDF) DJ состоит из двух дельта-функций.
- Случайное дрожание - случайное отклонение от идеального времени сигнала
RJ является Гауссовым неограниченным компонентом дрожания. Случайный компонент дрожания моделируется как нулевая Гауссова случайная переменная с заданным стандартным отклонением σ. RJ вычисляется как:
где
BER является заданным порогом BER. ρ - амплитуда функции Дирака слева и справа, которая определяется из количеств интервалов гистограмм дрожания.
- Total Jitter - Отклонение от идеального синхронизации сигнала
Total jitter (TJ) является суммой детерминированного и случайного дрожания, такого что TJ = DJ + RJ.
Общим дрожанием PDF является свертка DJ PDF и RJ PDF.
- RMS Jitter - Стандартное отклонение дрожания
RMS jitter - стандартное отклонение дрожания, вычисленное в горизонтальной (дрожащей) гистограмме на контуре принятия решения.
- Дрожание от пика до пика - расстояние между крайними точками данных гистограммы
Peak-to-peak jitter - максимальное горизонтальное расстояние между левыми и правыми ненулевыми значениями в горизонтальной гистограмме каждого времени пересечения.
Просмотр глазковой диаграммы
Отобразите глазковую диаграмму фильтрованного сигнала QPSK с помощью блока Eye Diagram.
Загрузите doc_eye_diagram_scope модель из командной строки MATLAB.
doc_eye_diagram_scope
Запустите модель и наблюдайте, что отображаются два символа.
Откройте диалоговое окно параметров конфигурации. Измените параметр Symbols per trace на 4. Запустите симуляцию и заметьте, что отображаются четыре символа.
Попробуйте изменить параметры Raised Cosine Transmit Filter или дополнительные параметры Eye Diagram, чтобы увидеть их эффекты на глазковой диаграмме.
Гистограммы Графиков
Отображение гистограмму графиков шумного сигнала GMSK.
Загрузите doc_eye_diagram_gmsk модель из командной строки MATLAB.
doc_eye_diagram_gmsk
Запустите модель. Эта глазковая диаграмма сконфигурирована, чтобы показать гистограмму без интерполяции.
Отсутствие интерполяции приводит к тому, что график имеет кусочно-непрерывное поведение.
Откройте вкладку 2D Histogram диалогового окна Строения Свойств. Установите Oversampling method равным Input interpolation. Запустите модель.
Интерполяция сглаживает глазковую диаграмму.
На блоке AWGN Channel измените SNR (dB) на 25 на 10. Запустите модель.
Заметьте, что вертикальная полоска присутствует в глазковой диаграмме. Это чередование является результатом входа интерполяции, которая имеет ограниченную точность в условиях низкого ОСШ.
Установите Oversampling method равным Histogram interpolation. Запустите модель.
График глазковой диаграммы теперь отображается точно, потому что метод интерполяции гистограммы работает для всех значений ОСШ. Этот метод не так быстро, как другие методы, и приводит к увеличению времени выполнения.