Eye Diagram
Отобразите глазковую диаграмму для сигнала временной области
- Библиотека:
Communications Toolbox / Приемники Коммуникации
Поддержка HDL Communications Toolbox / приемники коммуникации
Mixed-Signal Blockset / Утилиты
SerDes Toolbox / Утилиты
Описание
Блок Eye Diagram отображает несколько трассировок модулируемого сигнала произвести глазковую диаграмму. Можно использовать блок, чтобы показать характеристики модуляции сигнала, такие как эффекты импульсного формирования или искажений канала. Для получения дополнительной информации смотрите Анализ Глазковой диаграммы.
Блок Eye Diagram имеет один входной порт. Этот блок принимает вектор-столбец или скалярный входной сигнал. Блок принимает сигнал со следующими типами данных: двойное, одно, основное целое число и фиксированная точка. Все типы данных брошены как дважды, прежде чем блок отобразит результаты.
Чтобы изменить отображение глазковой диаграммы, выберите View> Configuration Properties или нажмите кнопку Configuration Properties (
). Затем выберите Main, 2D color histogram, Axes или вкладки Export и измените настройки.
Порты
Входной параметр
Параметры
Основная вкладка
Display mode — Режим отображения
Line plot (значение по умолчанию) | 2D color Histogram
Режим отображения глазковой диаграммы в виде Line plot или 2D color histogram. Выбор 2D color histogram делает вкладку гистограммы доступной.
Настраиваемый: да
Enable measurements — Включите измерения
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы включить измерения глаза входного сигнала.
Show horizontal (jitter) histogram — Отобразите гистограмму дрожания
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот переключатель, чтобы отобразить гистограмму дрожания. К этому можно также получить доступ при помощи выпадающего списка кнопки гистограммы на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode является 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Show vertical (noise) histogram — Отобразите шумовую гистограмму
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот переключатель, чтобы отобразить шумовую гистограмму. К этому можно также получить доступ при помощи выпадающего списка кнопки гистограммы на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode является 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Do not show horizontal or vertical histogram — Не показывайте горизонтальную или вертикальную гистограмму
on (значение по умолчанию) | off
Установите этот переключатель, чтобы не отобразить ни шум гистограммы, ни дрожание гистограммы.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Display mode является 2D color histogram и Enable measurements выбран.
Show horizontal bathtub curve — Покажите горизонтальную кривую ванны
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы отобразить горизонтальную кривую ванны. К этому можно также получить доступ при помощи кнопки кривой ванны на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Enable measurements выбран.
Show vertical bathtub curve — Покажите вертикальную кривую ванны
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы отобразить вертикальную кривую ванны. К этому можно также получить доступ при помощи кнопки кривой ванны на панели инструментов.
Зависимости
Этот параметр доступен, когда Enable measurements выбран.
Eye diagram to display — Глазковая диаграмма, чтобы отобразиться
Real only (значение по умолчанию) | Real and imaginary
Выберите Real only или Real and imaginary отобразить одну или обе глазковых диаграммы. Чтобы сделать измерения глаза, этим параметром должен быть Real only.
Настраиваемый: да
Color fading — Цветное исчезновение
off (значение по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы исчезнуть точки в отображении как интервал времени после того, как они будут сначала построены увеличения.
Настраиваемый: да
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode является Line plot.
Samples per symbol — Выборки на символ
8 (значений по умолчанию) | положительное целое число
Количество отсчетов на символ в виде положительного целого числа. Используйте с Symbols per trace, чтобы определить количество отсчетов на трассировку.
Настраиваемый: да
Sample offset — Демонстрационное смещение
0 (значений по умолчанию) | неотрицательное целое число
Демонстрационное смещение в виде неотрицательного целого числа, меньшего, чем продукт Samples per symbol и Symbols per trace. Смещение обеспечивает количество отсчетов, чтобы не использовать прежде, чем построить первую точку.
Настраиваемый: да
Symbols per trace — Символы на трассировку
2 (значения по умолчанию) | положительное целое число
Количество символов построено на трассировку в виде положительного целого числа.
Настраиваемый: да
Traces to display — Количество трассировок, чтобы отобразиться
40 (значений по умолчанию) | положительное целое число
Количество трассировок построено в виде положительного целого числа.
