眼图的产生原理和它的应用

眼图的产生原理和它的应用

什么是眼图

眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法。它可以帮助工程师分析和诊断数字通信系统中的时域和频域问题，通过观察眼图的形态变化，可以推断出信号的质量和稳定性。

眼图的产生原理

眼图的产生原理涉及到信号的采样和时钟恢复。在数字通信系统中，时钟恢复是非常重要的步骤，它用于恢复出正确定时的时钟信号，使得接收者能够正确解读数字信号。

眼图是通过对连续时间波形进行采样，并在特定时间点上对所有波形进行重叠显示而生成的。在采样过程中，通常选择位于眼睛中间的点，并将其表示为眼图的中心。每个采样点处的波形称为一个“眼”，因此眼图实际上是一系列不同的“眼”形成的。

眼图的应用

眼图在数字通信系统中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：

1.数字信号质量分析：通过观察眼图的形态，可以判断信号的时钟抖

动、噪声干扰和失真情况。例如，如果眼图出现闭合不完整或扭曲的情况，说明信号存在时钟抖动或失真现象，需要进一步分析和调整。

2.高速传输系统的优化：在高速数字通信系统中，眼图可以帮助工程

师识别和调整时钟恢复电路、等化器和时钟恢复算法等关键部件，以最大限度地提高系统的传输性能和可靠性。

3.误码率测试：通过对眼图的分析，可以计算得到误码率等重要的数

字指标。工程师可以根据误码率来评估和改进数字信号的质量，提高系统的可靠性和性能。

4.通信系统设计和故障分析：在通信系统的设计阶段，眼图可以帮助

工程师评估各种设计方案的性能，并选择最佳解决方案。在故障分析中，眼图可以提供有价值的线索，以快速定位和解决问题。

总之，眼图作为一种直观、可视化的分析工具，在数字通信系统的设计、优化和故障排查中发挥着重要作用。

结论

眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法，通过对连续时间波形进行采样和重叠显示，可以直观地分析信号的质量和稳定性。眼图在数字通信系统中具有广泛的应用，包括信号质量分析、高速传输系统的优化、误码率测试以及通信系统设计和故障分析等。随着通信技术的不断发展，眼图在数字通信领域的应用也将进一步扩展和深入。

通信原理中眼图的应用

通信原理中眼图的应用 什么是眼图 眼图是通信原理中用于评估和分析数字信号质量的重要工具。它通过对数字信号的采样和显示，以一种直观的方式展示信号的稳定性和失真情况。眼图通常用于分析和判断数字通信系统的性能，并对其中的问题进行诊断和调试。 眼图的生成过程 1.信号采样：在生成眼图之前，需要对数字信号进行采样。采样过程 中，根据信号的时钟信号来确定采样时机，通常使用快速采样仪来进行高速、精确的采样。 2.信号显示：采样后的信号会通过一个显示设备进行展示。在传统的 眼图中，信号通常会被划分为许多由采样点组成的窗口，然后通过展示这些窗口来形成眼图。现代的眼图仪器一般都具备高分辨率的显示屏，可以直接以高质量的图像形式呈现眼图。 3.眼图优化：在生成眼图之后，可能需要对眼图进行一定的优化。例 如，可以通过调整采样时机、增加采样点数等方式来改善眼图的质量。这样可以更清晰地观察到眼图中的细节，有助于对信号质量进行更准确的评估。 眼图的应用 眼图作为一种直观的信号展示方式，在通信原理中具有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用场景： 1. 信号质量评估 眼图可以直观地显示信号的稳定性和失真情况。通过对眼图的观察可以判断信号是否存在幅度失真、时钟抖动、时序偏移等问题，评估信号的质量是否符合预期要求。这对于设计和优化数字通信系统至关重要。 2. 噪声分析 眼图可以帮助分析信号受到的噪声干扰情况。通过观察眼图的展开，可以判断信号在传输过程中受到的各种噪声的影响程度，进而进行噪声的分析和统计。这对于优化传输链路、提高传输性能非常有帮助。

