为什么0101时钟的眼图比PRBS更漂亮，却不能用它来测试信道？

简单直接的结论是在同样信道下输入 “01010101...” 这种时钟模式Clock Pattern得到的眼图通常比 PRBS伪随机二进制序列的眼图看起来“更好”即眼图更张开、抖动更小、质量更高。但需要注意这并不代表时钟模式是更全面的测试信号。以下为你详细对比原因。核心原因码间干扰ISI的差异眼图的好坏很大程度上取决于码间干扰的严重程度。0101... 时钟模式这是严格的周期信号只有一种固定的跳变模式0101...。每个比特的“历史”完全一样总是前一个1后面跟0前一个0后面跟1。因此信道产生的反射、衰减对每个比特的影响完全相同。没有不同序列长度比如连续5个1再跳变导致的累积效应。结果眼图的“眼皮”几乎只有一条线非常清晰抖动极小眼高很大。PRBS如 PRBS7、PRBS15、PRBS31连续多个1会为传输电容/电感“充电”到更高电平。连续多个0会让电平“放电”到更低电平。紧跟着的一个跳变其初始状态充电还是放电就不同导致到达判决点的电平出现偏差。这是伪随机序列包含所有可能的短序列组合如连续的1个1、2个1…直到N个连续的1以及各种跳变。不同组合对信道的影响不同结果眼图叠加了所有不同历史状态下的波形轨迹出现多重眼皮多个不同高度的轨迹线眼睛睁开的幅度眼高和水平宽度眼宽都会明显减小。这就是典型的ISI效应。定性对比表格特性010101... 时钟模式PRBS (比如 PRBS7)眼图外观非常清晰、干净一个“大眼睛”有很多杂乱的轨迹眼睛变小甚至可能接近闭合长信道下眼高 (Eye Height)接近理想峰峰值显著减小眼宽 (Eye Width)接近整个UI单位间隔减小确定性抖动 (DJ)极低几乎没有ISI抖动较高主要来自ISI真实场景模拟度很差现实中几乎没有这种数据很好接近真实随机数据主要测试用途测量基本带宽、正弦响应、纯时钟恢复测量ISI、均衡器性能、误码率一个形象的类比0101... 时钟模式像是在一条平整的赛道上让一辆固定的赛车以恒定的油门反复跑固定的弯道。每次轨迹几乎完全重合看起来非常完美。PRBS像是在同一条赛道上让不同的赛车不同重量、加速度以变化的速度不同历史导致的不同初始状态跑所有可能的弯道组合。轨迹散布看起来就杂乱。重要警告不要被“好看”误导永远不要用时钟模式的眼图来判定信道是否合格。谎言一个信道可能在0101模式下眼图非常漂亮但一旦通过PRBS7或PRBS31眼图可能完全闭合。原因0101只测试了信道的离散单频响应频率 数据率/2。它完全暴露不了信道对于低频长连0/1和高频快速跳变之间的相互干扰的响应问题。工业标准绝大多数高速串行标准PCIe, USB, Ethernet, SATA等强制要求使用PRBS作为测试码型通常是PRBS7、PRBS9、PRBS15或PRBS31。因为只有PRBS才能模拟真实数据流暴露均衡、CDR锁定、ISI等问题。实际应用建议调试阶段先用0101看一下信道的基本带宽和连接是否通断。如果0101的眼图都很差说明信道有严重问题比如短路、断线、反射极大。性能评估/合规测试必须使用PRBS。同时观察眼图、误码率BER、抖动浴盆曲线等指标。极端情况PRBS31包含极长的连续相同位数对信道的低频损耗和基线漂移是严峻考验眼图往往最差。总结答案哪个眼图更好看-010101...它会给出一个非常干净、张大的眼图。哪个能反映真实性能-PRBS。它的眼图虽然“难看”但代表了真实工作条件下的信号质量。如果你的设计在PRBS31下能通过眼图模板和误码率要求那才是真正的好设计。盯着0101漂亮的眼图沾沾自喜在实际传输数据时可能会出大问题。欢迎加入【SIPI EMIEMC IC芯片先进封装】在这个浮躁的时代我们一起沉下心过滤噪音直取干货与我们同步思考做出更优决策。我们有实打实的避坑经验和深度答疑也会分享更多有价值的文献报告以及之前的付费文章等等欢迎各位加入我正在「SIPI_EMC」和朋友们讨论有趣的话题你⼀起来吧br/https://t.zsxq.com/4QtGG