Настраиваемый: да
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode является Line plot
Вкладка осей
Title — Метка Title
None (значение по умолчанию)
Пометьте, который появляется выше графика глазковой диаграммы.
Настраиваемый: да
Show grid — Переключите сетку осциллографа
on (значение по умолчанию) | off
Переключите этот флажок, чтобы включить и выключить сетку.
Настраиваемый: да
Y-limits (Minimum) — Нижний предел y - ось
-1.1
Минимальное значение y - ось.
Настраиваемый: да
Y-limits (Maximum) — Верхний предел y - ось
1.1
Максимальное значение y - ось.
Настраиваемый: да
Real axis label — Метка вещественной оси
Real Amplitude (значение по умолчанию)
Текст, который осциллограф отображает вдоль вещественной оси.
Настраиваемый: да
Imaginary axis label — Метка мнимой оси
Imaginary Amplitude (значение по умолчанию)
Текст, который осциллограф отображает вдоль мнимой оси.
Настраиваемый: да
2D вкладка гистограммы
2D вкладка гистограммы доступна, когда вы нажимаете кнопку гистограммы или когда режим отображения установлен в 2D color histogram.
Oversampling method — Сверхдискретизация метода
None (значение по умолчанию) | Input interpolation | Histogram interpolation
Сверхдискретизация метода в виде None, Input interpolation, или Histogram interpolation.
Чтобы построить глазковые диаграммы как можно быстрее, установите Oversampling method на None. Недостаток к не сверхдискретизации - то, что графики выглядят пикселизированными, когда количество отсчетов на трассировку мало. Чтобы создать более сглаженные, менее пикселизированные графики с помощью маленького количества отсчетов на трассировку, установите Oversampling method на Input interpolation или Histogram interpolation. Input interpolation быстрее этих двух методов интерполяции и приводит к хорошим результатам, когда отношение сигнал-шум (SNR) высоко. С более низким ОСШ не рекомендуется этот метод сверхдискретизации, потому что он вводит смещение центрам областей значений гистограммы. Histogram interpolation не с такой скоростью, как другие методы, но это обеспечивает хорошие результаты, даже когда ОСШ является низким.
Настраиваемый: да
Color scale — Цветовая шкала
Linear (значение по умолчанию) | Logarithmic
Цветовая шкала гистограммы строит в виде любого Linear или Logarithmic. Установите Color scale на Logarithmic если определенные области глазковой диаграммы включают диспропорциональное число точек.
Настраиваемый: да
Панель инструментов содержит кнопку сброса гистограммы
, которая сбрасывает внутренние буферы гистограммы и очищает отображение. Эта кнопка не доступна, когда режим отображения установлен в Line plot.
Экспортируйте вкладку
Export measurements, histograms and bathtub curves — Экспортируйте измерения, гистограммы и кривые ванны
Off (значение по умолчанию) | off
Выберите этот экспорт флажка измерения глазковой диаграммы к MATLAB® рабочая область.
Настраиваемый: да
Variable name — Имя переменной
EyeData (значение по умолчанию)
Задайте имя переменной, в которую измерения глазковой диаграммы сохранены. Данные сохранены как структура, имеющая эти поля:
MeasurementSettingsMeasurementsJitterHistogramNoiseHistogramHorizontalBathtubVerticalBathtubBlockName
Настраиваемый: да
Разработайте диалоговое окно
В диалоговом окне Style можно настроить стиль активного дисплея. Можно изменить цвет фигуры, содержащей отображения, цвета фона и основные цвета осей отображения и свойства линий в отображении. Чтобы открыть это диалоговое окно, выберите View> Style.
Figure color — Цвет фигуры
black (значение по умолчанию)
Задайте цвет фона фигуры осциллографа.
Axes colors — Цвета осей
black | gray (значение по умолчанию)
Задайте цвета заливки и цвета линии для осей.
Line — Стиль линии, толщина и цвет для линейных графиков
continuous| 0.5 yellow (значение по умолчанию)
Задайте стиль линии, ширину линии и цвет линии для отображенного сигнала.
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode является Line plot.
Marker — Маркер точки данных
None (значение по умолчанию) |...
