[發(fā)明專利]一種構建眼圖和進行眼圖模板測試的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910026878.1
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101571562A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 王橋;常斌;楊明;孫偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發(fā)明涉及測量儀器中一種構建眼圖和進行眼圖模板測試的方法，尤其涉及基于鎖相環(huán)時鐘恢復和單次長采集的眼圖構建方法。

背景技術

眼圖是指在測試儀器上將串行信號分成若干數(shù)據(jù)段，并將這些數(shù)據(jù)段重疊顯示形成的像張開的人眼的一種圖形。從眼圖上可以觀察出碼間串擾和噪聲的影響，從而估計系統(tǒng)優(yōu)劣程度。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調整，以減小碼間串擾和改善系統(tǒng)的傳輸性能。隨著串行信號速率的不斷增加，信號的定時信息越來越重要，這就要求測量儀器需要有眼圖測量的功能。

但是現(xiàn)在的測量儀器如數(shù)字示波器很少包含生成眼圖的功能，有些雖然包含眼圖功能，但是或者要求輸入周期信號或者要求一個外界提供的固定的時鐘，而且采集到的信號不連續(xù)，中間有空白區(qū)，不能反映信號的所有細節(jié)。本發(fā)明可以克服現(xiàn)有測試儀器的上述缺點。對于多數(shù)電信信號的時間測量，從鎖相環(huán)恢復的時鐘是一個很有用的參考信號，很多電信和數(shù)據(jù)通信標準都把用鎖相環(huán)恢復時鐘當成是一項規(guī)范。這個恢復出的時鐘對測試定時誤差相對其他參考信號來說是最好的，鎖相環(huán)可以用模擬器件也可以用軟件或數(shù)字方法實現(xiàn)，用模擬鎖相環(huán)恢復出的時鐘可能包含模擬器件本身固有的抖動，且受外界環(huán)境變化影響較大，最重要的是這個時鐘只能用于觸發(fā)但不能用于后續(xù)的測試，因為不能被存儲。而軟件或數(shù)字方法恢復的時鐘靈活性大，誤差小，且可以存儲，以便用于后續(xù)的測試處理。所以本發(fā)明采用軟件(或全數(shù)字)鎖相環(huán)恢復時鐘。另外，本發(fā)明采用單次觸發(fā)進行一次長采集，可以采集到連續(xù)的信號數(shù)據(jù)，中間沒有間斷，可以反映信號所有細節(jié)。

隨著技術的進步，電信和數(shù)據(jù)通信工業(yè)為了使不同廠家生產(chǎn)的設備協(xié)同工作制訂了一些標準，而關于物理層傳輸?shù)男盘柕碾姎馓匦缘亩x是這些標準中重要的一部分。而模板測試是檢測波形信號是否符合工業(yè)標準的有效方法。本發(fā)明提出的眼圖模板測試功能可以幫助電氣工程師快速檢測所設計的設備是否符合工業(yè)標準，省去了工程師自己測量信號再與標準比較的復雜過程。

發(fā)明內容

技術問題：為了克服傳統(tǒng)測量儀器在眼圖測試方面的不足，本發(fā)明提供了一種構建眼圖和進行眼圖模板測試的方法，測試功能包含各種常見串行信號標準模板，且可以用戶自定義模板，極大的方便了對串行信號誤碼情況的測試。

技術方案：本發(fā)明構建眼圖和進行眼圖模板測試的方法包括：

a.采集模塊在單次觸發(fā)下連續(xù)采集串行數(shù)據(jù)信號，要求存儲深度達到特定要求；

b.將采集到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)存儲到大容量的存儲器中；

c.利用鎖相環(huán)的方法從存儲的波形數(shù)據(jù)中恢復出一個時鐘信號；

d.利用恢復的時鐘信號，分割存儲的波形信號為固定長度的數(shù)據(jù)段，將各數(shù)據(jù)段對齊疊加，形成眼圖，并送顯示模塊顯示；

e.判斷是否需要模板測試，若不需要則結束；若需要，則把上述眼圖與事先定義好的模板進行比較，所述模板可分為兩類；如果采集信號中有任何落入模板規(guī)定的區(qū)域之外的數(shù)據(jù)段，就為違反規(guī)范情況；這樣，數(shù)據(jù)信號就可以與一個事先定義好的標準比較，從而確定信號是否達到可以接收的質量；為了方便模板測試，需要標記各個數(shù)據(jù)段中的每個采樣點。

所述的采集的串行數(shù)據(jù)信號，其長度能達到幾百萬個采樣點，至少包含幾千個周期的比特流，而且為了實現(xiàn)時鐘恢復，采集到的串行數(shù)據(jù)信號需包含時鐘信息。

步驟c用鎖相環(huán)技術從上述存儲的波形信號中恢復出時鐘信號中，所述的鎖相環(huán)是軟件鎖相環(huán)或者全數(shù)字鎖相環(huán)；

對于軟件鎖相環(huán)：采用軟件算法實現(xiàn)，從上述存儲的波形信號中恢復出時鐘信號，并將時鐘信號存儲，以供后續(xù)使用，其實現(xiàn)步驟包括：

步驟31：將采集到的串行數(shù)據(jù)信號送入鑒相器，得到相位誤差信號，為了方便軟件實現(xiàn)采用希爾伯特變換鑒相器；

步驟32：將上述得到的相位誤差信號送入環(huán)路濾波器，該濾波器由軟件實現(xiàn)；

步驟33：將步驟32的輸出送入數(shù)控振蕩器DCO(Digital?Controlled?Oscillator，簡稱DCO)，為了方便軟件實現(xiàn)采用波形綜合器實現(xiàn)DCO；

步驟34：將步驟33的輸出分為兩路，一路為恢復出的時鐘信號，一路作為反饋信號輸入到鑒相器中。

對于全數(shù)字鎖相環(huán)：采用全數(shù)字算法在通用可編程邏輯器件中實現(xiàn)，從上述存儲的波形信號中恢復出時鐘信號，其實現(xiàn)步驟包括：

步驟35：將采集到的串行數(shù)據(jù)信號送入鑒相器，得到相位誤差信號，鑒相器采用異或型鑒相器檢測出輸入信號流邊沿；

步驟36：將上述得到的相位誤差信號送入環(huán)路濾波器，濾波功能利用模K可編程加減計數(shù)器實現(xiàn)；