PCB设计中的眼图解读
眼图的形成及其在信号分析中的应用
眼图初探：何为眼图？
在数字信号的传输过程中，眼图以其特有的方式展现着信号的特性。它是在示波器上，通过累积多个数字信号波形而形成的图形。此图形为我们提供了关于码间串扰、噪声影响以及系统性能的宝贵信息，是高速互连系统信号完整性分析的核心。
眼图的形成，源于示波器的余辉效应。当我们将接收滤波器的输出端与示波器相接，并调整示波器的扫描周期与接收码元的周期同步，屏幕上便会显现出形似人眼的图形，这就是我们所说的“眼图”。
眼图的生成机制：如何形成？
对于数字信号的高、低电平变化，可能存在着多种序列组合。当这些序列按照某个基准点对齐后，将其波形叠加起来，就构成了我们所见的眼图。以3个bit为例，共有8种组合，通过时域上的序列对齐和波形叠加，最终生成了眼图。
眼图中的信息解读：包含哪些内容？
真实的眼图中包含了丰富的信息。我们可以观察到数字波形的平均上升时间、下降时间、上冲、下冲以及门限电平等电平变换的参数。这些参数为评估信号质量提供了重要的依据。
- 上升时间（RiseTime）和下降时间（FallTime）描述了脉冲信号的变化速度。
- 上冲（Overshoot）和下冲（Undershoot）反映了信号的峰值或谷值超过或低于设定电压的程度。
- 门限电平（Threshold/CrossingPercent）则与系统传输的误码率和接收电平有关。
信号质量的评估：如何从眼图分析？
眼图不仅在纵轴电压轴上反映了电压的噪声，而且在横轴时间轴上还体现了时域的抖动。观察眼图的清晰度可以判断信号中噪声的水平。眼图的眼睛睁得越大、眼高越高，代表信号质量越好。若眼图情况不佳，可能存在码间串扰或噪声过大，这时可以通过调整硬件设计或PCB设计来优化信号质量。
进行信号仿真，获取眼图情况，是评估和调整信号质量的有效手段。通过调整设计参数，可以使眼图眼高变高，从而保证产品的信号质量。