3. 时钟同步评估 眼图中的时钟信号是通过采样时机生成的，所以眼图展示的时钟信息非常直观和准确。通过眼图可以观察时钟信号的稳定性和抖动情况，进而评估时钟同步的精度和可靠性。对于需要精确时序的通信系统，这是一个非常有用的工具。 4. 相位偏差分析 眼图中的时钟信息还可以用于分析信号的相位偏移情况。通过观察眼图中的相位偏移，可以评估信号传输中的相位稳定性和补偿需求。这对于设计和调试相干通信系统尤为重要。 5. 信号间干扰检测 在复杂的通信系统中，信号间可能存在干扰。通过观察眼图，可以清晰地发现信号间的干扰现象。这对于干扰源的定位和排除非常有帮助。 总结 眼图作为通信原理中的重要工具，主要用于评估和分析数字信号的质量。通过对眼图的展示和分析，可以判断信号的稳定性、失真情况、噪声干扰、时钟同步、相位偏移以及信号间干扰等问题。在设计、优化和调试通信系统中，眼图具有重要的应用价值。

眼图实验报告的数据

实验五眼图 一、实验目的： 1、理解受限信道上的数据传输率； 2、观察眼图，分析不同参数设置对眼图的影响。 二、实验原理 当一个信号通过一个受限的信道时，它的波形将发生变化。如图5-1所示，当数据传输率提高时，波形的失真也增大，甚至使得数据不能传输。 图5-1 受限信道中的波形的前后变化 眼图通常用于实时观察一个数字数据序列，它能够表达出很多有关传输质量的信息，而做这些仅一个常用的示波器和一位时钟序列就可以了。通过观察眼图，可以测量出传输的质量及接收到的数据中发生错误的可能性。其原理图如图5-2所示： 图5-2 眼图产生的原理 一个典型的眼图通常是用来显示传输在一个受限信道上的二进制序列，而这个受限的信道是忽略了噪音的。如图5-3所示： 图5-3眼图

三、实验设备 1、主机TIMS-301F 2、TIMS基本插入模块 （1）TIMS-153序列产生器（Sequence generator） （2）TIMS-148音频振荡器（Audio Oscillator） （3）TIMS-153 可调低通滤波器（Tuneable LPF） 3、计算机 4、PICO虚拟设备 四、实验步骤： 1、将TIMS系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、序列产生器（Sequence generator）、可调低通滤波器（Tuneable LPF）三个模块按图5-4连接。 2、PICO软件的设置：打开PICO软件，设置眼图参数。在“Settings”菜单中选择“Options”选项，如下图所示： 在弹出的窗口菜单中，在“Sco pe options”里的“Data to display”项选择“Accumulate”。如下图所示：

信号完整性分析基础系列之一——眼图测量

信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量（上） 汪进进美国力科公司深圳代表处 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完 整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图 是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老 板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地 专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码

眼图的定义与测量方法

眼图的测量 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完 整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图 是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老 板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地 专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能

眼图实验报告

眼图实验报告 眼图实验报告 引言： 眼图是一种常用的电信测量工具，用于分析数字信号的质量和稳定性。通过观察信号在示波器屏幕上的显示，我们可以获得信号的波形、噪声和时钟抖动等信息。本实验旨在通过眼图分析方法，对数字信号进行测量和评估。 一、实验目的 本实验的主要目的是通过眼图实验，了解数字信号的质量和稳定性，并掌握使用眼图进行信号分析的方法。 二、实验原理 眼图是一种通过示波器观察信号波形的方法。在示波器屏幕上，我们可以看到一系列的“眼睛”，每个“眼睛”代表了一个数据位。通过观察这些“眼睛”的开闭程度和位置，我们可以判断信号的质量和稳定性。 在眼图中，水平轴代表时间，垂直轴代表信号的电压。每个“眼睛”由上下两条边界线和中间的开放区域组成。边界线的位置和开放区域的大小反映了信号的噪声和时钟抖动情况。边界线越平整，开放区域越大，表示信号质量越好；反之，表示信号质量较差。 三、实验步骤 1. 连接示波器和信号源：将信号源的输出与示波器的输入相连。 2. 设置示波器参数：根据实际情况，设置示波器的触发模式、时间基准和垂直尺度等参数。 3. 调整示波器触发：通过调整示波器的触发模式和触发电平，使信号能够稳定

