PCB 设计中，眼图究竟有何神奇作用？

PCB 设计中，眼图究竟有何神奇作用？

引用

CSDN

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https://m.blog.csdn.net/jiepei_PCB/article/details/143700751

在PCB设计中，眼图（Eye Diagram）是一种用于评估传输系统性能的重要工具。它通过在示波器上观察信号波形的叠加情况，帮助工程师直观地判断信号质量，并据此优化系统设计。本文将详细介绍眼图的定义、形成原理及其在信号完整性分析中的具体应用。

一、眼图的定义

眼图是在示波器上观察到的一种图形，用于估计和改善传输系统性能。通过示波器跨接在接收滤波器输出端，调整扫描周期与接收码元周期同步，其形状像人的眼睛。可据此观察码间串扰和噪声影响，评估系统优劣并调整接收滤波器特性。

二、眼图的形成

以数字信号为例，如 3 个 bit 有 8 种组合，将足够多的序列按基准点对齐并叠加波形，便形成眼图。对于测试仪器，先恢复信号时钟，再按时钟基准叠加显示眼图。

三、眼图中包含的信息

真实眼图可看出数字波形的平均上升时间、下降时间、上冲、下冲、门限电平等参数。

• 上升时间指脉冲瞬时值从规定下限到上限两瞬时之间的间隔。
• 下降时间是脉冲峰值幅度从 90% 下降到 10% 的时间间隔。
• 上冲是第一个峰值超过设定电压，可能导致元器件失效。
• 下冲是下一个谷值或峰值，过度下冲可能引起假时钟或数据错误。
• 门限电平是在特定误码率下收信机所能达到的最低接收电平。

四、如何根据眼图情况分辨信号质量

信号的高低电平电压值和上升沿、下降沿无法每次完全一致。多次信号叠加使眼图信号线变粗模糊，反映了噪声和抖动。在纵轴体现为电压噪声，横轴体现为时域抖动。当存在噪声和码间串扰时，眼图眼睛张开变小。一般眼睁得越大、眼高越高，信号质量越好。可通过信号仿真获取眼图判断信号质量，若不佳则调整硬件或 PCB 设计以提高眼高，保证产品信号质量。