Анализ глазковой диаграммы
В цифровой связи глазковая диаграмма обеспечивает визуальную индикацию относительно как шумовая производительность системы удара силы.
Используйте блок Eye Diagram Scope, чтобы исследовать глазковую диаграмму для сигналов.
Можно получить следующие измерения на глазковой диаграмме:
Амплитудные измерения
Амплитуда глаза
Амплитуда пересечения глаза
Процент пересечения глаза
Высота глаза
Уровень глаз
ОСШ глаза
Добротность
Вертикальное открытие глаза
Измерения времени
Детерминированное дрожание
Время пересечения глаза
Задержка глаза
Время спада глаза
Время нарастания глаза
Ширина глаза
Горизонтальное открытие глаза
Дрожание от пика к пику
Случайное дрожание
Дрожание RMS
Общее дрожание
Измерения принимают, что объект глазковой диаграммы имеет допустимые данные. Допустимая глазковая диаграмма имеет две отличных точки пересечения глаза и два отличных уровня глаз.
Детерминированное дрожание, горизонтальное открытие глаза, добротность, случайное дрожание и вертикальный глаз вводные измерения используют алгоритм двойного Дирака. Дрожание является отклонением события синхронизации сигнала от его намеченного (идеального) вхождения вовремя [1]. Дрожание может быть представлено моделью двойного Дирака. Модель двойного Дирака принимает, что дрожание имеет два компонента: детерминированное дрожание (DJ) и случайное дрожание (RJ). PDF DJ включает две функции дельты, один в μL и один в μR. PDF RJ принята, чтобы быть Гауссовой с нулевым средним значением и отклонением σ.
PDF Общего дрожания (TJ) является сверткой этих двух PDFs, которая состоит из двух Кривых Гаусса с отклонением σ и средние значения μL и μR.
Модель двойного Дирака описана в [5] более подробно. Амплитуда двух функций Дирака не может быть тем же самым. В таком случае анализировать метод оценивает эти амплитуды, ρL и ρR.
Амплитудные измерения
Можно использовать вертикальную гистограмму, чтобы получить множество амплитудных измерений. Для комплексных сигналов измерения сделаны и на синфазном и на квадратурные компоненты, если в противном случае не задано.
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.
Амплитуда глаза (EyeAmplitude)
Амплитуда глаза, измеренная в Амплитудных модулях (AU), задана как расстояние между двумя соседними уровнями глаз. Для сигнала NRZ существует только два уровня: высокий уровень (уровень 1 на рисунке) и низкий уровень (уровень 0 на рисунке). Амплитуда глаза является различием этих двух значений.
Амплитуда пересечения глаза (EyeCrossingLevel)
Амплитуды пересечения глаза являются амплитудными уровнями, на которых пересечения глаза происходят, измеренные в Амплитудных модулях (AU). Анализировать метод вычисляет это значение с помощью среднего значения вертикальной гистограммы в пересекающиеся времена [3].
Следующий рисунок показывает вертикальную гистограмму в первый раз пересечения глаза.
Процент пересечения глаза (EyeOpeningVer)
Процент Пересечения глаза является местоположением уровней пересечения глаза как процент амплитуды глаза.
Высота глаза (EyeHeight)
Высота глаза, измеренная в Амплитудных модулях (AU), задана как 3σ расстояние между двумя соседними уровнями глаз.
Для сигнала NRZ существует только два уровня: высокий уровень (уровень 1 на рисунке) и низкий уровень (уровень 0 на рисунке). Высота глаза является различием двух 3σ точки. 3σ точка задана как точка, которая является тремя значениями стандартных отклонений от среднего PDF.
Уровень глаз (расположенный на уровне глаз),
Уровень глаз является амплитудным уровнем, используемым, чтобы представлять биты данных, измеренные в Амплитудных модулях (AU).
Для идеального сигнала NRZ существует два уровня глаз: +A и –A. Анализировать метод вычисляет уровни глаз путем оценки среднего значения вертикальной гистограммы в окне вокруг EyeDelay, который является также 50%-й точкой между временами пересечения глаза [3]. Ширина этого окна определяется свойством EyeLevelBoundary объекта настройки измерения глаза.
Анализировать метод вычисляет среднее значение всех вертикальных гистограмм в контурах уровня глаз. Средние вертикальные гистограммы показывают два отличных PDFs, один для каждого уровня глаз.
ОСШ глаза (EyeSNR)
Отношение сигнал-шум глаза задано как отношение амплитуды глаза к сумме стандартных отклонений этих двух уровней глаз. Это может быть описано как:
ОСШ =
где L 1 и L 0 представляет уровень глаз 1 и 0, соответственно, и σ1 и σ2 являются стандартным отклонением уровня глаз 1 и 0, соответственно.
Для сигнала NRZ уровень глаз 1 соответствует высокому уровню, и уровень глаз 0 соответствует низкому уровню.
Добротность (QualityFactor)
Анализировать метод вычисляет Добротность тот же путь как ОСШ глаза. Однако вместо того, чтобы использовать значения среднего и стандартного отклонения вертикальной гистограммы для L1 и σ1, анализировать метод использует оцененное использование значений среднего и стандартного отклонения метода двойного Дирака. Для большего количества детали смотрите раздел двойного Дирака в [2].
