眼圖形成原理

在數位通訊系統的實體層（Physical Layer）中，資料的定義是以邏輯位準的1與0來做判斷，但在一般示波器上，擷取到的信號是一段相當短的時間，例如示波器的整個顯示幕寬度為100ns，則表示在示波器的有效頻寬、取樣率及記憶體配合下，得到了100ns下的波形資料，但在這麼短的時間中，所分析的資料並不具有代表性，例如信號在每一百萬位元會出現一次突波（Spike），在此時間內，出現的機率很小，因此會錯過某些重要的訊息。若可以以重複疊加的方式，將新的信號不斷的加入顯示幕中，但卻仍然記錄著前次的波形，只要累積的時間夠久，就可以形成一個眼形的圖案，如(圖一)所示，它就好像把一組訊號切成三位元的二進位邏輯疊在一起一般。其中要注意的是，一個完整的眼圖應該包含所有的八組狀態（即000至111），且每一個狀態發生的次數要盡量一致，否則，將有某些訊息無法呈現在顯示幕中，如(圖二)所示。

為了達到量測結果的有效性，一般會採用隨機編碼（Pseudo Random Bit Sequence；PRBS）的方式，這種編碼的好處是當操作完一個迴路後，所有的狀態將會平均分配，使得眼圖的形狀是對稱的，其中又因不同的位元組長度而分成2^7、2^15、2^23、2^31數種規格，而編碼產生的方式，可以由硬體或軟體來達成，硬體的方式是採用數位邏輯電路達成，軟體則是在先將資料存在編碼器內部的記憶體中，經由時脈觸發記憶體中的字串訊號，隨機編碼的另一用途，是量測待測物在各種條件下的誤碼率（Bit Error Ratio；BER），此時需要有同樣編碼行為的錯誤分析儀（Error Analyzer）搭配才可以達到此量測目的。
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