10Base-T1S 汽車乙太網信號完整性示波器測試
圖1.10Base-T1S TDME 選件可輕鬆 創建用於信號完整性分析的眼圖。 按兩下任何圖像以放大它。 |
除了對10Base-T1S信號進行特殊的串行數據總線測量外,10Base-T1S觸發、解碼、測量/圖形和眼圖(TDME)選項還可以在Teledyne LeCroy示波器上自動生成和顯示眼圖。
眼圖是串行數據分析的重要組成部分,用於瞭解通信網路的信號完整性。
眼圖是用於分析串行數位通信信號的通用工具。
它顯示了加性垂直雜訊、水準抖動、佔空比失真、碼間干擾和串擾對串行數據流的影響。
眼圖是通過在持久性顯示器上疊加略多於單個時鐘週期(UI)的串行數據信號的重複出現而形成的,該顯示器顯示了多次採集的累積歷史記錄,如圖1所示。
由於使用了差分曼徹斯特編碼(DME),10Base-T1S眼圖的信號時鐘速率是其兩倍。
顯示的信號的符號速率為 12.5 Mbps,眼睛的時鐘頻率為 25 Mbps。
DME是一種雙極性編碼方案,其中邏輯方案由位週期中間的轉換(任一極性)表示。
邏輯零表示為在位週期中間沒有轉換。DME 編碼如圖 2 所示。
圖2.10Base-T1S 中使用的差分曼徹斯特 (DME) 編碼。 |
DME 在位週期中間使用任一極性的轉換來指示邏輯 1,並使用缺少轉換來表示邏輯 0。
垂直藍色虛線表示位週期。
邏輯 1 信號將位週期分成兩半,因此評估眼圖需要雙符號速率。
圖3.10Base-T1S 眼圖的註釋視圖,顯示了重要的眼圖參數。 |
根據這些資訊,我們可以仔細查看圖3所示的10Base-T1S眼圖。
位週期為 40 ns,對應於 25 Mbps 的比特率。
這是DME信號的有效符號速率。
眼圖的數據源可以由用戶選擇為所選數據包的整個採集或縮放。
有幾個測量參數有助於表徵眼圖:
零電平 - 眼圖邏輯 0 級的平均值。
一級 - 眼圖邏輯 1 級的平均值。
位週期 - 有效符號速率的倒數。
眼睛振幅 - 眼睛整體振幅的量度。它基於一個水平的簡單平均值和零水平的簡單平均值之間的差異。它通常在眼睛中心附近測量。
眼睛高度 - 這是最小垂直眼睛開口的測量值;基本上,信噪比的確定。測量是通過取 1 和 0 水準的平均值之差,然後減去每個水平的標準偏差的三倍來進行的。
眼寬 - 眼寬表示信號中的總水準抖動。就像眼睛高度一樣,測量本質上是統計的。兩個相鄰交叉點的水準直方圖用於確定交叉時間的平均值和標準偏差。從兩個平均值的差值中減去每個分佈的標準差的三倍。
啟用 10Base-T1S 眼圖后,眼圖高度和眼寬將顯示在眼圖正下方。
圖4.眼睛的兩種垂直效果。 數據包 SSD 欄位中的第一個脈衝具有明顯的垂直過沖和下降, 節點 ID #0 和 ID #3 具有不同的零電平。 |
眼圖的垂直睜開受到垂直相關因素的影響,如加性雜訊和串擾以及其他干擾信號,以及總線上器件之間的增益差異。
作為這些垂直效應的示例,請考慮圖 4 所示的 10Base-T1S 數據包的眼圖。
此眼圖使用顏色持久性,其中更頻繁的出現出現在更亮的顏色中。
頂部的紫色跡線(發生率低的樣本)具有與節點 ID #3 的 SSD 欄位中的第一個位相關的高一級。它是一個零,因此顯示為雙倍寬度段。
需要注意的另一件事是,總線上兩個節點的零電平並不完全匹配。
ID 為 #0 的節點具有較高的零電平,具有降低眼睛高度的效果。
測得的眼圖高度為932 mV,眼圖寬度為39.35 ns,包括來自兩個節點的數據。
所示的眼圖基於完整採集的信號,可以看到總線上的兩個節點。
用戶可以選擇僅生成與解碼表中所選數據包相關的顯示縮放跡線的眼圖,而不是完整採集。通過這種方式,可以隔離完整採集中記錄的任何像差的來源,首先選擇特定的數據包,然後水平移動變焦跡線,直到像差消失。
眼的水準閉合是時間不確定性的結果。
無論是隨機、週期性還是碼間干擾,定時抖動都傾向於水平閉眼。兩個節點具有共同的時序,沒有明顯的水平差異。