Маркер точки данных для выбранного сигнала в виде одного из выбора в этой табличной точке данных маркеры. Этот параметр похож на Marker свойство для MATLAB Дескриптивная графика® постройте объекты.
| Спецификатор | Markertype |
|---|---|
| 'none' | Никакой маркер (значение по умолчанию) |
| Круг |
| Квадрат |
| Крест |
| Точка |
| Знак «плюс» |
| Звездочка |
| Ромб |
| Нисходящий треугольник |
| Треугольник, направленный вверх |
| Треугольник, указывающий влево |
| Треугольник, указывающий вправо |
| Пятиконечная звезда (пентаграмма) |
| Шестиконечная звезда (гексаграмма) |
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode является Line plot.
Colormap — Палитра для гистограмм
Hot (значение по умолчанию) | Parula | Jet | HSV | Cool | SpringSummer | Autumn | Winter | Gray | Bone | Copper | Pink | Lines | Custom
Задайте палитру графиков гистограммы как одна из этих схем: ParulaструяhsvгорячийхолодныйпружиналетоосеньзимасерыйкостьмедьрозовыйЛинии, или Custom. Если вы выбираете Custom, диалоговое окно появляется, от которого можно ввести код, чтобы задать собственную палитру.
Зависимости
Этот параметр доступен только, когда Display mode является 2D color histogram.
Панель настроек измерения
Чтобы изменить настройки измерения, сначала выберите Enable measurements. Затем в панели Eye Measurements кликните по стреле рядом с Settings. Можно управлять этими настройками измерения.
Eye level boundaries — Область значений времени для вычисления уровней глаз
[40 60]
Область значений времени для вычисления уровней глаз в виде двухэлементного вектора. Эти значения описываются как процент длительности символа.
Настраиваемый: да
Decision boundary — Амплитудный порог уровня
0
Амплитудный порог уровня в V в виде скаляра. Этот параметр разделяет различные сигнальные области для горизонтали (дрожание) гистограммы. Этот параметр является настраиваемым, но сброс гистограмм дрожания, когда параметр изменяется.
Для сигналов невозврата к нулю (NRZ), набор Decision boundary к 0. Для сигналов возврата к нулю (RZ), набор Decision boundary к половине максимальной амплитуды.
Настраиваемый: да
Rise/Fall thresholds — Амплитудные уровни переходов взлета и падения
[10 90]
Амплитудные уровни переходов взлета и падения в виде двухэлементного вектора. Эти значения описываются как процент амплитуды глаза. Этот параметр является настраиваемым, но пересекающиеся гистограммы порогового сброса взлета и падения, когда параметр изменяется.
Настраиваемый: да
Hysteresis — Амплитудный допуск горизонтальных пересечений
0
Амплитудный допуск горизонтальных пересечений в V в виде скаляра. Увеличьте гистерезис, чтобы предоставить больше допуска побочным пересечениям из-за шума. Этот параметр является настраиваемым, но дрожание и сброс гистограмм взлета и падения, когда параметр изменяется.
Настраиваемый: да
BER threshold — BER используется для измерений глаза
1e-12 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр от 0 до 0,5
BER, используемый для измерений глаза в виде неотрицательного скаляра от 0 до 0,5. Значение используется, чтобы сделать измерения случайного дрожания, общего дрожания, горизонтальных открытий глаза и вертикальных открытий глаза.
Настраиваемый: да
Bathtub BERs — Значения BER раньше вычисляли открытия 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] (значение по умолчанию) | вектор
Значения BER раньше вычисляли открытия кривых ванны в виде вектора, элементы которого лежат в диапазоне от 0 до 0,5. Горизонтальные и вертикальные открытия глаза 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 обоих.
Measurement delay — Длительность исходных данных отбрасывается от измерений
0
Длительность исходных данных отбрасывается от измерений в секундах в виде неотрицательного скаляра.
Характеристики блока
Типы данных |
|
Прямое сквозное соединение |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обнаружение пересечения нулем |
|
Больше о
Используя глазковую диаграмму в условно выполняемых подсистемах
Когда блок Eye Diagram помещается в условно выполняемую подсистему, например, в инициированную или активированную подсистему:
Входной размер должен быть целочисленным кратным
SamplesPerSymbol*SymbolsPerTraceДемонстрационное смещение должно быть нулем
Самая правая часть отображения намеренно не использована. Этот рисунок сравнивает типичное отображение глазковой диаграммы, когда помещено в нормальную систему по сравнению с одним помещенным в условно выполняемую подсистему.
