電路板眼圖

1. 分別簡述波形圖,眼圖,星座圖的作用,即它們分別從什麼角度描述了信號的什麼特徵

數字通信領域中，經常將數字信號在復平面上表示，以直觀的表示信號以及信號之間的關系。這種圖示就是星座圖。數字信號之所以能夠用復平面上的點表示，是因為數字信號本身有著復數的表達形式。雖然信號一般都需要調制到較高頻率的載波上傳輸，但是最終的檢測依然是在基帶上進行。因此已經調制的帶通數字信號s(t)可以用其等效低通形式表示。一般來說，等效低通信號是復數，即

帶通信號s(t)可以通過將乘上載波再取實部得到：

因此的實部x(t)可以被看作是對餘弦信號的幅度調制，的虛部 y(t) 可以被看作是對正弦信號的幅度調制。 與 正交，因此x(t)和y(t)是s(t)上相互正交的分量。通常又將前者稱作同相分量（In-phase component），後者稱為正交分量（Quadrature component）。

PS:

載波是指被調制以傳輸信號的波形，一般為正弦波。一般要求正弦載波的頻率遠遠高於調制信號的帶寬，否則會發生混疊，使傳輸信號失真。

引用「 星座圖，要先從I,Q調制說起，而I,Q調制還得從QAM調制說起。QAM是正交幅度調制，就是說一個信號源出來的一個信號，分成兩路，分別與正交的兩個信號相乘，實現起來可以是，其中一路信號和一函數相乘，另一路信號和次函數的正交(相位移90度)相乘。之後相加，輸出。而已上與函數或者函數相移90度之後的信道分別稱為I調制和Q調制。

星座圖，就是說一個坐標，如高中的單位圓，橫坐標是I，縱坐標是Q，相應於投影到I軸的，叫同相分量，同理投影到Q軸的叫正交分量。由於信號幅度有差別，那麼就有可能落在單位圓之內。具體地說，64QAM，符號有64個，等於2的6次方，因此每個符號需要6個二進制來代表才夠用。這64個符號就落在單位圓內，根據幅度和相位的不同落的地方也不同。從其中一個點跳到另一個點，就意味著相位調制和幅度調制同時完成了。」

眼圖：示波器屏幕上所顯示的數字通信符號,由許多波形部分重疊形成，其形狀類似「眼」的圖形。「眼」大表示系統傳輸特性好；「眼」小表示系統中存在符號間干擾。「在實際數字互連系統中，完全消除碼間串擾是十分困難的，而碼間串擾對誤碼率的影響目前尚無法找到數學上便於處理的統計規律，還不能進行准確計算。為了衡量基帶傳輸系統的性能優劣，在實驗室中，通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析碼間串擾和雜訊對系統性能的影響，這就是眼圖分析法。

在無碼間串擾和雜訊的理想情況下，波形無失真，每個碼元將重疊在一起，最終在示波器上看到的是跡線又細又清晰的「眼睛」，「眼」開啟得最大。當有碼間串擾時，波形失真，碼元不完全重合，眼圖的跡線就會不清晰，引起「眼」部分閉合。若再加上雜訊的影響，則使眼圖的線條變得模糊，「眼」開啟得小了，因此， 「眼」張開的大小表示了失真的程度，反映了碼間串擾的強弱。由此可知，眼圖能直觀地表明碼間串擾和雜訊的影響，可評價一個基帶傳輸系統性能的優劣。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調整，以減小碼間串擾和改善系統的傳輸性能。 通常眼圖可以用下圖所示的圖形來描述，由此圖可以看出：

（1）眼圖張開的寬度決定了接收波形可以不受串擾影響而抽樣再生的時間間隔。顯然，最佳抽樣時刻應選在眼睛張開最大的時刻。
（2）眼圖斜邊的斜率，表示系統對定時抖動（或誤差）的靈敏度，斜率越大，系統對定時抖動越敏感。
（3）眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表示信號零點的變化范圍，稱為零點失真量，在許多接收設備中，定時信息是由信號零點位置來提取的，對於這種設備零點失真量很重要。
(4）在抽樣時刻，陰影區的垂直寬度表示最大信號失真量。

