眼图、星座图、瀑布图

眼图：

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眼图：依赖数据的电气测量方法，用来评估高速信号质量。时域测量，每组样本都会出现测量的变化，通过收集信号中的这些变化，可以确定有关系统性能的更多信息。以这种方式构建眼图。眼图通常用于模拟系统，评估产品，调试系统级问题，通常这些系统包括高速数据链路，如USB,DisplayPort,HDMI,以太网等。眼图并未显示协议层的具体细节，但可以从电气角度来确定数据相关故障的原因，如位错误、数据包丢失、接收器终止不正确。此外，大多数高速差分信号、信令协议使用眼图测试评估信号质量，并确认信号符合特定标准(由eye mask定义)。
在这里插入图片描述

上面的图显示了在高速信号环境有很大的损失，图的中心部分出现了开口（通常被称为eye
open）,表明系统具有很差的信号质量，可能导致高误码率。
下面的图，同样的眼图信号通过引入高速信号调节器，这使得信号通过眼图测达到可接受的信号性能和位错误率。

由于示波器的余辉作用，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成眼图。由于示波器具有余辉功能，只要将捕获的所有波形按每三个比特分别地叠加累积 (如上图所示)，从而就形成了眼图。

一般均可以用示波器观测到信号的眼图，其具体的操作方法为：将示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征。

实时波形能够反映波形的细节，如观察上升/下降边沿、过冲、单调性等。
眼图能够体现信号的整体特征。
实时波形很好，可以说明信号品质没有问题吗？不一定，只能代表某些比特。
眼图很好，可以说明信号品质没有问题吗？当然可以。代表整体。
有时候为了能简单直观地判断眼图指标是否符合要求，可以将规范定义的要求制作成一个模板，然后通过示波器来调用，便可以直接观察到眼图是否有接触到模板。如果没有接触到则表示眼图的指标符合规范要求，同样如果有接触到模板，也可以根据接触的位置针对性的改善。不需要像传统的测试方法去一一地测量眼图指标了。前面讲到了眼图模板，眼图的测试主要是用来检测高速串行传输的信号质量，不论是SATA、PCI Express还是USB，标准都有提供眼图模板的标准给工程师作为眼图的测量准则。如图所示，是USB2.0 TX的眼图模板，所谓的眼图模板主要是用在判断眼图是否符合规范的要求，图中ABCDEF6点所围成的六边形红色区域以及GH以上、IJ一下区域代表所谓的【禁止区域】。

对于有经验的工程师可以从眼图上发现信号是否存在阻抗不匹配导致的反射，以及某种抖动成分偏大，甚至知道如何来优化眼图质量。总体来说：眼图的张开度与抖动和BER相关联；眼图张开越大，表明对噪声和抖动的容许误差越大；眼图张开越大，表明接收器判断灵敏度越好；眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低

在数字电路系统中，发送端发送出多个比特的数据，由于多种因素的影响，接收端可能会接收到一些错误的比特（即误码）。错误的比特数与总的比特数之比称为误码率，即Bit Error Ratio，简称 BER。

误码率是描述数字电路系统性能的最重要的参数。在GHz比特率的通信电路系统中（比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA），通常要求 BER 小于或等于10^12。误码率较大时，通信系统的效率低、性能不稳定。影响误码率的因素包括抖动、噪声、信道的损耗、信号的比特率等。在误
码率（BER）的测试中，码型发生器会生成数十亿个数据比特，并将这些数据比特发送给输入设备，然后在输出端接收这些数据比特。然后，误码分析仪将接收到
的数据与发送的原始数据一位一位进行对比，确定哪些码接收错误，随后会给出一段时间内内计算得到的 BER。

星座图：

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星座图，就是说一个坐标，如高中的单位圆，横坐标是I，纵坐标是Q，相应于投影到I轴的，叫同相分量，同理投影到Q轴的叫正交分量。由于信号幅度有差别，那么就有可能落在单位圆之内。具体地说，64QAM，符号有64个，等于2的6次方，因此每个符号需要6个二进制来代表才够用。这64个符号就落在单位圆内，根据幅度和相位的不同落的地方也不同。从其中一个点跳到另一个点，就意味着相位调制和幅度调制同时完成了。

瀑布图：

（制表领域）瀑布图：此种图表采用绝对值与相对值结合的方式，适用于表达数个特定数值之间的数量变化关系。因为形似瀑布而得名，它能够比较好地体现数据分析的对比思维和细分思维。
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（无线电领域）瀑布图：

频谱瀑布图，英文Waterfall plot，简称瀑布图，又称谱阵图。是将等间距时间或者转速变化下振动或噪声的系列功率谱或者是幅值谱相叠置而成的三维谱线图，显示振动、噪声信号中各阶次成分 随转速或时间变化的情况。**随时间的变化或者转速的增大，整个三维图像中的功率谱或者幅值谱会随之发生渐变，**其形状非常类似瀑布的流动，因此被称之为“瀑布图”。
普通频谱图x轴是频率，y轴是幅度；而瀑布图x轴是频率，y轴是时间，幅度则用不同颜色表示。随着时间的的变化，整个频谱由上到下移动，看起来像瀑布，所以叫瀑布图。
一般以紫色或蓝色的背景出现在我们面前，而不时出现的亮颜色长条即为信号（而不区分它是干扰还是有用信号）。其实它的原理非常简单——你可以把它想象成一张从打印机里不停的打印出来的纸，这张纸没有尽头，而每一个信号在纸打印的瞬间的强弱都变成了纸上黑点的深浅不同。如果你用这样的方式去理解瀑布图，那你就很快会明白瀑布图的原理，以及图上都是什么内容。https://www.sohu.com/a/124826097_610733
当我们调节波轮/鼠标单击的时候，我们就能够改变接收的中心频率，同时瀑布图的显示也会随之改变。当我们确定了操作模式之后，在瀑布图上一般也能够显示出相应的模式带宽。凭借着信号图形的宽窄和带宽的比较，我们可以大致的确认信号所使用的模式。

左边的细线是CW信号，而右边是LSB信号
你能直接看到一条细细的亮条，放大看看还能看见明显的点划？那肯定是CW的电报信号。而如果是一道密度没有明显区别的大粗条呢？有可能是FM调制的数字模式哦！

但如果你碰到了LSB/USB模式这种带宽相同，调制不同的模式，除了试两次以外，我们还有什么样的办法吗？还记得我刚刚说过的信号强弱与颜色的关系吗？因为单边带信号多由AM信号滤去载波及半个边带得到，所以在原来的载波的位置附近信号能量较强，LSB信号的右侧会出现一条明显可见的较强竖线，而USB信号的左侧会出现这条竖线。这样你就能一眼区分出信号的边带了。