在對高速串行數字信號進行測試和驗證的場合，我們會用示波器測試眼圖，從而判別對應信號的質量、設備的穩定度、信道質量，從而判別出哪裡出了問題。眼圖文章從以下幾個問題來討論：什麼是眼圖、眼圖用在什麼場合、反映了波形什麼信息，會通過例子具體分析眼圖含義。
眼圖（英語：eye pattern）是電信系統的一種示波器顯示，顯示接收器上的數字信號，在許多不同的編碼系統下，眼圖看來會像幾個並排在一起的眼睛，故此得名。眼圖會將特定時間內所有可能的變化都重疊在一個屏幕上，是在基頻方波調製系統中，評估信道噪聲及符碼間干擾的實驗工具。
藉由分析眼圖可以看出許多系統的性能和問題，例如信號太長或太短、和時脈的同步不佳、信號電壓太高或太低、太多噪聲、變化太慢、或是有過沖 ( overshoot ) 或下衝（undershoot），都可以在眼圖上看出。若眼圖的“眼睛”部分越大，表示信號失真的幅度越小，若因噪聲或是符碼間干擾造成的信號失真，會使眼圖的“眼睛”部分變小。
眼圖反映的是數字信號受物理器件、信道的影響，工程師可以通過眼圖，迅速得到待測產品中信號的實測參數，並且可以預判在現場可能發生的問題。
眼圖的形成：對於數字信號，其高電平與低電平的變化可以有多種序列組合。以3個bit為例，可以有000-111共8中組合，在時域上將足夠多的上述序列按某一個基準點對齊，然後將其波形疊加起來，就形成了眼圖。如圖1。對於測試儀器而言，首先從待測信號中恢復出信號的時鐘信號，然後按照時鐘基準來疊加出眼圖，最終予以顯示。
眼圖的形成
眼圖中包含的信息：對於一幅真實的眼圖，如下圖2，首先可以看出數字波形的平均上升時間(Rise Time)、下降時間(Fall Time)、上衝(Overshoot)、下衝(Undershoot)、門限電平(Threshold/Crossing Percent)等基本的電平變換的參數。
電平變換參數
信號不可能每次高低電平的電壓值都保持完全一致，也不能保證每次高低電平的上升沿、下降沿都在同一時刻。如圖3，由於多次信號的疊加，眼圖的信號線變粗，出現模糊(Blur)的現象。所以眼圖也反映了信號的噪聲和抖動：在縱軸電壓軸上，體現為電壓的噪聲(Voltage Noise)；在橫軸時間軸上，體現為時域的抖動(Jitter)。
噪聲和抖動
由於噪聲和抖動，眼圖上的空白區域變小。如圖4，在除去抖動和噪聲的基礎上，眼圖上空白的區域在橫軸上的距離稱為眼寬(Eye Width)，在眼圖上疊加的數據足夠多時，眼寬很好的反映了傳輸線上信號的穩定時間；同理，眼圖上空白的區域在縱軸上的距離稱為眼高(Eye Height)，在眼圖上疊加的數據足夠多時，眼高很好的反映了傳輸線上信號的噪聲容限，同時，眼圖中眼高最大的地方，即為最佳判決時刻。
眼高和眼寬
數字信號在採樣前後，需要有一定的建立時間(Setup Time)和保持時間(Hold Time)，數字信號在這一段時間內應保持穩定，才能保證正確採樣，如圖5.1中藍色部分。而對於輸入電平的判決，需要高電平的電壓值高於輸入高電平VIH，低電平的電壓值地與輸入低電平VIL，如圖5.1中的綠色部分。所以，我們可以得知最早的採樣時刻和最晚的採樣時刻如下圖所示。
採樣和判決A
採樣和判決B
在最佳採樣時刻，採樣的誤碼率是最低的，而隨著採樣時刻向時間軸兩側的移動，誤碼率不斷增大，如圖6所示。所以工程上也經常畫出信號採樣週期內誤碼率的變化曲線，稱為澡盆曲線(Bathtub Curve)。
澡盆曲線
在實際測試時，為了提高測試效率，經常使用到的方法是Mask Testing。即根據信號傳輸的需求，在眼圖上規定一個區域（如圖7中的菱形區域），要求左右的信號全部出現在這個區域之外，一旦菱形區域內有出現信號，則宣佈測試未通過。
Mask Testing
眼圖可以顯示出數字信號的傳輸質量，經常用於需要對電子設備、芯片中串行數字信號或者高速數字信號進行測試及驗證的場合，歸根結底是對數字信號質量的一種快速而又非常直觀的觀測手段。因為信號的抖動，反映在時域上信號的穩定時間減小，眼圖眼寬變窄；信號的噪聲，反映在信號幅度上，眼圖眼高變小，眼高很好的反映了噪聲容限。在測試中，我們會使用Mask Testing，可以很方便的判斷測試的眼圖是否滿足信號協議。
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