График глазковой диаграммы в нормальной системе График глазковой диаграммы в условно выполняемой подсистеме 
В обычной Глазковой диаграмме, самая правая часть линия между последней выборкой трассировки и первой выборкой следующей трассировки. В условно выполняемых подсистемах, эти трассировки может быть, состоящим из нескольких несмежных участков, таким образом, этот самый правый сегмент мог повредить отображение и не использован.
Измерения
Измерения принимают, что объект глазковой диаграммы имеет допустимые данные. Допустимая глазковая диаграмма имеет две отличных точки пересечения глаза и два отличных уровня глаз.
Чтобы открыть панель измерений, нажмите на кнопку Eye Measurements или выберите Tools > Measurements > Eye Measurements из меню панели инструментов.
Примечание
Для амплитудных измерений по крайней мере один интервал на вертикальную гистограмму должен достигнуть 10 хитов, прежде чем измерения будут проведены, гарантируя более высокую точность.
Для измерений времени по крайней мере один интервал на горизонтальную гистограмму должен достигнуть 10 хитов, прежде чем измерения будут проведены.
Когда глаз, пересекающий измерение времени, находится в пределах [-0.5/Fs, 0), интервал секунд, измерение времени переносится в конец глазковой диаграммы, т.е. измерение переносится 2×Ts секунды (где T s является временем символа). Для комплексного случая сигнала анализировать метод выдает предупреждение, если пересекающееся измерение времени синфазной ветви переносится, в то время как та из квадратурной ветви не делает (или наоборот). Чтобы избежать переноса времени или предупреждения, добавьте задержку длительности полусимвола с текущим значением в
MeasurementDelayсвойство объекта глазковой диаграммы. Эта дополнительная задержка меняет местоположение глаза в аппроксимированном центре осциллографа.
- Уровни глаз - Амплитудный уровень раньше представлял биты данных
Eye level является амплитудным уровнем, используемым, чтобы представлять биты данных. Для отображенного сигнала NRZ уровни составляют-1 В и +1 В. Уровни глаз вычисляются путем усреднения 2D гистограммы в контурах уровня глаз. Например, когда свойство EyeLevelBoundaries установлено в
[40 60], то есть, 40% и 60% длительности символа, уровни глаз вычисляются путем оценки среднего значения вертикальной гистограммы в этом окне, отмеченном контурами уровня глаз.
- Амплитуда глаза - Расстояние между уровнями глаз
Eye amplitude является расстоянием в V между средним значением двух уровней глаз.
- Высота глаза - Статистическое минимальное расстояние между уровнями глаз
Eye height является расстоянием между μ – 3σ верхнего уровня глаз и μ + 3σ более низкого уровня глаз. μ является средним значением уровня глаз, и σ является стандартным отклонением.
- Вертикальное Открытие - Расстояние между пороговыми точками BER
vertical opening является расстоянием между двумя точками, которые соответствуют свойству BERThreshold. Например, для порога BER 10–12, эти точки соответствуют 7σ расстояние от каждого уровня глаз.
- ОСШ глаза - Отношение сигнал-шум
eye SNR является отношением различия в уровне глаз для различия вертикальных стандартных отклонений, соответствующих каждому уровню глаз:
где L 1 и L 0 представляет средние значения верхних и более низких уровней глаз и σ1, и σ0 представляют свои стандартные отклонения.
- Q Фактор - Добротность
Q factor является добротностью и вычисляется с помощью той же формулы в качестве ОСШ глаза. Однако стандартные отклонения вертикальных гистограмм заменяются вычисленными с анализом двойного Дирака.
- Пересечение Уровней - Амплитудные уровни для пересечений глаза
crossing levels является амплитудными уровнями, на которых происходят пересечения глаза.
Уровень, на котором входной сигнал пересекает амплитудное значение, задан как свойство DecisionBoundary.
- Пересечение Времен - Времена, в течение которых происходят пересечения
crossing times является временами, в которые происходят пересечения. Времена вычисляются как средние значения горизонтали (дрожание) гистограммы.
- Задержка глаза - Среднее время между пересечениями глаза
Eye delay является средней точкой между двумя пересекающимися разами.
- Ширина глаза - Статистическое минимальное время между пересечениями глаза
Eye width является горизонтальным расстоянием между μ + 3σ левого времени пересечения и μ – 3σ правильного времени пересечения. μ является средним значением гистограммы дрожания, и σ является стандартным отклонением.
