在高速数字电路和通信系统测试中，眼图分析是评估信号完整性的重要手段。罗德与施瓦茨（R&S）的网络分析仪（如ZVA、ZNB系列）结合矢量网络分析（VNA）和时域分析功能，可以间接生成眼图。以下是详细的操作指南。

1. 眼图测试的基本原理

(1) 什么是眼图？

定义：眼图是通过叠加多个比特周期的数字信号形成的图形，用于直观评估信号质量（如抖动、噪声、码间干扰）。

关键参数：

眼高（Eye Height）：垂直开口大小，反映噪声容限。

眼宽（Eye Width）：水平开口大小，反映定时抖动。

交叉点（Crossing Point）：信号上升/下降沿的交汇位置。

(2) 网络分析仪生成眼图的原理

传统方法：通常使用示波器（如R&S RTO6）直接捕获时域信号。

VNA替代方案：

频域测量：通过S参数（如S21）获取信道频响。

时域转换：利用逆傅里叶变换（IFFT）将频域数据转为脉冲响应。

卷积合成：与伪随机码序列（PRBS）卷积生成眼图。

2. 使用R&S VNA测试眼图的步骤

(1) 硬件连接

设备准备：

R&S VNA（如ZVA67，支持时域选项）。

被测件（DUT）：高速数字信道（如PCB走线、电缆）。

校准件：电子校准模块（如R&S ZV-Z51）。

连接方式：

端口1（Port 1）→ DUT输入端。

端口2（Port 2）→ DUT输出端（需50Ω端接）。

(2) 频域测量（S参数）

校准VNA：

按 "Cal" → "Start Cal" 执行全双端口校准（SOLT）。

频率范围覆盖信号带宽（如DC至10 GHz）。

测量S21：

设置扫描频率（如100 MHz - 8 GHz，步进10 MHz）。

保存S21数据（.s2p文件）。

(3) 时域转换与眼图生成

启用时域分析：

按 "Time Domain" 激活选项（需仪器支持）。

选择 "Low Pass Step" 或 "Band Pass" 模式。

设置参数：

上升时间：与信号边沿时间匹配（如20 ps）。

窗函数：选择 "Rectangular" 或 "Kaiser" 减少频谱泄漏。

生成脉冲响应：

按 "Transform" → "Impulse Response"。

调整时域范围（如0 - 5 ns）。

合成眼图：

选择 "Eye Diagram" 模式。

输入 码型参数（如PRBS7、速率5 Gbps）。

执行卷积运算生成眼图。

3. 关键参数设置与优化

(1) 眼图参数

参数 设置建议 影响

码型类型 PRBS7/PRBS31 影响码间干扰模拟的真实性

符号速率 与被测信号一致（如5 Gbps） 决定眼图的水平缩放

参考电平 信号幅度的80% 避免眼图过载或压缩

抖动分析 启用TJ/RJ测量 量化时间域抖动

(2) 校准与补偿

去嵌入（De-embedding）：移除测试夹具的影响（需提前测量夹具S参数）。

均衡（Equalization）：应用CTLE/FFE均衡改善眼图开口。

4. 数据导出与分析

(1) 保存眼图数据

截图：按 "Print" 保存为PNG/PDF。

数据导出：

时域波形（CSV格式）："File" → "Export" → "Time Data"。

眼图参数（如眼高、眼宽）："Measure" → "Eye Mask Test"。

(2) 使用外部工具分析

MATLAB：导入S21数据，通过ifft和conv生成眼图。

Matlab

  % 示例：从S21生成眼图

  s21_data = sparameters('channel.s2p');

  impulse_response = ifft(s21_data.Parameters);

  prbs = prbs(7, 1000);  % 生成PRBS7序列

  eye_diagram = conv(impulse_response, prbs);

5. 常见问题与解决

Q1: 眼图不清晰或闭合？

可能原因：

频带宽度不足（需覆盖信号谐波）。

校准不准确（重新执行SOLT校准）。

解决：

扩展频率范围（如DC至3倍奈奎斯特频率）。

检查DUT阻抗匹配（使用TDR选项诊断阻抗不连续）。

Q2: 时域选项不可用？

确认仪器是否支持 "Time Domain" 选件（如ZVA-K5）。

联系R&S销售启用许可证。

Q3: 如何测量差分信号眼图？

使用 混合模式S参数（如SDD21）：

校准差分端口（需差分校准件）。

在时域中选择 "Differential Mode"。

6. 注意事项

信号幅度：确保输入功率在VNA线性范围内（通常<-10 dBm）。

时间基准：时域分析需精确同步（建议使用外部时钟参考）。

对比验证：与实时示波器（如R&S RTP）结果交叉验证。

如需进一步技术支持可联系18682985902（同微信）