2.4       眼圖時(shí)間（X軸）相關(guān)定義

與幅度相似,，在時(shí)間軸上與失真有關(guān)的指標(biāo)也可從眼圖中找到。大家普遍知道這些指標(biāo)大多是通過(guò)脈沖圖形來(lái)確定的,，但也可以使用從眼圖獲得的直方圖來(lái)確定。

2.4.1.      單位時(shí)間間隔

在對(duì)該術(shù)語(yǔ)進(jìn)行定義前,，本節(jié)要先介紹一下單位時(shí)間間隔（UI）的概念,。在理解單位時(shí)間間隔的基礎(chǔ)后，可以更容易地定義與眼圖的時(shí)間軸上的失真相關(guān)的術(shù)語(yǔ),。例如：在描述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)表中的抖動(dòng)特性時(shí),，通常使用術(shù)語(yǔ)“單位時(shí)間間隔”。

如圖12所示,，不論數(shù)據(jù)速率如何,，“單位時(shí)間間隔”被定義為歸一化的數(shù)據(jù)位寬度,。由于單位時(shí)間間隔基本上與比特?cái)?shù)相同，1個(gè)數(shù)據(jù)位的寬度為1個(gè)單位時(shí)間間隔,。水平時(shí)間軸可以以1秒或單位時(shí)間間隔為單位來(lái)表示,。例如：在25.78125 Gbps的數(shù)據(jù)流中，1個(gè)單位時(shí)間間隔為38.79ps,；而在10.3125 Gbps的數(shù)據(jù)流中,，1個(gè)單位時(shí)間間隔為96.97ps。

由于單位時(shí)間間隔與數(shù)據(jù)速率無(wú)關(guān),，有時(shí)在水平時(shí)間軸上以單位時(shí)間間隔為單位會(huì)更容易理解,。例如：如圖13所示，在水平軸（而不是時(shí)間軸）上使用單位時(shí)間間隔單位,，通過(guò)為不同數(shù)據(jù)速率的眼圖顯示相同的單位時(shí)間間隔計(jì)數(shù),，使其更容易比較。

2.4.2.      抖動(dòng)

抖動(dòng)是數(shù)據(jù)位事件與理想時(shí)序間的時(shí)間漂移,，它是在高速數(shù)字信號(hào)中使用的重要術(shù)語(yǔ),。

如圖14所示，抖動(dòng)是在時(shí)間軸上位于眼交叉點(diǎn)的波動(dòng),，抖動(dòng)量是通過(guò)對(duì)時(shí)間軸直方圖的分析來(lái)求出的,。峰峰值（PP）抖動(dòng)覆蓋所述直方圖的整個(gè)寬度，也可換句話說(shuō),，它被定義為所有現(xiàn)存數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍,。均方根抖動(dòng)被定義為直方圖的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

圖15顯示了通過(guò)手動(dòng)測(cè)得的抖動(dòng)測(cè)量結(jié)果（左）和使用自動(dòng)直方圖處理功能所獲得的自動(dòng)直方圖測(cè)量結(jié)果（右）的比較,。在手動(dòng)測(cè)量結(jié)果的左側(cè),，在交叉點(diǎn)處的細(xì)直方圖位置表示顯示在眼圖下方的抖動(dòng)rms（0.893 ps）和抖動(dòng)p-p（5.368 ps）值。在右側(cè)的自動(dòng)測(cè)量屏幕相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值是抖動(dòng)rms = 0.893 ps 和抖動(dòng)p-p = 4.841 ps,，其結(jié)果大致類(lèi)似于手動(dòng)測(cè)量,。

包括由被測(cè)裝置（JDUT）所產(chǎn)生的抖動(dòng)，抖動(dòng)測(cè)量結(jié)果也包括測(cè)量?jī)x器的固有抖動(dòng),。如果固有數(shù)據(jù)的比例大,，則該固有抖動(dòng)可對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。固有抖動(dòng)的比例由以下公式進(jìn)行計(jì)算,。該公式對(duì)于峰峰值抖動(dòng)（抖動(dòng)p-p）和均方根抖動(dòng)（抖動(dòng)rms）是不同的,。數(shù)據(jù)表中描述了示波器的固有抖動(dòng)。

2.4.3.      上升和下降時(shí)間

如圖16所示,，上升時(shí)間為眼圖數(shù)據(jù)位在過(guò)渡到眼圖的右上方所需時(shí)間的平均值,，上升時(shí)間從所指示的兩個(gè)直方圖和眼圖中可求得。細(xì)直方圖是在20％電平處為該眼交叉點(diǎn)的左側(cè)和在80％電平處為該眼交叉點(diǎn)的右側(cè)水平所繪制的。根據(jù)邏輯電平1和0來(lái)確定20％和80％電平,，并可從以下公式求出上升時(shí)間,。

