本文通過具體實例詳述眼圖如何評估高速信號系統(tǒng)性能，以常見的光模塊為例詳細(xì)的總結(jié)了眼圖一些常見的參數(shù)和光模塊靈敏度之間的關(guān)系。上節(jié)我們以眼圖作為分析工具，詳細(xì)分析了幅度噪聲和靈敏度的關(guān)系，本節(jié)我們將結(jié)合相位噪聲，分析下相位噪聲對靈敏度的影響。

1、眼圖與靈敏度（相位篇）

上節(jié)我們講過，從PIN管的輸出電眼圖形狀近似升余弦脈沖，濾波后去掉了噪聲，帶寬有限且波形比較完整對稱，有利于判決和提取時鐘，因為一般來說在判決時刻脈沖的幅度最大。

因此CDR的恢復(fù)的時鐘信號正常情況下和眼圖的中心線是重合的，在10G速率下，中心近似和0碼的交叉點有50ps的時基距離。一般情況下，最佳的采樣時機(jī)并不在眼圖的中心，而是一些其他的點。一般DEMUX芯片里有相位設(shè)置的調(diào)節(jié)。判決門限調(diào)整電路用來在電壓域內(nèi)選擇最優(yōu)點，而相位調(diào)整電路就在時域內(nèi)選擇最佳采樣點的。

圖1 利用眼圖說明相位調(diào)整對靈敏度的優(yōu)化作用

如圖1，無論是靈敏度還是OSNR，最佳采樣點必定具有最大的噪聲容限。而相位調(diào)節(jié)對其接收端性能優(yōu)化的原理還是關(guān)系到特定時間點上幅度噪聲大小，幅度噪聲小則噪聲容限大。以上實驗截圖只說明相位調(diào)節(jié)的原理，實際上根據(jù)上節(jié)幅度的分析，弱光功率下的眼圖基本具有對稱性，所以對比OSNR的優(yōu)化，相位調(diào)節(jié)對靈敏度的優(yōu)化能力還是很明顯。這個分析結(jié)果已經(jīng)早已被我們的模塊日常調(diào)試實驗所驗證。

眼圖的“眼高”參數(shù)對應(yīng)的是幅度噪聲的容限，眼寬參數(shù)對應(yīng)的是相位噪聲的容限。

發(fā)送端信號的預(yù)加重可以減小信號的響應(yīng)時間，補(bǔ)償上升邊沿的高頻分量，使得眼圖趨于升余弦對稱，能使最佳判決點趨于眼中并提供較高的噪聲容限。

DEMUX芯片的相位設(shè)置選項如圖2：

圖2 某驅(qū)動芯片的接收端相位偏置設(shè)置

在最佳判決時間，噪聲容限最大，靈敏度最小，示意圖具體推導(dǎo)可參考總結(jié)的公式，無論理論計算中脈沖的波形是否選用高斯脈沖，只要內(nèi)層函數(shù)的增減性不變，得到的曲線形狀都基本一樣。

圖3 相位調(diào)整偏置和靈敏度的關(guān)系

曾嘗試結(jié)合抖動和總結(jié)式推導(dǎo)誤碼率的浴盆曲線，未果，但是采樣點的時間偏置和誤碼率兩者的聯(lián)系關(guān)系是肯定的。

圖4 采樣時間的BER掃描圖

2、總結(jié)

如下是結(jié)合上一篇眼圖幅值和本篇眼圖相位噪聲對靈敏度的影響關(guān)系：

總結(jié)：如圖3，設(shè)滿足誤碼率為10-12時刻光模塊接收功率為P（靈敏度），相位判決t時刻的噪聲總幅度為VN(t)，限幅放大器的靈敏度為Vsensitivity，入光P對應(yīng)的光電幅度為Vpp。PIN管響應(yīng)度為R,跨阻為Rt，則判決失敗率為10^-12時，近似有

而由光電轉(zhuǎn)換Vpp=P*R*Rt，可得光模塊的靈敏度關(guān)系式：

以某光模塊的接收系統(tǒng)為例，

應(yīng)用此公式可進(jìn)行一些理論分析和實驗指導(dǎo)，比如如果要求光模塊的靈敏度低于－17dBm，那么由此公式可計算出總噪聲幅度不能超過12.6mV。（請注意由于PIN管的模擬信號限幅，該公式只適用與Sensitivity小于-5.5dBm的推導(dǎo)）。





審核編輯：劉清