Qual é a utilidade dos diagramas oculares no design de PCB?
O diagrama ocular é devido ao efeito pós-brilho do osciloscópio, que se sobrepõe a cada forma de onda de símbolo obtida pela varredura para formar um diagrama ocular.
Agora, eu o levarei a entender o que é o diagrama ocular no PCB, como o diagrama ocular é formado, quais informações estão contidas no diagrama ocular e como distinguir a qualidade do sinal de acordo com a situação do diagrama ocular.
Para entender o diagrama ocular do osciloscópio, você precisa dominar os 4 pontos a seguir:
1. O que é um diagrama de olho?
O diagrama ocular é uma série de sinais digitais acumulados e exibidos no osciloscópio, que contém muitas informações. A partir do diagrama ocular, é possível observar a influência da diafonia e do ruído entre os códigos, refletindo as características gerais do sinal digital, para estimar o sistema. O grau de inferioridade, portanto, a análise do diagrama ocular é o núcleo da análise da integridade do sinal dos sistemas de interconexão de alta velocidade.
Além disso, este gráfico também pode ser usado para ajustar as características do filtro receptor para reduzir a diafonia entre códigos e melhorar o desempenho da transmissão do sistema.
Conecte um osciloscópio na saída do filtro de recebimento e ajuste o período de varredura do osciloscópio para sincronizar o período de varredura horizontal do osciloscópio com o período do símbolo recebido.Neste momento, o gráfico visto na tela do osciloscópio é chamado de diagrama de olho.
O sinal que o osciloscópio geralmente mede é uma forma de onda de alguns bits ou um determinado período de tempo, que reflete informações mais detalhadas, e o diagrama visual reflete as características gerais de todos os sinais digitais transmitidos no link.
O método de observação do diagrama ocular é: use um osciloscópio para conectar-se à extremidade de saída do filtro receptor e, em seguida, ajuste o período de varredura do osciloscópio para sincronizar o período de varredura horizontal do osciloscópio com o período do símbolo recebido. Olhos, o chamado "diagrama dos olhos".
A partir do "diagrama dos olhos", pode-se observar a influência da diafonia e do ruído entre os códigos, para estimar as vantagens e desvantagens do sistema. Além disso, este gráfico também pode ser usado para ajustar as características do filtro receptor para reduzir a diafonia entre códigos e melhorar o desempenho da transmissão do sistema.
2. Como é formado o padrão ocular?
Para sinais digitais, pode haver várias combinações de sequência de alterações de alto e baixo nível. Tomando 3 bits como exemplo, pode haver um total de 8 combinações de 000 a 111. No domínio do tempo, o número de seqüências acima é alinhado de acordo com um determinado ponto de referência e as formas de onda são sobrepostas para formar um diagrama de olho.
Como mostrado abaixo. Para o instrumento de teste, primeiro recupere o sinal do sinal do sinal a ser medido, sobreponha o diagrama do olho de acordo com a referência do relógio e, finalmente, exiba-o.
3. Quais informações estão contidas no diagrama de olho?
Para um diagrama visual real, como mostrado abaixo, primeiro podemos ver o tempo médio de subida (RiseTime), tempo de queda (FallTime), superação (Undershoot), nível de limite (Threshold) da forma de onda digital / CrossingPercent) e outros parâmetros de conversão de nível básico.
Tempo de subida: O tempo de subida do sinal de pulso refere-se ao intervalo entre dois instantes quando o valor instantâneo do pulso atinge inicialmente o limite inferior especificado e o limite superior especificado. Salvo indicação em contrário, os limites inferior e superior são definidos em 10% e 90% da amplitude do pico de pulso, respectivamente.
Tempo de queda (FallTime): o tempo de queda do sinal de pulso refere-se ao intervalo de tempo de 90% a 10% da amplitude de pico do pulso.
Superação: Também conhecido como sobrecarga, o primeiro valor de pico ou vale excede a tensão definida, que se manifesta principalmente como um pulso agudo e pode causar a falha dos componentes do circuito.
Undershoot: refere-se ao próximo vale ou pico. Excesso excessivo pode fazer com que o diodo de proteção funcione, levando a falhas prematuras. A superação pode causar erros de relógio ou dados falsos.
Nível de limite (Threshold / CrossingPercent): refere-se ao nível mais baixo de recebimento que o receptor pode atingir quando as características de transmissão do sistema são piores que uma certa taxa de erro de bit.
Quarto, como distinguir a qualidade do sinal de acordo com o diagrama do olho
Não é possível que o sinal mantenha o mesmo valor de tensão em todos os níveis alto e baixo, nem se pode garantir que as bordas ascendentes e descendentes de cada nível alto e baixo sejam ao mesmo tempo. Devido à superposição de múltiplos sinais, a linha de sinal do diagrama ocular torna-se espessa e ocorre um fenômeno de desfoque.
Portanto, o diagrama do olho também reflete o ruído e a tremulação do sinal: no eixo de tensão do eixo vertical, ele é refletido como ruído de tensão (VoltageNoise); no eixo de tempo do eixo horizontal, é refletido no tremor no domínio do tempo. Como mostrado abaixo.
Quando houver ruído, o ruído será sobreposto ao sinal e os traços do padrão ocular observado serão embaçados. Se houver diafonia entre códigos ao mesmo tempo, os "olhos" serão abertos menores. Geralmente, quanto maior a abertura ocular do diagrama ocular, maior a altura ocular do diagrama ocular, o que significa que melhor a qualidade do sinal.
Você pode obter a situação do diagrama de olho fazendo simulação de sinal e, em seguida, julgar a qualidade do sinal de acordo com a situação do diagrama de olho. Se a situação do diagrama de olho não for boa, você pode ajustar o design do hardware ou da placa de circuito impresso para aumentar a altura dos olhos do diagrama de olho e garantir a qualidade do sinal do produto produzido.