上升時(shí)間 = （80％電平時(shí)間的平均值） - （20％電平時(shí)間的平均值）

圖16. 上升時(shí)間和直方圖

使用以下公式，通過(guò)與上升時(shí)間相同的方式求出下降時(shí)間（圖17）,。

下降時(shí)間 = （20％電平時(shí)間的平均值）- （80％電平時(shí)間的平均值）

圖17. 下降時(shí)間和直方圖

2.4.4.      眼寬

眼寬是眼開(kāi)口在水平方向的長(zhǎng)度,。如圖18所示，為了計(jì)算眼寬,，首先在兩個(gè)交叉點(diǎn)上垂直地定位細(xì)直方圖,，并且使用以下公式計(jì)算眼寬。

眼寬=（左側(cè)直方圖的-3σ）- （右側(cè)直方圖的+3σ）

此方法定義了水平繪制的兩個(gè)直方圖內(nèi)的3σ點(diǎn)之間的差值,。雖然在這些區(qū)域內(nèi)幾乎沒(méi)有樣本,，但由于3σ代表99.7％的樣本，因此0.3％的樣本將密集地位于眼開(kāi)口范圍內(nèi),。

請(qǐng)看眼圖下繪制的兩個(gè)正態(tài)分布,，它們對(duì)眼寬提供了一種直觀的了解。眼寬被判定為左側(cè)直方圖的-3σ點(diǎn)和右側(cè)直方圖+3σ點(diǎn)之間的差值,，此差值可被認(rèn)為是與求出眼高相同的步驟,，即將它作為一電平和零電平直方圖內(nèi)的3σ點(diǎn)之間的差值求出。

圖18. 眼寬等于時(shí)間軸上兩個(gè)直方圖的內(nèi)邊緣3σ點(diǎn)之間的差值

2.4.5.      占空比失真

占空比失真（DCD）是表示從原有占空比的偏差指標(biāo),，它通常會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)模式脈沖寬度的漂移而改變,。占空比失真可使用圖19所示的上升和下降時(shí)間的直方圖來(lái)求出，在計(jì)算上升沿和下降沿的50％電平時(shí)間（以20％和80％電平為中心）后,，可使用以下公式將它求出,。

占空比失真 = 100 x （上升沿的50％電平時(shí)間 - 下降沿的50％電平時(shí)間）/位周期

使用由圖19中的箭頭所顯示的A和B的長(zhǎng)度，上面的公式可以縮短為DCD = 100 x（A/B）,。當(dāng)占空比失真隨機(jī)性變得較大（在中心的50％電平處的箭頭所示的長(zhǎng)度）時(shí),，眼開(kāi)口會(huì)變窄，且誤碼率會(huì)變差,。

圖19. 占空比失真

以下例子更清楚地顯示我們可將占空比失真理解為在時(shí)間軸上的失真,。圖20所示的六個(gè)屏幕顯示了左側(cè)的眼圖以及在其右側(cè)所對(duì)應(yīng)的脈沖圖形。觀察時(shí)間軸上的脈沖圖形1和0的對(duì)稱性,，我們可以馬上清楚地了解占空比失真所受到影響,。

圖20. 眼交叉75％（頂部）、50％（中）和25％（底部）處的眼圖（左）和脈沖圖形（右）

從上到下,，這六個(gè)屏幕顯示三種類(lèi)型的眼交叉,。在眼交叉為75％的最上面的屏幕中，1邏輯電平的脈沖圖形在時(shí)間軸上的長(zhǎng)度比0邏輯電平的長(zhǎng)度更長(zhǎng),。在這種情況下，隨著1邏輯電平的時(shí)間間隔變長(zhǎng),，占空比失真變得更大,。而在眼交叉為25％的例子中,，0邏輯電平的脈沖圖形在時(shí)間軸上的長(zhǎng)度比1邏輯電平的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，占空比失真也同樣變得更大,。

占空比失真與眼交叉類(lèi)似,，是測(cè)量由一電平和零電平的持續(xù)時(shí)間之間的差值所導(dǎo)致在時(shí)間軸上失真的有效指標(biāo)。此外,，它也是對(duì)脈沖對(duì)稱性問(wèn)題進(jìn)行故障診斷的有效指標(biāo),。當(dāng)眼交叉偏離50％時(shí)，占空比失真會(huì)變得比理想值0％要來(lái)得大,，眼開(kāi)口會(huì)隨之變窄,，誤碼率也會(huì)變差。

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