眼图

2016-10-23 09:59:19 | 人围观 | 评论:

　　眼图：用实验的手段估计系统性能的一种方法。是指用示波器观察接收信号波形以判断系统的传输质量。
　　具体方法：把示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器的水平扫描周期，当示波器的水平扫描周期调整到码元间隔的整数倍时，示波器就会显示一个稳定的波形。因为在传输二进制信号波形时，示波器显示的图形类似于人的眼睛，故称为“眼图”。
　　为了便于理解，首先不考虑噪声及码间干扰的影响。此时一个二进制的基带系统将在接收滤波器输出端得到一个基带脉冲序列，如图1(a)所示。
　　如果基带传输是有码间干扰的，则得到的基带脉冲序列如图1(c)所示。

图1 二电平数字信号及眼图　　用示波器观察图(a)波形时，将示波器扫描周期调整到码元的周期

，这时图(a)中的每一个码元将重叠在一起。尽管图(a)波形并不是周期的，但由于荧光屏余辉的作用，将若干码元重叠并显示图形。显然，由于图(a)是无码间干扰的，因而重叠的图形都完全重合，故示波器上的迹线又细又清晰，“眼睛”完全张开，如图1(b)所示；当我们观察波形(c)时，由于存在码间干扰，示波器的扫描迹线就不能完全重合，于是形成的迹线杂乱，如图1(d)所示，由于示波器的余辉作用，显示出的迹线将加宽，从而使“眼睛”部分闭合。对比图(b)及(d)可以看到，眼图的“眼睛”张开越大，形状越端正，表示码间干扰越小；反之，表示码间干扰越大。
　　当存在噪声时，噪声叠加在信号上，使眼图的迹线变粗，且不清晰，于是眼睛的张开度就更小，说明传输质量更差。不过，应该注意到这样的问题，从图形上并不能观察到随机噪声的全部形态，例如出现机会少的大幅度噪声，由于它在示波器上一晃而过，因而用人眼是观察不到的。所以，在示波器上只能大致估计噪声的强弱。
　　通过眼图，我们可以了解数字基带传输系统的很多性能。为了说明眼图和系统性能之间的关系，我们将眼图模式化，如图2所示。

图2 模式化眼图　　根据眼图可以了解以下情况：
　　（1）最佳抽样时应选在“眼睛”的最大张开时刻；
　　（2) 眼图斜边的斜率表示系统对定时误差的灵敏度。斜边越陡，对定时误差越灵敏；
　　（3）眼图中央的横轴位置对应于判决门限电平；
　　（4）眼图阴影区的垂直高度表示信号幅度的畸变范围；
　　（5）上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限(或称噪声边际)，即若噪声瞬时值超过这个容限,就可能发生错判；
　　（6）眼图在垂直方向的不对称性,表示信道中存在非线性失真。
　　图3是二进制双极性升余弦频谱信号在示波器上显示的两张眼图照片，图3（a）是在几乎无码间干扰和噪声下得到的，而3（b）则是在一定噪声和码间干扰下得到的。

图3 眼图照片　　对于多电平数字信号，其眼图将是若干排平行的眼孔。

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