（5）在抽樣時刻上、下兩陰影區間隔的一半是最小雜訊容限，雜訊瞬時值超過它就有可能發生錯誤判決。
（6）橫軸對應判決門限電平。 」

二、眼圖的一些基本概念
— 「什麼是眼圖？」
「眼圖就是象眼睛一樣形狀的圖形。

圖五眼圖定義」
眼圖是用余輝方式累積疊加顯示採集到的串列信號的比特位的結果，疊加後的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖上通常顯示的是1.25UI的時間窗口。眼睛的形狀各種各樣，眼圖的形狀也各種各樣。通過眼圖的形狀特點可以快速地判斷信號的質量。

圖六的眼圖有「雙眼皮」，可判斷出信號可能有串擾或預（去）加重。

圖六 「雙眼皮」眼圖

圖七的眼圖「眼睛裡布滿血絲」，這表明信號質量太差，可能是測試方法有錯誤，也可能是PCB布線有明顯錯誤。

圖七 「眼睛布滿血絲」的眼圖

圖八的眼圖非常漂亮，這可能是用采樣示波器測量的眼圖。

圖八 最漂亮的「眼睛」

由於眼圖是用一張圖形就完整地表徵了串列信號的比特位信息，所以成為了衡量信號質量的最重要工具，眼圖測量有時侯就叫「信號質量測試（Signal Quality Test,SQ Test）」。此外，眼圖測量的結果是合格還是不合格，其判斷依據通常是相對於「模板（Mask）」而言的。模板規定了串列信號「1」電平的容限，「0」電平的容限，上升時間、下降時間的容限。所以眼圖測量有時侯又被稱為「模板測試（Mask Test）」。 模板的形狀也各種各樣，通常的NRZ信號的模板如圖五和圖八藍色部分所示。

在串列數據傳輸的不同節點,眼圖的模板是不一樣的，所以在選擇模板時要注意具體的子模板類型。如果用發送端的模板來作為接收端眼圖模板，可能會一直碰模板。但象乙太網信號、E1/T1的信號，不是NRZ碼形，其模板比較特別。當有比特位碰到模板時，我們就認為信號質量不好，需要調試電路。有的產品要求100%不能碰模板，有的產品是允許碰模板的次數在一定的概率以內。（有趣的是，眼圖85%通過模板的產品，功能測試往往是沒有問題的，譬如我在用的電腦網口總是測試不能通過，但我上網一直沒有問題。這讓很多公司覺得不用買示波器做信號完整性測試以一樣可以做出好產品來，至於山寨版的，更不會去買示波器測眼圖了。）示波器中有測量參數可自動統計出碰到模板的次數。此外，根據「侵犯」模板的位置就能知道信號的哪方面有問題從而指導調試。如圖九表明信號的問題主要是下降沿太緩，圖十表明1電平和0電平有「塌陷」，可能是ISI問題導致的。

圖九 下降沿碰到模板的眼圖

圖十 「1」電平和「0」電平有「塌陷」的模板

和眼圖相關的眼圖參數有很多，如眼高、眼寬、眼幅度、眼交叉比、「1」電平，「0」電平，消光比，Q因子，平均功率等。圖十二表示幅度相關的測量參數的定義。

圖十一 眼圖參數定義

「1」電平和」0」電平表示選取眼圖中間的20%UI部分向垂直軸投影做直方圖，直方圖的中心值分別為「1」電平和「0」電平。眼幅度表示「1」電平減去「0」電平。上下直方圖的3sigm之差表示眼高。圖十二、十三、十四，十五表示了其它一些眼圖參數的定義，一目瞭然，在此不再一一描述。

