美国力科公司深圳代表处 曹刘 

 前言

示波器的五大基本功能之一就是测量，通过示波器的测量功能可以直观地体现波形的基本特征，如波形的上升下降时间，幅值，周期，频率等等。测量的方法包括使用光标，使用示波器自带的测量参数，必要时需使用其他特别的测量方法。

对于目前GHz以上的信号，最常表征信号特征的方式就是使用眼图，通过观察，测量以及分析眼图就可以非常直观地了解信号质量，如比如幅度（包括噪声，过冲 等）和时序（上升下降时间，抖动等）特征。下面我们以眼高测量为例来介绍一台高端示波器在测量上的特点。

眼高参数定义

与眼图相关的最重要的测量参数包括眼高，眼宽，1电平，0电平等等。这些参数的定义，如下图所示，1电平与0电平表示选取眼图中间部分20%的UI向垂直 轴做直方图，其中出现概率最大点的高低电平分别定义为1点平和0电平，眼幅度即为“1”电平与“0”电平差值。眼幅度减去高低电平标准偏差值的3倍即为眼 高。

光标测量方法

 对于眼高的测量，示波器提供不同的方法，若用户对测试的准确度要求不高可以使用光标直接测量。光标测量是从模拟示波器沿用过来的，特点时容易设置，直观，但是测试精度有限，它无法利用示波器的处理精度与处理速度，不同的使用者测量出来的结果可能会差别很大。我们可以说这种方法并不能真正反映真实的眼高，但在客户要求测量精度不高的情况下可以使用，非常直观。

示波器参数测量

使用示波器的眼高参数测量，非常的简洁方便，如下图所示在眼图参数测量中直接在Eye Height前直接打上勾，示波器会直接帮助用户计算出眼高。

自定义眼高测量

有经验的工程师可能遇到过这种情况，就是眼图质量很差的情况下，比如眼图即将闭合时，眼高的测试有时候无法进行，或者说无法准确的测量出来，这个时候需要用户使用其他的方法来测试，下面我就给大家介绍一下自定义眼高测量，或称为手动测试方法。

1）  如下图所示，示波器生成眼图之后，我们对眼图做垂直直方图，F8=Phistogram（Eye）；

左上角的直方图即为0电平与1电平的直方图分布，如上图所示。

2）测量左上角直方图的Range，即P1=Hist Range（F8），也就是右上角的P1。

3）  计算0电平直方图的Range：P2=Hist range(F8)  ，如下图

4）同样地，我们设置P3=Hist range(F8) 

5）将P2+P3相加：P4=P2+P3

6）至此您可能已经知道下一步要做什么，只需再做一个P5=P1-P4，即得出定义的眼高

在步骤一中，是选择眼图中间很小的一个切片（图中显示的切片厚度为0.1ps）作垂直直方图显示。假如测量过程中出现幅值些微变化的信号，在切片中都会导 致测量的差异。下图就是很好的例子，使用同样的信号源，同样的设置条件，2次单次捕获的眼图，使用自定义测试眼高的结果是不一样的，第一幅图中使用自定义 测量出眼高为340.2mV，使用光标卡出的值是351mV；第二幅图中使用自定义方法测量出眼高为331.6mV，使用光标卡出的值仍然是351mV。 但是使用自定义眼高测量的结果相差接近10mV！而使用光标测试的结果却是一样的（需要额外指出的是这个光标的位置是实验中的“我”认为是准确的，也许您 看到会说：我认为你光标卡的位置不对，应该是再向上移动一些或向下一些云云，这也就是我们上面所说的光标测试结果会随测试者的不同而不同）。但是自定义眼 高测量是完全按照算法定义来进行的，测量的差异一定是因为出现幅值异常而导致的，但是这种差异使用光标是无法真正反映出来的！

总结

综合以上而言，对于眼高的测量，力科给用户提供了3种测量方法，各有特点：

1）光标测量：

   最基本的测量工具是从模拟示波器中沿用过来的; 容易设置和使用;需要使用者目测测量波形的位置;测量精度差，

容易有使用者误差，不能利用DSO的处理速度和精确度。

2）示波器参数测量

方便简洁，直观显示;在眼图质量好的情况下，非常精准,但在眼图即将闭合的情况或有眼图有“双眼皮”时，可能导致结果不准确。

3）自定义参数测量

  测量结果精确,结果会由信号的随机性而变化。