Qu'est-ce qu'un diagramme de l'œil optique ?
Le terme « diagramme de l'œil » est souvent utilisé dans l'analyse des tests de communication optique. Nous pouvons dire d'après son nom qu'un diagramme de l'œil ressemble à un œil humain. Alors, qu'est-ce qu'un diagramme de l'œil optique ? Le diagramme de l'œil est le résultat de l'accumulation et de la superposition des bits du signal série collecté à la manière de la rémanence de l'oscilloscope. La forme de la figure superposée ressemble à la forme de l'œil humain. Sur l'écran de l'oscilloscope, on peut voir un diagramme de l'œil qui ressemble à un œil. Comme le montre la figure suivante :
Figure 1 : Diagramme de l'œil optique
Le diagramme de l'œil est une série de signaux numériques accumulés et affichés sur l'oscilloscope. Il contient des informations riches. À partir du diagramme de l'œil, nous pouvons observer l'influence de la diaphonie et du bruit inter-codes, qui incarnent les caractéristiques globales des signaux numériques, et nous pouvons estimer le degré de supériorité et d'infériorité du système. Par conséquent, l'analyse du diagramme de l'œil est au cœur de l'analyse de l'intégrité du signal pour les systèmes d'interconnexion à haut débit.
Comment se forme le diagramme de l'œil optique ?
Pourquoi le diagramme de l'œil est-il formé? Il est formé par la superposition d'une série de signaux numériques. Les signaux numériques varient entre le niveau haut et le niveau bas. Prenez un signal numérique 3 bits par exemple. Il se décline en 8 combinaisons :
000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111
Si ces innombrables séquences sont alignées sur un point de référence, puis que les formes d'onde sont empilées les unes sur les autres, le principe est illustré ci-dessous.
Figure 2 : Diagramme schématique du diagramme de l'œil
Il s'agit d'un schéma de l'œil idéal avec « l'œil » suffisamment large. Si le signal n'est pas aussi bon, il y a du bruit ou la diaphonie inter-code est très grande, ce qui rendra l'« œil » du diagramme de l'œil plus petit. Les lignes deviendront floues.
Quelles informations pouvez-vous obtenir sur le signal du diagramme de l'œil ?
- Que signifie le trait épais ?
Figure 3 : Schéma de principe de la ligne épaisse
Comme indiqué ci-dessus, plus la ligne devient épaisse, plus le bruit du signal et la diaphonie inter-code sont forts. Plus « l'œil » est grand et plus le diagramme de l'œil est régulier, moins il y a de diaphonie inter-code du signal. S'il y a du bruit dans le signal, "l'œil" deviendra plus petit et le diagramme de l'œil clair et régulier d'origine deviendra flou et apparaîtra en bandes.
- Que signifie la hauteur des yeux ?
Figure 4 : Diagramme schématique de la hauteur des yeux
Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, plus la hauteur des yeux est élevée, meilleur est le signal. Les deux lignes horizontales rouges sont VIH et VIL, et les flèches à gauche et à droite marquent les moments où le signal passe de 0 à 1. Plus les deux flèches sont larges, plus le temps d'établissement et le temps de maintien du signal d'origine sont proches. Si les deux flèches sont petites, les signaux sont incomplets, produisant des réflexions, des interférences, etc. Cela reflète également la tolérance au bruit du signal.
Avant et après l'échantillonnage, le signal numérique doit avoir un certain temps de configuration et de maintien, et le signal numérique doit être stable pendant cette période de temps pour assurer un échantillonnage correct. Pour la décision de niveau d'entrée, la valeur de haute tension doit être supérieure au VIH, et la valeur de basse tension doit être inférieure au VIL. Les deux lignes rouges ci-dessus permettent de voir si le diagramme de l'œil répond aux exigences.
- Que signifie la largeur des yeux ?
Figure 5 : Diagramme schématique de la largeur des yeux
Comme vous pouvez le voir sur la figure ci-dessus, la flèche rouge indique la largeur des yeux. Lorsque de nombreux signaux sont empilés, la largeur de l'œil reflète bien le temps de stabilité du signal.
Étant donné que le diagramme de l'œil est un graphique pour représenter complètement les informations binaires du signal série, il est devenu l'outil le plus important pour mesurer la qualité du signal, et la mesure du diagramme de l'œil est parfois appelée "Test de qualité du signal (test SQ). » De plus, le fait que le résultat de la mesure du diagramme de l'œil soit qualifié ou non est généralement relatif au « masque ». Le masque spécifie la tolérance des niveaux "1" et "0" du signal série, et la tolérance du temps de montée et de descente.