地显示在示波器屏幕上。 4. 观察眼图：调整示波器的水平和垂直尺度，观察眼图的显示情况。注意观察 边界线的平整程度和开放区域的大小。 5. 分析眼图：根据眼图的显示结果，分析信号的质量和稳定性。可以通过观察 边界线的位置和开放区域的大小，判断信号是否存在噪声和时钟抖动。 6. 记录实验数据：将实验中观察到的眼图结果记录下来，以备后续分析和比较。 四、实验结果与分析 通过眼图实验，我们观察到了不同信号的眼图，并进行了分析。在实验中，我 们发现开放区域较大、边界线平整的眼图代表了较好的信号质量和稳定性，而 开放区域较小、边界线波动较大的眼图则表示信号质量较差。 实验中，我们还观察到了一些常见的眼图特征。例如，当信号存在噪声时，眼 图的开放区域会变小，边界线会变得不规则；当信号存在时钟抖动时，眼图的 边界线会出现波动。 五、实验总结 通过本次眼图实验，我们对数字信号的质量和稳定性有了更深入的了解。眼图 作为一种常用的电信测量工具，可以帮助我们评估信号的质量，分析信号的噪 声和时钟抖动等问题。 在实验中，我们学会了使用示波器观察眼图，并通过观察眼图的开放区域和边 界线，判断信号的质量和稳定性。通过实验结果的分析，我们可以进一步了解 信号的特点和问题，并采取相应的措施进行改进和优化。 总的来说，眼图实验是一种简单而有效的方法，可以帮助我们更好地了解数字 信号的特性。通过不断的实验和分析，我们可以提高对数字信号的认识，为实

光纤实验眼图.doc

光纤实验眼图 苏州大学电子信息学院实验报告光纤信道眼图观察实验者姓名：金麟琦合作者姓名：苏炳磊专业：信息工程班级：13信息学号：1328405006指导老师：高明义实验日期：.5.24目录一实验目的*二实验原理*三基本操作过程*四仪器与设备*五安全注意事项*六实验内容、数据记录与处理*七思考题*八结果与讨论*参考文献*一、实验目的1．了解眼图产生原理；2．用示波器观测扰码的光纤信道眼图。 二、实验原理本实验系统主要由两大部分组成：电端机部分、光信道部分。 电端机又分为电信号发射和电信号接收两子部分，光信道又可分为光发射端机、光纤、光接收端机三个子部分。 在本实验中，涉及的电发射部分有两个功能模块：8位的自编数据功能和扰码功能。 涉及的电接收部分就是收端均衡滤波器电路、时钟提取、再生、相应的解扰功能。 眼图观测的实验结构如下图所示：TP106光电电光光纤1310nmLD+单模数字序列光发射光接收TP201P112均衡滤波器图6.5.1CMI码光纤通信基本组成结构在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善传输系统性能。 我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是

在不同程度上存在码间串扰。 在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。 为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。 眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。 什么是眼图?所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元同步时钟作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。 干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。 6.5.2无失真及有失真时的波形及眼图(a)无码间串扰时波形；无码间串扰眼图(b)有码间串扰时波形；有码间串扰眼图在图6.5.2中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 图6.5.2中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。 眼图中央的垂直线表示取样时刻。 当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。 在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。 当波形有失真时，在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近，“眼睛”部分闭合。

眼图形成及其原理总结

- 1 眼图根本概念 1.1 眼图的形成原理 眼图是一系列数字信号在示波器上积累而显示的图形，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，表达了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，于是眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。此外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。 用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器普通测量的信号是一些位或者某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图那末反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征，如下列图所示： 图示波器中的信号与眼图 如果示波器的整个显示屏幕宽度为 100ns，那末表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下，得到了 100ns 下的波形资料。但是，对于一个系统而言，分析这么短的时间内的信号并不具有代表性，例如信号在每一百万位元会浮现一次突波〔Spike〕，但在这100ns 时间内，突波浮现的机率很小，因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能，这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想，如果可以以重复叠加的方式，将新的信号不断的参加显示屏幕中，但却仍然记录着前次的波形，只要积累时间够久，就可以形成眼图，从而可以了解到整个系统的性能，如串扰、噪声以及其他的一些参数，为整个系统性能的改善提供依据。 分析实际眼图，再结合理论，一个完整的眼图应该包含从〞到〞的所有状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，否那末有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成的眼图如下所示： 图眼图形成示意图 由上述的理论分析，结合示波器实际眼图的生成原理，可以知道普通在示波器上观测

