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眼圖

作者：佚名文章來源：本站原創點擊數：更新時間：2018/12/28

　　眼圖：用實驗的手段估計系統性能的一種方法。是指用示波器觀察接收信號波形以判斷系統的傳輸質量。
　　具體方法：把示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調整示波器的水平掃描周期，當示波器的水平掃描周期調整到碼元間隔的整數倍時，示波器就會顯示一個穩定的波形。因為在傳輸二進制信號波形時，示波器顯示的圖形類似于人的眼睛，故稱為“眼圖”。
　　為了便于理解，首先不考慮噪聲及碼間干擾的影響。此時一個二進制的基帶系統將在接收濾波器輸出端得到一個基帶脈沖序列，如圖1(a)所示。
　　如果基帶傳輸是有碼間干擾的，則得到的基帶脈沖序列如圖1(c)所示。

圖1 二電平數字信號及眼圖　　用示波器觀察圖(a)波形時，將示波器掃描周期調整到碼元的周期

，這時圖(a)中的每一個碼元將重疊在一起。盡管圖(a)波形并不是周期的，但由于熒光屏余輝的作用，將若干碼元重疊并顯示圖形。顯然，由于圖(a)是無碼間干擾的，因而重疊的圖形都完全重合，故示波器上的跡線又細又清晰，“眼睛”完全張開，如圖1(b)所示；當我們觀察波形(c)時，由于存在碼間干擾，示波器的掃描跡線就不能完全重合，于是形成的跡線雜亂，如圖1(d)所示，由于示波器的余輝作用，顯示出的跡線將加寬，從而使“眼睛”部分閉合。對比圖(b)及(d)可以看到，眼圖的“眼睛”張開越大，形狀越端正，表示碼間干擾越小；反之，表示碼間干擾越大。
　　當存在噪聲時，噪聲疊加在信號上，使眼圖的跡線變粗，且不清晰，于是眼睛的張開度就更小，說明傳輸質量更差。不過，應該注意到這樣的問題，從圖形上并不能觀察到隨機噪聲的全部形態，例如出現機會少的大幅度噪聲，由于它在示波器上一晃而過，因而用人眼是觀察不到的。所以，在示波器上只能大致估計噪聲的強弱。
　　通過眼圖，我們可以了解數字基帶傳輸系統的很多性能。為了說明眼圖和系統性能之間的關系，我們將眼圖模式化，如圖2所示。

圖2 模式化眼圖　　根據眼圖可以了解以下情況：
　　（1）最佳抽樣時應選在“眼睛”的最大張開時刻；
　　（2) 眼圖斜邊的斜率表示系統對定時誤差的靈敏度。斜邊越陡，對定時誤差越靈敏；
　　（3）眼圖中央的橫軸位置對應于判決門限電平；
　　（4）眼圖陰影區的垂直高度表示信號幅度的畸變范圍；
　　（5）上下兩陰影區的間隔距離之半為噪聲的容限(或稱噪聲邊際)，即若噪聲瞬時值超過這個容限,就可能發生錯判；
　　（6）眼圖在垂直方向的不對稱性,表示信道中存在非線性失真。
　　圖3是二進制雙極性升余弦頻譜信號在示波器上顯示的兩張眼圖照片，圖3（a）是在幾乎無碼間干擾和噪聲下得到的，而3（b）則是在一定噪聲和碼間干擾下得到的。

圖3 眼圖照片　　對于多電平數字信號，其眼圖將是若干排平行的眼孔。

Tags：眼圖,通信技術

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