Par conséquent, la mesure du diagramme de l'œil est parfois appelée « test du masque ». Les masques se présentent également sous diverses formes, et le masque habituel pour les signaux NRZ est illustré dans la partie noire centrale de la figure 5 ci-dessus. Le masque du diagramme de l'œil est différent dans différents nœuds de transmission de données en série, nous devons donc faire attention au type de sous-masque spécifique lors de la sélection du masque.
Si vous utilisez le masque de l'expéditeur comme masque du schéma de l'œil du récepteur, il peut continuer à toucher le masque. Mais les masques de certains signaux comme le signal Ethernet et le signal E1/T1 sont spéciaux, qui ne sont pas du code NRZ.
Si un masque est rencontré lors du test réel, nous l'analysons raisonnablement et essayons de résoudre ce problème. Cependant, certains produits ne sont pas très exigeants, ce qui permet de rencontrer le masque dans une gamme restreinte. C'est le compromis entre la recherche de qualité du concepteur et l'adaptation aux besoins du marché.
Figure 6
Le problème de la figure 6 ci-dessus est que le front descendant est si lent qu'il se croise avec le masque, ce qui indique que la capacité de charge est trop grande, ce qui ralentit le temps de descente.
Figure 7
Le problème de la figure 7 est qu'il existe un phénomène de sonnerie important, indiquant des problèmes d'impédance incontinus ou non adaptés.
Figure8
Il s'agit de lignes doubles à gauche et à droite, ce qui peut être un problème tel qu'un signal d'horloge instable.
Figure 9
Il s'agit d'une double ligne complète sur la figure 9, qui est causée par un courant de modulation ou une commande de puissance instable.
Paramètres avancés
- Taux d'extinction
La formule du taux d'extinction est la suivante :
Formule 1
Le taux d'extinction est le rapport de la valeur moyenne du niveau 1 à celle du niveau 0. Le taux d'extinction est un paramètre très important dans la mesure des émetteurs de communication optique. Plus il est grand, plus les signaux "0" et "1" peuvent être obtenus à l'extrémité de réception du signal, et le meilleur taux de discrimination logique peut être obtenu.
- Pourcentage de croisement des yeux
Le pourcentage de croisement des yeux représente la relation de position entre le point d'intersection et le niveau un et le niveau zéro. Comme le montre la figure ci-dessous :
Figure 10 : Pourcentage de croisement des yeux
Cette intersection est proche d'un niveau, ce qui représente la capacité du signal à transmettre un niveau ou un niveau zéro. Plus un niveau transmet, plus l'intersection se rapproche d'un niveau. Et plus le niveau zéro transmet, plus l'intersection se rapproche du niveau zéro. Le principe est illustré par la figure suivante :
Figure 11 : Relation entre les différents pourcentages de croisement des yeux et le signal du pouls
La figure 11 montre que si le croisement est en haut, un niveau est plus large, et si le croisement est en bas, le niveau zéro est plus large. Pour les signaux généraux, les niveaux de signal 1 et 0 uniformément répartis sont les plus courants. Il est généralement requis que le rapport croisé du diagramme de l'œil soit de 50 %, c'est-à-dire que la même longueur d'impulsions de signal 1 et 0 soit utilisée comme norme pour vérifier les paramètres pertinents. Par conséquent, la perte d'amplitude relative provoquée par la déviation de différents niveaux de signal 1 et 0 peut être efficacement mesurée selon la distribution de la relation de pourcentage de croisement des yeux. Si le pourcentage de croisement des yeux est trop important, c'est-à-dire si trop de signaux à 1 bit sont transmis, l'erreur de signal, le masquage et les valeurs limites seront vérifiés par rapport à cette relation de pourcentage croisé. Si le pourcentage de croisement des yeux est trop faible, c'est-à-dire que trop de signaux de niveau 0 sont transmis, il sera difficile pour les signaux de réception d'en extraire la fréquence, ce qui entraînera l'incapacité de se synchroniser, puis produira une perte de synchronisation. .
- Le facteur Q
La formule du facteur Q est la suivante :
Laits en poudre 2
Le numérateur est la différence entre la valeur moyenne du niveau 1 et du niveau 0, qui est l'amplitude de l'œil. Le dénominateur est la somme des valeurs significatives du bruit au niveau 1 et au niveau 0 ; Ce facteur Q représente la qualité du signal. Plus le facteur Q est élevé, meilleur est le rapport signal sur bruit, meilleur est le signal.
Le facteur Q est généralement affecté par le bruit, la puissance optique et si le signal électrique est adapté en impédance du début à la fin.