2.2. Đo mẫu mắt tín hiệu
2.2.1. Các máy đo mẫu mắt
Để phân tích mắt tín hiệu có thể sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau. Cách đơn giản nhất là sử dụng các bộ hiện dao động số (digital osilloscope). Ngoài ra còn có nhiều hãng sản xuất máy đo có các thiết bị chuyên dụng để phân tích mẫu mắt tín hiệu.
Thiết bị hiện dao động số - Thiết bị dao động số AT7000
Hình 2.10: Thiết bị AT7000
Thiết bị AT7000 cho phép phân tích tín hiệu với tần số lên tới 100MHz. Sử dụng thuật toán FFT để phân tích các kết quả đo. Ngoài tính năng như một thiết bị hiện dao động, AT7000 còn hiển thị dạng mẫu mắt tín hiệu và một số tham số liên quan tới tín hiệu như: Vpp, Vrms, Vmax, Vmin, Freq, Period, Risetime, Falltime, +Width, -Width (chi tiết tham khảo phụ lục 1, thiết bị AT7000).
- Thiết bị GPIB
Hình 2.11: Thiết bị GPIB
Thiết bị GPIB cũng có tính năng tương tự với thiết bị AT7000 đã nêu trên (chi tiếp tham khảo phụ lục 1, thiết bị GPIB).
- Thiết bị hiện dao động WaveExpert
Hình 2.12: Thiết bị WaveExpert
Thiết bị WaveExpert là một máy đo chuyên dụng dạng dao động ký của hãng LeCroy có dải tần số làm việc lên tới 100GHz, cho phép phân tích mẫu mắt tín hiệu cả cả tín hiệu quang và tín hiệu điện ( phụ lục 1, thiết bị WaveExpert).
Các máy đo chuyên dụng
- Thiết bị đo mắt truyền dẫn MP1026B hãng Anritsu
Hình 2.13: Thiết bị đo mắt truyền dẫn MP1026B hãng Anritsu
Thiết bị đo MP1026B của hãng Anritsu là một máy đo tín hiệu quang dạng cầm tay với dải tần số làm việc lên tới 25GHz và có thể đo đồng thời 2 kênh. Bước sóng làm
việc của thiết bị là 850 nm, 1310 nm hoặc 1550 nm. Đây là một thiết bị hiện đại, cho phép thực hiện đựơc nhiều chức năng đo (phụ thuộc vào modul) thích hợp cho các công tác đo kiểm tại hiện trường (chi tiết tham khảo phụ lục 1, thiết bị MP1026B).
2.2.2. Quy trình đo mẫu mắt tín hiệu
Quá trình phân tích mẫu mắt xung tín hiệu thực hiện theo các bước sau đây:
Hình 2.13: Quy trình phân tích mẫu mắt tín hiệu - Bước 1: khởi động thiết bị
Để đo mẫu mắt tín hiệu có thể sử dụng loại thiết bị khác nhau như máy hiện dao động (osilloscope) hoặc thiết bị chuyên dụng khác. Trước khi thực hiện bài đo, khởi động thiết bị đo để thiết bị tải các chương trình ứng dụng, các khối phần cứng chạy ổn định, thông thường khoảng thời gian để thiết bị ổn định là từ 5 đến 10 phút. Thiết bị càng chạy ổn định thì kết quả đo càng chính xác, tin cậy.
- Bước 2: kết nối thiết bị đo
Đối với các hệ thống truyền dẫn tín hiệu không có điểm đo kiểm (test point) thì kết nối trức tiếp thiết bị đo với đường truyền tín hiệu cần đo, đối với các hệ thống có điểm đo thì kết nối thiết bị vào điểm đo.
Để đo được mắt tín hiệu thì thiết bị cần có xung đồng hồ tham chiếu. Có thể lấy xung tham chiếu từ hệ thống cần đo hoặc lấy từ bộ dao động của thiết bị đo.
Thực hiện phép đo khác
Bước 1
Bước 2
Bước 3
Bước 4
Bước 5 Kết nối
thiết bị đo
Thiết lập tham số
Phân tích mẫu mắt tín
hiệu
Kết thúc Khởi động thiết bị đo
Hình 2.14: Kết nối xung đồng hồ cho thiết bị đo - Bước 3: thiết lập tham số đo
Các tham số cần thiết lập cho kỹ thuật đo mẫu mắt tín hiệu số bao gồm:
+ Chọn chế độ xung đồng hồ nhịp, nếu sử dụng đồng hồ nội lấy xung nhịp của thiết bị đo thì kết nối như xung chuẩn từ bộ phát tới cổng tham chiếu “ject”.
+ Chọn các chế độ hiển thị kết quả trên màn hình máy đo.
+ Thiết lập độ phân giải cho máy đo, độ phân giải càng cao thì thời gian thực hiện phép đo càng lớn.
- Bước 4: phân tích mắt tín hiệu số
Thao tác dể đo mẫu mắt tín hiệu tương đối đơn giản. Sau khi khởi động phép đo khoảng một phút (tùy loại thiết bị) là ta có kết quả hiển thị trên màn hình.
Kết quả phân tích mắt tín hiệu trực quan, cho phép người thực hiện có thể đọc được ngay các kết quả đo. Tuy nhiên thông qua mẫu mắt tín hiệu ta có thể suy thêm ra được một số kết quả khác để đánh giá chất lượng hệ thống.
- Hệ số chất lượng xung Q
Hệ số chất lượng xung là đại lượng đánh giá chất lượng của xung tín hiệu sau khi truyền đi trên mạng truyền dẫn. Đối với bất kỳ mạng truyền tin nào, chỉ số Q càng lớn tức là mức tin cậy của tín hiệu truyền đi càng cao. Công thức xác định hệ sô Q được xác định như sau:
Q =muc danhdinh muc danhdinh uc trungbinhm uc
trungbinhm
"
0
"
"
1
"
"
0
"
"
1
"
- Tỉ số lỗi bit BER
Là tỉ số giữa số bít lỗi và tổng số bít đã phát đi. Các bít lỗi ở đây là các bit “1”
nhưng bộ quyết định của thiết bị thu lại quy định là bit “0” hoặc ngượic lại.
Từ đó ta cũng rút ra mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ số lỗi bít được xác định như sau:
2 exp 2
2
Q Q BER
- Độ rung pha của tín hiệu
Là sự sai lệch về thời của tín hiệu tại điểm đường nằm ngang nằm cách đều ngưỡng giới hạn trên và giới hạn dưới. Rung pha là sự sai lệch của tin hiệu định thời trong một khoảng thời gian ngắn với sự dịch chuyển tần số lớn hơn 10Hz.
- Bước 5: Kết thúc phép đo
Các thiết bị hiển thị dạng sóng trước đây không có khả năng lưu trữ kết quả đo. Do đó sau khi phân tích cần ghi chép lại kết quả đo để phục vụ công tác báo cáo, tổng hợp. Các thiết bị osilloscope số và các thiết bị đo chuyên dụng hiện đại đều hỗ trợ bộ nhớ trong hoặc thẻ nhớ cắm thêm để lưu kết quả đo dưới dạng file mềm. Số kết quả đo có khả năng lưu trữ tùy thuộc vào dung lượng thẻ nhớ mà máy hỗ trợ.
Tắt tất các các tiến trình đang chạy trước khi tắt nguồn thiết bị đo. Để cho thiết bị tắt hẳn và tỏa bớt nhiệt trước khi cất giữ thiết bị.