眼圖的定義、原理及模型

從理論上講，一個基帶傳輸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

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只要滿足式( 4-27 )，就可消除碼間串?dāng)_。但在實(shí)際系統(tǒng)中要想做到這一點(diǎn)非常困難，甚至是不可能的。這是因為碼間串?dāng)_與發(fā)送濾波器特性、信道特性、接收濾波器特性等因素有關(guān)，在工程實(shí)際中，如果部件調(diào)試不理想或信道特性發(fā)生變化，都可能使

改變，從而引起系統(tǒng)性能變壞。實(shí)踐中，為了使系統(tǒng)達(dá)到最佳化，除了用專門精密儀器進(jìn)行測試和調(diào)整外，大量的維護(hù)工作希望用簡單的方法和通用儀器也能宏觀監(jiān)測系統(tǒng)的性能，觀察眼圖就是其中一個常用的實(shí)驗方法。

4.5.1 眼圖的概念

眼圖是指利用實(shí)驗的方法估計和改善(通過調(diào)整)傳輸系統(tǒng)性能時在示波器上觀察到的一種圖形。觀察眼圖的方法是：用一個示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器掃描周期，使示波器水平掃描周期與接收碼元的周期同步，這時示波器屏幕上看到的圖形像人的眼睛，故稱 為 “眼圖”。從“眼圖”上可 以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響，從而估計系統(tǒng)優(yōu)劣程度。另外也可以用此圖形對接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能。

4.5.2 眼圖形成原理及模型

1. 無噪聲時的眼圖

為解釋眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，圖 4-21 給出了無噪聲情況下，無碼間串?dāng)_和有碼間串?dāng)_的眼圖。

圖 4-21 基帶信號波形及眼圖

圖 4-21 ( a )是無碼間串?dāng)_的雙極性基帶脈沖序列，用示波器觀察它，并將水平掃描周期調(diào)到與碼元周期

一致，由于熒光屏的余輝作用，掃描線所得的每一個碼元波形將重疊在一起，形成如圖 4-21 ( c )所示的線跡細(xì)而清晰的大 “眼睛” ;對于圖 4-21 ( b )所示有碼間串?dāng)_的雙極性基帶脈沖序列，由于存在碼間串?dāng)_，此波形已經(jīng)失真，當(dāng)用示波器觀察時，示波器的掃描跡線不會完全重合，于是形成的眼圖線跡雜亂且不清晰， “ 眼睛 ” 張開的較小，且眼圖不端正，如圖 4-21 ( d )所示。

對比圖 4-21 ( c )和圖 4-21 ( d )可知，眼圖 的 “眼睛” 張開的大小反映著碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。 “眼睛”張的 越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越小;反之表示碼間串?dāng)_越大。

2. 存在噪聲時的眼圖

當(dāng)存在噪聲時，噪聲將疊加在信號上，觀察到的眼圖的線跡會變得模糊不清。若同時存在碼間串?dāng)_ ， “眼睛”將 張開得更小。與無碼間串?dāng)_時的眼圖相比，原來清晰端正的細(xì)線跡，變成了比較模糊的帶狀線，而且不很端正。噪聲越大，線跡越寬，越模糊;碼間串?dāng)_越大，眼圖越不端正。

3. 眼圖的模型

眼圖對于展示數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息：可以從中看出碼間串?dāng)_的大小和噪聲的強(qiáng)弱，有助于直觀地了解碼間串?dāng)_和噪聲的影響，評價一個基帶系統(tǒng)的性能優(yōu)劣;可以指示接收濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_。為了說明眼圖和系統(tǒng)性能的關(guān)系，我們把眼圖簡化為圖 4-22 所示的形狀，稱為眼圖的模型。該圖表明如下意義：

圖 4-22 眼圖的模型

( 1 )最佳抽樣時刻應(yīng) 在 “眼睛” 張開最大的時刻。

( 2 )對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對定時誤差就越靈敏。

( 3 )在抽樣時刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示最大信號畸變。

( 4 )眼圖中央的橫軸位置應(yīng)對應(yīng)判決門限電平。

( 5 )在抽樣時刻上，上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應(yīng)電平的噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。

( 6 )對于利用信號過零點(diǎn)取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點(diǎn)位置的變動范圍，這個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。

關(guān)鍵詞： 眼圖 定義 原理 模型