眼图的产生原理和它的应用

眼图的产生原理和它的应用 什么是眼图 眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法。它可以帮助工程师分析和诊断数字通信系统中的时域和频域问题，通过观察眼图的形态变化，可以推断出信号的质量和稳定性。 眼图的产生原理 眼图的产生原理涉及到信号的采样和时钟恢复。在数字通信系统中，时钟恢复是非常重要的步骤，它用于恢复出正确定时的时钟信号，使得接收者能够正确解读数字信号。 眼图是通过对连续时间波形进行采样，并在特定时间点上对所有波形进行重叠显示而生成的。在采样过程中，通常选择位于眼睛中间的点，并将其表示为眼图的中心。每个采样点处的波形称为一个“眼”，因此眼图实际上是一系列不同的“眼”形成的。 眼图的应用 眼图在数字通信系统中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景： 1.数字信号质量分析：通过观察眼图的形态，可以判断信号的时钟抖 动、噪声干扰和失真情况。例如，如果眼图出现闭合不完整或扭曲的情况，说明信号存在时钟抖动或失真现象，需要进一步分析和调整。 2.高速传输系统的优化：在高速数字通信系统中，眼图可以帮助工程 师识别和调整时钟恢复电路、等化器和时钟恢复算法等关键部件，以最大限度地提高系统的传输性能和可靠性。 3.误码率测试：通过对眼图的分析，可以计算得到误码率等重要的数 字指标。工程师可以根据误码率来评估和改进数字信号的质量，提高系统的可靠性和性能。 4.通信系统设计和故障分析：在通信系统的设计阶段，眼图可以帮助 工程师评估各种设计方案的性能，并选择最佳解决方案。在故障分析中，眼图可以提供有价值的线索，以快速定位和解决问题。 总之，眼图作为一种直观、可视化的分析工具，在数字通信系统的设计、优化和故障排查中发挥着重要作用。

示波器生成眼图原理详解

2 眼图的生成方法探讨 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。示波器测量眼图中，经过前期的数据采集，其内存中可以获得完整的数据记录。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，此时时钟信号与数据信号在相位上是对齐的。通过恢复时钟的触发，把数据流中捕获的多个1 UI(单位间隔，相当于一个时钟周期)的信号重叠起来，也即将每个比特的数据波形重叠，最后得到眼图。 力科公司提供的示波器资料中，描述了目前用到的两种眼图的测量方法，即传统眼图测量方法与现代眼图测量方法，详细介绍如下： 2.1 传统眼图测量方法 示波器中传统的眼图测量方法就是同步触发一次，叠加一次，然后再触发再叠加。每触发一次，眼图上增加一个UI，每个UI 的数据是相对于触发点排列的，因此是“Single-Bit Eye”，其形成过程如下图所示： 图传统眼图形成方法 传统的同步触发原理，也就是说如何使每个UI 的数据相对于触发点对齐排列，有两种方法，如下：

(1) 在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟，将此时钟作为示波器的触发源，且时钟的边沿作为触发的条件。来一个时钟边沿则触发一次，从而使每个UI 的数据相对于触发排列，实现同步触发。 (2) 一般传输的串行数据信号中混合数据信号与时钟信号，将待测的串行信号同时输入到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道，硬件CDR 恢复出串行数据里内嵌的时钟，以恢复出的时钟信号作为示波器的触发源，利用时钟边沿实现触发，从而使每个UI 的数据相对于触发排列，实现同步触发。用传统的眼图测量方法，我们可以得到整个系统的眼图，从而可以评估系统的性能。 但是，对于现代系统的评估而言，它还存在如下的缺陷： (1) 效率比较低。如果需要测量高速信号，则需要测量大量的数据，如1 百万个UI 的眼图，触发时间花费较长。 (2) 器件触发抖动影响。由于每次触发只能叠加一个UI，形成1 百万个UI 的眼图就需要触发1 百万次，这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。 对于高速信号来说，这种抖动是不可忽略的。 (3)CDR 抖动的影响。传统的眼图测量方法利用硬件CDR 原理，但是这种同步方法引入了硬件CDR 抖动，对眼图测量误差较大。 (4)硬件CDR 只能侦测连续串行信号才能正常工作，如果被测信号不是连续的，譬如两段连续比特位之间有一段低电平，硬件CDR 就不能恢复出正确的时钟。因此，传统测量方法的工作原理决定了它不能对间歇性的串行信号做眼图。 (5) 由于传统的方法需要及时的时钟信号才会正常的工作，对于保存的波形数据等，由于没有办法恢复时钟信号，也就不能在这些保存的数据的基础上形成眼图。还有，不能对运算后的波形做眼图，这限制了应用范围。 2.2现代眼图测量方法 考虑到传统眼图测量方法的缺陷，我们这里详细阐述现代眼图的测量方法。现代眼图测量方法主要利用软件来实现，首先捕获一组连续比特位的信号，然后用软件PLL方法（软件算法）恢复出时钟，最后利用恢复出的时钟和捕获到的信号按比特位切割，切割一次，叠加一次，最终将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加在一起，这样就形成了眼图，以下是其形成方法的示意图。