- Горизонтальное Открытие - Время между пороговыми точками BER
horizontal opening является расстоянием между двумя точками, которые соответствуют свойству BERThreshold. Например, для 10–12 BER, эти две точки соответствуют 7σ расстояние с каждого раза пересечения.
- Время нарастания - Время к переходу от низко до высоко
Rise time является средним временем между невысоким и высотным зданием / осенние пороги, заданные в глазковой диаграмме. Пороги по умолчанию составляют 10% и 90% амплитуды глаза.
- Время спада - Время к переходу от высоко до низко
Fall time является средним временем между высокими и низкими порогами повышения/падения, заданными в глазковой диаграмме. Пороги по умолчанию составляют 10% и 90% амплитуды глаза.
- Детерминированное Дрожание - Детерминированное отклонение от идеальной синхронизации сигнала
Дрожание является отклонением события синхронизации сигнала от его намеченного (идеального) вхождения вовремя [2]. Дрожание может быть представлено моделью двойного Дирака. Модель двойного Дирака принимает, что дрожание имеет два компонента: deterministic jitter (DJ) и random jitter (RJ).
DJ является расстоянием между двумя peaks гистограмм двойного Дирака. Функция плотности вероятности (PDF) DJ состоит из двух функций дельты.
- Случайное Дрожание - Случайное отклонение от идеальной синхронизации сигнала
RJ является Гауссовым неограниченным компонентом дрожания. Случайный компонент дрожания моделируется как нулевая средняя Гауссова случайная переменная с заданным стандартным отклонением σ. RJ вычисляется как:
где
BER является заданным порогом BER. ρ является амплитудой левой и правой функции Дирака, которая определяется из количества интервалов гистограмм дрожания.
- Общее Дрожание - Отклонение от идеальной синхронизации сигнала
Total jitter (TJ) является суммой детерминированного и случайного дрожания, такого что TJ = DJ + RJ.
Общее дрожание PDF является сверткой PDF DJ и PDF RJ.
- Дрожание RMS - Стандартное отклонение дрожания
RMS jitter является стандартным отклонением дрожания, вычисленного в горизонтали (дрожание) гистограмма на контуре решения.
- Дрожание от пика к пику - Расстояние между экстремальными точками данных гистограммы
Peak-to-peak jitter является максимальным горизонтальным расстоянием между левыми и правыми ненулевыми значениями в горизонтальной гистограмме каждого раза пересечения.
Просмотрите глазковую диаграмму
Отобразите глазковую диаграмму для отфильтрованного сигнала QPSK использование блока Eye Diagram.
Загрузите doc_eye_diagram_scope модель из командной строки MATLAB.
doc_eye_diagram_scope
Запустите модель и заметьте, что отображены два символа.
Откройте диалоговое окно параметров конфигурации. Измените параметр Symbols per trace в 4. Запустите симуляцию и заметьте, что отображены четыре символа.
Попытайтесь изменить параметры Raised Cosine Transmit Filter или изменить дополнительные параметры Eye Diagram, чтобы видеть их эффекты на глазковой диаграмме.
Графики гистограммы
Отобразите графики гистограммы шумного сигнала GMSK.
Загрузите doc_eye_diagram_gmsk модель из командной строки MATLAB.
doc_eye_diagram_gmsk
Запустите модель. Глазковая диаграмма сконфигурирована, чтобы показать гистограмму без интерполяции.
Отсутствие интерполяции приводит к графику, имеющему кусочно-непрерывное поведение.
Откройте вкладку 2D Histogram диалогового окна Configuration Properties. Установите Oversampling method на Input interpolation. Запустите модель.
Интерполяция сглаживает глазковую диаграмму.
На блоке AWGN Channel измените SNR (dB) от 25 к 10. Запустите модель.
Заметьте, что вертикальное чередование присутствует в глазковой диаграмме. Это чередование является результатом входной интерполяции, которая ограничила точность в условиях низкого ОСШ.
Установите Oversampling method на Histogram interpolation. Запустите модель.
График глазковой диаграммы теперь представляет точно, потому что метод интерполяции гистограммы работает на все значения ОСШ. Этот метод не с такой скоростью, как другие методы и заканчивается в увеличенное время выполнения.