圖十二 眼圖參數定義

圖十三 眼圖參數定義

圖十四 眼圖參數定義

圖十五 眼圖參數定義

三、眼圖測量方法（傳統眼圖測量方法）
之前談到，眼圖測量方法有兩種：傳統眼圖測量方法用中文來理解是八個字：「同步觸發+疊加顯示」，現代眼圖測量方法用中文來理解也是八個字：「同步切割+疊加顯示」。兩種方法的差別就四個字：傳統的是用觸發的方法，現代的是用切割的方法。「同步」是准確測量眼圖的關鍵，傳統方法和現代方法同步的方法是不一樣的。「疊加顯示」 就是用模擬余輝的方法不斷累積顯示。
傳統的眼圖方法就是同步觸發一次，然後疊加一次。每觸發一次，眼圖上增加了一個UI，每個UI的數據是相對於觸發點排列的，因此是每觸發一次眼圖上只增加了一個比特位。圖一形象表示了這種方法形成眼圖的過程。

圖一 傳統眼圖測量方法的原理
傳統方法的第一個缺點就是效率太低。對於現在的高速信號如PCI-Express Gen2，PCI-SIG要求測量1百萬個UI的眼圖，用傳統方法就需要觸發1百萬次，這可能需要幾個小時才能測量完。第二個缺點是，由於每次觸發只能疊加一個UI,形成1百萬個UI的眼圖就需要觸發1百萬次，這樣不斷觸發的過程中必然將示波器本身的觸發抖動也引入到了眼圖上。對於2.5GBbps以上的高速信號，這種觸發抖動是不可忽略的。
如何同步觸發，也就是說如何使每個UI的數據相對於觸發點排列？也有兩種方法，一種方法是在被測電路板上找到和串列數據同步的時鍾，將此時鍾引到示波器作為觸發源，時鍾的邊沿作為觸發的條件。另外一種方法是將被測的串列信號同時輸入到示波器的輸入通道和硬體時鍾恢復電路(CDR)通道，硬體CDR恢復出串列數據里內嵌的時鍾作為觸發源。 這種同步方法引入了CDR抖動，這是傳統方法的第三個缺點。 此外，硬體CDR只能偵測連續串列信號才能工作正常，如果被測信號不是連續的，譬如兩段連續比特位之間有一段低電平，硬體CDR就不能恢復出正確的時鍾。另外，傳統方法的工作原理決定了它不能對間歇性的串列信號做眼圖，不能對保存的波形做眼圖，不能對運算後的波形做眼圖，這限制了應用范圍。 這是傳統方法的第四個缺點。

2. multisim中電容怎麼找

在基本(basic)里,圖標是個抄電阻，裡面CAPACITOR。

Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎的模擬工具，適用於板級的模擬/數字電路板的設計工作，包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬體描述語言輸入方式，具有豐富的模擬分析能力。

整個操作界面就像一個電子實驗工作台，繪制電路所需的元器件和模擬所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點滑鼠可用導線將它們連接起來，軟體儀器的控制面板和操作方式都與實物相似，測量數據、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的。

(2)電路板眼圖擴展閱讀

multisim特點

NI Multisim軟體是一個專門用於電子電路模擬與設計的EDA工具軟體，作為 Windows 下運行的個人桌面電子設計工具，NI Multisim 是一個完整的集成化設計環境。

NI Multisim計算機模擬與虛擬儀器技術可以很好地解決理論教學與實際動手實驗相脫節的這一問題，可以很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機模擬真實地再現出來，並且可以用虛擬儀器技術創造出真正屬於自己的儀表。NI Multisim軟體為電子學教學的首選軟體工具。

3. 高速信號「眼圖」好壞的判別標準是什麼

本人來2000年自費對清華大學自的HBD3等編解碼教學板，和其他的通信教學器材進行了改造。
例如，要不用電感器件從接受到的信號中提取同步信號。
如果同步信號抗干擾能力差，眼圖就一片混亂，接受系統同步好了，解碼的信號眼圖就是矩形的一個方框，信號的前後沿陡峭。
所以，眼圖是包含了同步能力，信號質量的綜合模擬、形象、直觀的圖形表達。
我在多項改造中，取消了清華大學和華南理工大學的電感器件，為設計相關集成電路鋪平了道路。
下崗失業工人
他們採用電感器件的原因是降低信道中的直流分量信號與交流信號分量的分離難度。