通信原理眼图的应用

通信原理眼图的应用 介绍 通信原理眼图是一种在通信系统中广泛应用的工具，用于观察和分析信号的时 域波形和功率谱特征。眼图通过展示信号的波形和特征，帮助工程师快速定位和解决通信问题。本文将介绍通信原理眼图的概念、原理以及在通信系统中的应用。 眼图的定义 通信原理眼图是一种在数字通信中用于分析和检测信号质量的工具。它是通过 多次重叠显示同一信号的波形来形成的。眼图主要用于检测信号的噪声、失真、时钟抖动和滞后等问题。 眼图的原理 通信原理眼图的原理基于采样和观察连续时间信号的离散表示。通过连续采样 信号，并将其显示在示波器的屏幕上，可以形成眼图。 眼图的基本原理是将连续时间信号的波形重叠显示，形成多个周期重叠的图案。这样可以观察到信号的周期性、幅度和时钟信号的同步性。如果信号存在失真或噪声，可以通过眼图来分析并定位问题所在。 眼图的应用 通信原理眼图在通信系统中有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景： 1.检测信道质量：眼图可以用于检测信道的品质和稳定性。通过观察 眼图的开放度和噪声水平，可以判断信道是否存在丢包、干扰或多径衰落等问题。 2.优化时钟信号：眼图可以用于优化时钟信号的同步性和稳定性。通 过观察眼图的周期性和同步性，可以调整时钟信号的参数，提高系统的时钟精度和抗干扰能力。 3.分析时钟抖动和滞后：眼图可以用于分析时钟抖动和滞后问题。通 过观察眼图的周期性和形态变化，可以判断时钟信号是否存在抖动或滞后，从而调整和优化系统中的时钟同步机制。 4.检测信号失真：眼图可以用于检测信号失真问题。通过观察眼图的 波形变形和畸变程度，可以判断信号是否存在失真，从而采取相应的措施进行调整和修复。

眼图测量基础知识

—“眼图就是象眼睛一样形状的图形。” 眼图是用余晖方式积累叠加显示收集到的串行信号的比特位的结果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。眼图上通常显示的是的时刻窗口。眼睛的形状各类各样，眼图的形状也各类各样。通过眼图的形状特点能够快速地判断信号的质量。图六的眼图有“双眼皮”，可判断出信号可能有串扰或预（去）加重。图七的眼图“眼睛里布满血丝”，这表明信号质量太差，可能是测试方式有错误，也可能是PCB布线有明显错误。图八的眼图超级漂亮，这可能是用采样示波器测量的眼图。 图五眼图概念 图六“双眼皮”眼图

由于眼图是用一张图形就完整地表征了串行信号的比特位信息，所以成了衡量信号质量的最重要工具，眼图测量有时侯就叫“信号质量测试（Signal Quality Test,SQ Test）”。另外，眼图测量的结果是合格仍是不合格，其判断依据一般是相对于“模板（Mask）”而言的。模板规定了串行信号“1”电平的容限，“0”电平的容限，上升时刻、下降时刻的容限。所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试（Mask Test）”。模板的形状也各类各样，通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部份所示。在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的，所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。若是用发送端的模板来作为接收端眼图模板，可能会一直碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号，不是NRZ码形，其模板比较特别。 当有比特位碰着模板时，咱们就以为信号质量不好，需要调试电路。有的产品要求100%不能碰模板，有的产品是允许碰模板的次数在必然的概率之内。（有趣的是，眼图85%通过模板的产品，功能测试往往是没有问题的，譬如我在用的电脑网口老是测试不能通过，但我上网一直没有问题。这让很多公司感觉不用买示波器做信号完整性测试以一样能够做出好产品来，至于山寨版的，更不会去买示波器测眼图了。）示波器中有测量参数可自动统计出碰着模板的次数。另外，按照“侵犯”模板的位置就可以明白信号的哪方面有问题从而指导调试。如图九表明信号的问题主如果下降沿太缓，图十表明1电平和0电平有“塌陷”，可能是ISI问题致使的。 图七“眼睛布满血丝”的眼图

