從前大家判斷模擬線纜訊號質量，

通常以直流電阻值、電容值為依據，

但隨著數字系統的廣泛應用，通常數字訊號是二進位制01碼與模擬訊號不同，對應線纜技術指標也隨之不同，我們需要用新的方法鑑別數字線纜的質量這與模擬線纜判斷標準是不同的，那麼應該用什麼方法來判斷訊號的質量是否達標？線纜是否滿足傳輸高速影片訊號的要求呢？

我們說數字訊號測試專案有衰減，特性阻抗，回波損耗，眼圖等等，其中使用TDR測試的眼圖可以最直觀地描述高速數字訊號比如HDMI訊號，SDI訊號的質量與效能。

今天成豐主流線將透過實際案例分析眼圖的優缺點判斷線纜質量情況，接下來讓我們一起了解一下眼圖的基本知識。

一、什麼是眼圖？

用一個示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然後調整示波器掃描週期，使示波器水平掃描週期與接收碼元的週期同步，這時示波器螢幕上看到的圖形像人的眼睛，故稱為“眼圖”。數字訊號的眼圖中包含了豐富的資訊，可以體現數字訊號的整體特徵，能夠很好地評估數字訊號的質量，

因而眼圖的分析是數字系統訊號完整性分析的關鍵之一。

二、眼圖是怎麼形成的？

對於數字訊號，其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以3個bit為例，可以有000-111共8中組合，在時域上將足夠多的上述序列按某一個基準點對齊，然後將其波形疊加起來，就形成了眼圖。

如下圖，對於測試儀器而言，首先從待測訊號中恢復出訊號的時鐘訊號，然後按照時鐘基準來疊加出眼圖，最終予以顯示。

三、眼圖術語解釋

眼高：

眼圖在垂直軸所開的大小，反映訊號的信噪比。

眼寬：

眼圖在水平軸所開的大小，反映訊號的總抖動。

佔空比：

眼圖跳變沿交叉點的上下區域。如果上下區域比例不對稱，則代表佔空比的結果可能存在問題。

抖動：

在橫軸時間軸上，體現為時域的抖動。抖動越大，佔空比和眼寬的範圍都會減小。

噪聲：

在縱軸電壓軸上，體現為電壓的噪聲。噪聲越大，寬度越寬，眼高的高度變小。

四、如何根據眼圖情況分辨訊號質量？

大家注意到圖中紅框圈出的六邊形嗎？這個叫眼圖模板Mask，為了能簡單直觀地判斷眼圖指標是否符合要求，可以將規範定義的要求製作成一個模板，然後透過示波器來呼叫，便可以直接觀察到眼圖線跡是否有接觸到模板。如果沒有接觸到則表示眼圖的指標符合規範要求，同樣如果有接觸到模板，表示眼圖指標不符合規範要求，就是訊號質量不達標了。

掌握了關於眼圖的知識後，接下來我們看一下實際例子，用眼圖來判斷HDMI線纜質量，作為使用者一般判斷HDMI線纜質量是用看影象的方式，

比如用碼流儀連線顯示器的方法，測試HDMI線纜質量是否合格，這個方式不是很準確，

專業線纜廠商使用眼圖測試手段，準確的判斷HDMI訊號的優劣，HDMI線纜質量是否滿足傳輸的要求。

▲ 圖1、3米HDMI銅纜眼圖

▲ 圖2 、5米HDMI銅纜和1米HDMI銅纜中間用轉接頭轉接

上面是兩條不同長度HDMI銅纜的眼圖，上圖是3米HDMI銅纜不加轉接，下圖是5米HDMI銅纜和1米HDMI銅纜中間用轉接頭轉接。根據HDMI協會標準，首先設定眼圖模板，然後判斷眼圖線跡是否有接觸到模板。

▲ HDMI眼圖模板標準

在眼圖上設定好眼圖模板後，很明顯的看到圖1的眼圖線跡都在眼圖模板外。把這個眼圖看做我們的眼睛，眼睛很大，以眼圖模板當作瞳孔，眼白也非常足夠，訊號質量非常好。

反之如圖2，它的眼圖線跡已經進入了眼圖模板，眼高線跡和眼寬線跡非常粗，佔空比空間非常小，說明HDMI訊號經過轉接後在時域上的抖動變的非常大，抖動太大就會造成誤位元速率增加；電平噪聲變的非常多，這樣造成信噪比很差，接收端無法接收到準確的訊號。因此圖2眼圖表示HDMI訊號經過轉接後已經不符合HDMI協議標準，表現在實際工程專案中就是HDMI線纜經過轉接後畫面出現閃屏，噪點，甚至黑屏無訊號等等問題，訊號質量已經不達標了！但是我們用碼流儀測試5米和1米HDMI線纜轉接，顯示器也是有訊號的，偶爾會黑屏一下，發生的時間沒有任何規律，這是因為數字訊號的誤碼是隨機的。如果使用者測試的時間不是很長，次數不是很多，沒有遇到閃屏，黑屏，可能就會誤以為線纜和轉接頭沒有問題，

其實轉接後的HDMI訊號誤位元速率，信噪比都沒有達到標準，這樣給系統埋下了不穩定的隱患。

透過眼圖例項，大家是否學會了用眼圖來判斷訊號質量？我們經常收到客戶諮詢HDMI線纜轉接後發生問題如何解決，在

《原創 | 探討HDMI轉接問題的設計方案》

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中就HDMI轉接的問題進行了討論，首先在設計之初就要驗證轉接方案是否有實施性，其次在除錯階段的對於轉接線路測試手段也應該使用專業看眼圖的方法，而不是用碼流儀之類的裝置，這樣才能保證系統的穩定性，最終保證使用者使用體驗。

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