一 般而言，生成眼图需要通过测量大量的数据，然后再从其中恢复得到。示波器测量 眼图中，经过前期的数据采集，其内存中可以获得完整的数据记录。然后，利用硬件或者 软件对时钟进行恢复或提取得到同步时钟信号，用此时钟信号与数据记录中的数据同步到 每个比特，此时时钟信号与数据信号在相位上是对齐的。通过恢复时钟的触发，把数据流 中捕获的多个 1 UI(单位间隔，相当于一个时钟周期)的信号重叠起来，也即将每个比特的 数据波形重叠，最后得到眼图。 力科公司提供的示波器资料中，描述了目前用到的两种眼图的测量方法，即传统眼图 测量方法与现代眼图测量方法，详细介绍如下：
2.1 传统眼图测量方法
示波器中传统的眼图测量方法就是同步触发一次，叠加一次，然后再触发再叠加。每 触发一次，眼图上增加一个 UI，每个 UI 的数据是相对于触发点排列的，因此是“Single-Bit Eye”，其形成过程如下图所示：
图 传统眼图形成方法
传统的同步触发原理，也就是说如何使每个 UI 的数据相对于触发点对齐排列，有两种方法，如下：
(1) 在被测电路板上到和串行数据同步的时钟，将此时钟作为示波器的触发源，且时 钟的边沿作为触发的条件。来一个时钟边沿则触发一次，从而使每个 UI 的数据相对于触发排列，实现同步触发。
(2) 一般传输的串行数据信号中混合数据信号与时钟信号，将待测的串行信号同时输入 到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道，硬件 CDR 恢复出串行数据里内嵌的时钟，以恢复出的时钟信号作为示波器的触发源，利用时钟边沿实现触发，从而使每个 UI的数据相对于触发排列，实现同步触发。 用传统的眼图测量方法，我们可以得到整个系统的眼图，从而可以评估系统的性能。
但是，对于现代系统的评估而言，它还存在如下的缺陷：
(1) 效率比较低。如果需要测量高速信号，则需要测量大量的数据，如 1 百万个 UI 的 眼图，触发时间花费较长。
保健油(2) 器件触发抖动影响。由于每次触发只能叠加一个 UI，形成 1 百万个 UI 的眼图就需 要触发 1 百万次，这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。
对于高速信号来说，这种抖动是不可忽略的。
(3)CDR 抖动的影响。传统的眼图测量方法利用硬件 CDR 原理，但是这种同步方法引 入了硬件 CDR 抖动，对眼图测量误差较大。
(4)硬件 CDR 只能侦测连续串行信号才能正常工作，如果被测信号不是连续的，譬如两段连续比特位之间有一段低电平，硬件 CDR 就不能恢复出正确的时钟。因此，传统测 量方法的工作原理决定了它不能对间歇性的串行信号做眼图。
(5) 由于传统的方法需要及时的时钟信号才会正常的工作，对于保存的波形数据等，由 于没有办法恢复时钟信号，也就不能在这些保存的数据的基础上形成眼图。还有，不能对运算后的波形做眼图，这限制了应用范围。
2.2现代眼图测量方法
考 虑到传统眼图测量方法的缺陷，我们这里详细阐述现代眼图的测量方法。现代眼图 测量方法主要利用软件来实现，首先捕获一组连续比特位的信号，然后用软件PLL方法（软 件算法）恢复出时钟，最后利用恢复出的时钟和捕获到的信号按比特位切割，切割一次， 叠
满液式蒸发器加一次，最终将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加在一起，这样就形成了眼图，以 下是其形成方法的示意图。
图 现代眼图形成方法
相比较传统的眼图测量方法而言，现代眼图测量方法的优势体现在如下的几个方面：
(1)形成眼图的效率非常高，准确度也较高。一次捕获大量数据后，再用处理器可以在 很短的时间内形成眼图，这样可以到一些违反规则的偶然事件。
(2)触发抖动影响很小。通过触发一次捕获的大量数据就能形成大量数据的眼图，触发 一次的抖动在大量的数据形成的眼图中，可以看作为零。
(3) 时钟恢复抖动为 0。现代方法利用软件 PLL 方法进行时钟恢复，它不需要外部的时 钟信号。而传统的方法用硬件电路来恢复时钟，这种额外的电子器件给时钟信号和数据比特之间的定时增加了某些额外的噪声或者抖动。软件锁相环以数学方式对信 号应用相同类 型的时钟恢复滤波器和门，而不是通过硬件应用。因此，它可以在不增加抖动的情况下恢复时钟，其抖动也为零。
古书装订(4)现代方法只是利用软件进行时钟的恢复，因此只要从大量数据中提取到时钟信号就 可以将眼图恢复出来。因此，该方法可以对局部放大之后的波形做眼图，可以对历史保存的波形做眼图，并且可以有一些高级眼图分析功能，相比传统眼图生成方法，其具有很大的优势。 通过以上对眼图形成原理和方法的分析，我们知道眼图形成电路原理与数字示波器采集信号原理类似，只是没有数字示波器设计那么复杂，因此，在本文以下的章节中，先主
要讲解数字示波器的形成原理，再结合实际将眼图形成的电路框架构建出来。
3 数字示波器原理
有线电视分支分配器一般而言，我们可以从实时示波器、采样示波器等仪器中观测到眼图，因此我们可以 根据数字示波器中眼图的实现方法来构建眼图的形成构架，以期利用现有的知识，通过改变或者改进电路原理来达到眼图的设计。
数字示波器主要包括信号调理电路、采集和存储部分电路、触发电路、软件处理及显 示部分，其基本的电路框图如下所示。
图 数字示波器基本电路框图
通 过数字示波器的原理框图可以知道，模拟信号必须先经过信号调理电路，将模拟信号进行适当的衰减或者放大，使信号能够较理想的输入到 ADC 中进行模数转换。经过调理的信号送到 ADC 中，经过控制器控制 ADC 进行信号的采样，同时经过调理的信号可以 送到触发电路。经过 ADC 转换后的信号为数字信号，保存到存储器中，随后利用软件对这些数据进行处理，比如采用正弦内插算法进行波形的重建，重建后的波形可以进行各种 各样的参数测量、信号运算和分析等，最终的结果可以直接显示到屏幕上，参考体系结构如下图所示：
图 数字示波器参考体系结构
通过以上对数字示波器的分析，许多因素可以影响到数字示波器的测试精度，在实际中有必要掌握各个指标的含义，数字示波器的指标列写如下：
（1）最大取样速率
定义：单位时间内完成的完整 AD 转换的最高次数。
最大取样速率主要由 AD 转换器的最高转换速率来决定，最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈强。