Вертикальный глаз, открывающий (EyeOpeningVer)
Вертикальное Открытие Глаза задано как вертикальное расстояние между двумя точками на вертикальной гистограмме в EyeDelay, который соответствует значению BER, заданному свойством BERThreshold объекта настройки измерения глаза. Анализировать метод вычисляет это измерение, учитывающее случайные и детерминированные компоненты с помощью модели [5] двойного Дирака (см. Двойной Раздел Дирака). Типичное значение BER для глаза вводные измерения равняется 10-12, который приблизительно соответствует 7σ точка, принимающая Распределение Гаусса.
Измерения времени
Можно использовать горизонтальную гистограмму глазковой диаграммы, чтобы получить разнообразие синхронизации измерений.
Примечание
Для измерений времени по крайней мере один интервал на горизонтальную гистограмму должен достигнуть 10 хитов, прежде чем измерения будут проведены.
Детерминированное дрожание (JitterDeterministic)
Детерминированное Дрожание является детерминированным компонентом дрожания. Вы вычисляете его с помощью среднего значения хвоста, которое оценивается с помощью метода двойного Дирака можно следующим образом [5]:
ДИ-ДЖЕЙ = μL — μR
где μL и μR являются средними значениями, возвращенными алгоритмом двойного Дирака.
Время пересечения глаза (EyeCrossingTime)
Времена пересечения глаза вычисляются как среднее значение горизонтальной гистограммы для каждой точки пересечения вокруг ссылочного амплитудного уровня. Это значение измеряется в секундах. Среднее значение всего горизонтального PDFs вычисляется в области, заданной свойством CrossingBandWith объекта настройки измерения глаза.
Область от-Atotal* BW к +Atotal* BW, где общее количество A является общей амплитудной областью значений глазковой диаграммы (т.е. общее количество A = A макс. — min A), и BW является пересекающейся шириной полосы.
Поскольку этот пример принимает два символа на трассировку, средняя PDF в этой области указывают, что существует две точки пересечения.
Примечание
Когда глаз, пересекающий измерение времени, находится в пределах [-0.5/Fs, 0), интервал секунд, измерение времени переносится в конец глазковой диаграммы, i.e., измерение переносится 2*Ts секунды (где Ts 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 свойстве MeasurementDelay объекта глазковой диаграммы. Эта дополнительная задержка меняет местоположение глаза в аппроксимированном центре осциллографа.
Задержка глаза (EyeDelay)
Задержка глаза является расстоянием от средней точки глаза к источнику времени, измеренному в секундах. Анализировать метод вычисляет это расстояние с помощью пересекающегося времени. Для симметричного сигнала EyeDelay является также лучшей точкой выборки.
Время спада глаза (EyeFallTime)
Время спада глаза является средним временем между высокими и низкими пороговыми значениями, заданными свойством AmplitudeThreshold объекта настройки измерения глаза. Время спада вычисляется от 10% до 90% амплитуды глаза.
Время нарастания глаза (EyeRiseTime)
Время нарастания глаза является средним временем между низкими и высокими пороговыми значениями, заданными свойством AmplitudeThreshold объекта настройки измерения глаза. Время нарастания вычисляется от 10% до 90% амплитуды глаза.
Ширина глаза (EyeWidth)
Ширина глаза является горизонтальным расстоянием между двумя точками, которые являются тремя стандартными отклонениями (3σ) со средних времен пересечения глаза к центру глаза. Значение для измерений Ширины Глаза является секундами.
Горизонтальный глаз, открывающий (EyeOpeningHor)
Горизонтальное Открытие Глаза является горизонтальным расстоянием между двумя точками на горизонтальной гистограмме, которые соответствуют the BER значению, заданному свойством BERThreshold объекта настройки измерения глаза. Измерение, берут в амплитудном значении, заданном ReferenceAmplitude свойство измерения глаза устанавливает объект. Это вычисляется, учитывая случайные и детерминированные компоненты с помощью модели [5] двойного Дирака (см. Двойной Раздел Дирака).
Типичное значение BER для глаза вводные измерения равняется 10-12, который приблизительно соответствует 7σ точка, принимающая Распределение Гаусса.
Дрожание от пика к пику (JitterP2P)
Дрожание от пика к пику является различием между экстремальными точками данных гистограммы.
Случайное дрожание (JitterRandom)
Случайное Дрожание задано как Гауссов неограниченный компонент дрожания. Анализировать метод вычисляет, он с помощью стандартного отклонения хвоста оценил использование метода двойного Дирака можно следующим образом [5]:
RJ = (Q L + Q R) * σ
где
и
BER является отношением битовой ошибки, в котором вычисляется случайное дрожание. Это задано со свойством BERThreshold объекта настройки измерения глаза.
Дрожание RMS (JitterRMS)
Дрожание RMS является стандартным отклонением дрожания, вычисленного от горизонтальной гистограммы.
Общее дрожание (JitterTotal)
Общее Дрожание является суммой случайного дрожания и детерминированного дрожания [5].
Ссылки
[1] Нельсон Оу, и др., Модели для Проекта и Теста Gbps-Speed Serial Interconnects,IEEE Design & Test Компьютеров, стр 302-313, июль-август 2004.
[2] HP E4543A Q Factor и Eye Contours Application Software, Инструкция по эксплуатации, http://agilent.com
[3] Agilent 71501D Анализ Глазковой диаграммы, Руководство пользователя, http://www.agilent.com
[4] 4] Гай Фостер, резюме измерения: исследуя производящий гистограммы дрожания осциллографа, Белую книгу, SyntheSys Research, Inc., июль 2005.
[5] Анализ дрожания: Модель двойного Дирака, RJ/DJ, и Q-шкала, Белая книга, Agilent Technologies, декабрь 2004, http://www.agilent.com