实验2 眼图观察测量实验

班级通信1403 学号 201409732 姓名裴振启指导教师邵军花日期 实验2 眼图观察测量实验 一、实验目的 学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。 二、实验仪器 1. 眼图观察电路 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．PSK调制模块，位号A 4．噪声模块，位号B 5．PSK解调模块，位号C 6．复接/解复接、同步技术模块，位号：I 7．20M双踪示波器1台 三、实验原理 在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。 在图2-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 图2-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1 或-1。当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。 眼图 图2-1 无失真及有失真时的波形及眼图 (a)无码间串扰时波形；无码间串扰眼图 (b)有码间串扰时波形；有码间串扰眼图

通信工程实验教学中心通信系统原理实验报告 在图2-2中给出从示波器上观察到的比较理想状态下的眼图照片。本实验主要是完成PSK 解调输出基带信号的眼图观测实验。 (a) 二进制系统 (b) 随机数据输入后的二进制系统图2-2 实验室理想状态下的眼图 四、各测量点和可调元件作用底板右边“眼图观察电路” W06：接收滤波器特性调整电位器。 P16：眼图观察信号输入点。 P17：接收滤波器输出升余弦波形测试点（眼图观察测量点）。 五、实验步骤 1．插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“ PSK调制模块” 、“噪声模块”、“PSK解调模块”，插到底板“G、A、B、C”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。 2．BPSK信号线连接： 用专用导线将4P01、37P01；37P02、3P01；3P02、38P01；38P02、P16连接（底板右边“眼图观察电路”）。 注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。 3．加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 4．跳线开关设置： “PSK调制模块”跳线开关37K02的1-2、3-4相连。“时钟与基带数据发生模块”的拨码器4SW02：设置为“00001“，4P01产生32Kb/s的 15位m序列输出。 5．无噪声眼图波形观察： （1）噪声模块调节：调节3W01，将3TP01噪声电平调为0； （2）调节3W02，调整3P02信号幅度为4V。 （3）调整好PSK调制解调电路状态，即37P01与38P02波形一致（可以反相），若不一致，可调整38W01电位器。 （4）调整接收滤波器H r(w) （这里可视为整个信道传输滤波器H(w) ）的特性，使之构成一个等效的理想低通滤波器。

眼图观察测量实验

实验12 眼图观察测量实验 一、实验目的 1.学会观察眼图及其分析方法，调整传输滤波器特性。 二、实验仪器 1. 眼图观察电路（底板右下侧） 2． 时钟与基带数据发生模块，位号：G 3． 噪声模块，位号E 4． 100M双踪示波器1台 三、实验原理 在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。 我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。 眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。 什么是眼图 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。 在图12-1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 图12-1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线表示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。当波形有失真时，“眼睛”部分闭合，取样时刻信号取值就分布在小于+1或大于-1附近。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就表明失真的严重程度。 为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图12-2的形状。 由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感； (3)在取样

使用matlab绘制眼图

使用matlab绘制眼图LT

弦频谱特性()H ω时是适宜的。 (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥ ⎣⎦⎪ ⎪-⎪ =≤≤ ⎨⎪⎪+>⎪ ⎪⎩ (3-5) 这里α称为滚降系数，01α≤≤。 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos() ()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - (3-6) 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+，这同样是在抽样值无失真条件下，所能达到的最高频率利用率。换言之，若输入码元速率'1/s s R T >，则该基带 传输系统输出码元会产生码间干扰。 2、眼图 所谓眼图就是将接收滤波器输出的，未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。眼图反映了系统的最佳抽样时间，定时的灵敏度，噪音容限，信号幅度的畸变范围以及判决门限电平，因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。

图3-3 眼图示意图 三、仿真程序设计 1、程序框架 双极性NRZ码元序列产生 升余弦滚降 系统 NRZ码元序列 抽样 画眼图NRZ(n) 图3-4 程序框架 首先，产生M进制双极性NRZ码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该NRZ码元序列进行抽样，再将抽样序列送到升余弦滚降系统，最后画出输出码元序列眼图。 2、参数设置 该仿真程序应具备一定的通用性，即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统，并观察输出眼图情况。因此，对于NRZ码元进制M、码元序列长度Num、码元速率Rs，采样频率Fs、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts、滚降系数alpha、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num等均应可以进行合理设置。 3、实验内容 根据现场实验题目内容，设置仿真程序参数，编写仿真程序，仿真波形，并进行分析给出结论。 不同进制的码元序列经过不同带宽的升余