就一句话:眼图代表信号波形好不好。
所谓好不好,就是波形的形状是否整齐。本来该是方波的,变成锯齿波了,数据传输自然会有错误。
眼图,用在哪里?
高速信号线,都需要通过眼图判断信号质量好不好。现在的智能硬件产品和物联网产品,主频越来越高、数据传输越来越快,高速信号的硬件设计,很考验工程师水平!
如MIPI、HDMI、USB、SATA等,手机上用的、电脑上用的,只要是高速信号,都需要。
以电脑的SATA线为例,2对线路,能传6Gbps的数据。信号电压低、速度快、易被干扰、线路带来的影响大。
能否满足信号质量要求,直接决定了传输距离和传输速度能否达标。
眼图,是怎么来的?
眼图=波形的叠加。
用示波器量出来的波形,是高高低低的方波。把这些波形拆开,逐个叠加在一起,叠加上万个波形,就能够对比出来波形是否一致。
如果几万个波形样子都差不多,眼图看起来形状就很规则,说明信号很稳定。
如果波形有些好有些不好,眼图看起来就很杂乱,说明信号不够稳定。
让信号变差的因素
如图,发射机的噪声、线路阻抗和串扰、接收匹配等,都会影响到信号质量。
动辄几个GHz的高速信号,早已进入了射频的频段,需要当作射频线来设计。不能像I2C Spi这样的低速信号只考虑电性能。
从眼图中,如何分析问题?
- 眼高
眼高与眼幅度之间的差值越小,表示信号质量越好,说明过冲,振铃,抖动对信号影响比较小,信号质量高。
- 眼宽
眼宽,主要由信号频率决定,理论上眼宽为1/2f,f为信号频率。但由于上升沿时间及过冲,振铃,抖动等的影响,导致实际测量眼宽小于1/2f。
- 眼幅度
简单几招,解决实际问题。无需公式!
其实实际硬件开发中,不需要记录这么多参数和公式,只需要记得以下几点即可:
- 查找干扰源,保护信号线
- 测量线路阻抗,修改PCB线路
线路该走多宽、间距多少、精度如何,如果PCB板厂做的不好,眼图也不够圆滑。
- 提升信号线驱动能力
但是副作用是,信号线自身发出的干扰就会更大,可能导致产品EMC测试不过。
来源:燚智能