3. 测试系统搭建：示波器选型、探头选择、时钟恢复单元(CRU)设置
眼图测试，说白了就是看信号质量好不好。但信号好不好，首先得看你拿什么工具去看。我见过不少工程师，拿着不合适的设备硬测，结果眼图一团糟，还以为是设计问题。其实啊，很多时候是测试系统本身没搭对。
这一节，咱们就聊聊怎么搭一套靠谱的眼图测试系统。我会从示波器选型、探头选择，到时钟恢复单元（CRU）的设置，一步步拆开来讲。
3.1 示波器选型：带宽和采样率是硬指标
选示波器，第一件事就是看带宽。带宽不够，眼图的高频分量就被滤掉了，看起来会「虚胖」。我个人的习惯是，示波器带宽至少要是信号速率的 3 倍。
举个例子：
- 25Gbps 的 NRZ 信号，示波器带宽至少 25GHz，最好 33GHz 以上。
- 50Gbps 的 PAM4 信号，带宽要求更高，建议 40GHz 起步。
采样率呢？实时示波器一般够用，但要注意等效时间采样模式。对于重复性信号，等效采样能大幅提升分辨率。我在项目中遇到过，用 20GHz 带宽的示波器测 28Gbps 信号，眼图张角总是不够。后来换了 33GHz 的，问题一下就清楚了——原来是带宽把信号削了。
示波器带宽 ≥ 信号速率 × 3（NRZ）
示波器带宽 ≥ 信号速率 × 2.5（PAM4，但更推荐 3 倍以上）
3.2 探头选择：差分探头是标配
光模块的信号，基本都是差分对。所以探头必须用差分探头，而且带宽要跟示波器匹配。你想想看，示波器带宽 33GHz，探头只有 20GHz，那整体带宽就被探头卡死了。
选探头时，我主要看三点：
- 带宽匹配： 探头带宽 ≥ 示波器带宽，至少不能低太多。
- 负载效应： 探头的输入电容要小，否则会改变信号边沿。我记得有一次，用了一款老探头，输入电容 0.5pF，结果 28Gbps 信号的上升沿从 12ps 变成了 18ps。换了 0.2pF 的探头，才恢复正常。
- 连接方式： 尽量用 SMA 或 2.92mm 接口直接连接，避免用长引线。长引线就是天线，会引入噪声。
3.3 时钟恢复单元（CRU）设置：锁相环是关键
CRU 的作用，是从数据信号里恢复出时钟。没有它，眼图就没办法稳定触发。CRU 的核心是锁相环（PLL），而 PLL 的带宽设置，直接决定了眼图的样子。
设置 CRU 时，我一般按以下步骤来：
- 第一步：选择数据速率。 比如 25.78125Gbps（100G 以太网标准速率）。
- 第二步：设置 PLL 带宽。 标准里通常建议 PLL 带宽为数据速率的 1/1000 到 1/500。比如 25Gbps 信号，PLL 带宽设为 5MHz 到 10MHz 比较合适。
- 第三步：选择环路阶数。 二阶环路最常用，响应快，稳定性好。三阶环路更精准，但容易振荡，我一般不用。
为什么要关注 PLL 带宽？说白了，带宽太宽，CRU 会跟着数据里的抖动跑，眼图看起来抖动很小，但那是假象。带宽太窄，CRU 跟不上低频抖动，眼图看起来抖动很大，也不真实。我习惯用标准里推荐的带宽值，比如 IEEE 802.3 里对 100G 模块的 CRU 带宽有明确要求。
| 数据速率 | PLL 带宽（推荐） | 环路阶数 |
|---|---|---|
| 10.3125 Gbps | 4 MHz | 二阶 |
| 25.78125 Gbps | 10 MHz | 二阶 |
| 53.125 Gbps (PAM4) | 20 MHz | 二阶 |
3.4 测试系统搭建流程（一张图说清楚）
下面这张图，是我自己总结的测试系统搭建流程。每次搭系统前，我都会按这个步骤走一遍，基本不会出错。
3.5 实战中的几个坑
最后，分享几个我踩过的坑，希望能帮你省点时间。
- 坑一： 用长线缆连接 DUT 和示波器。线缆长了，高频损耗大，眼图会变「糊」。我一般把线缆控制在 1 米以内，超过 1 米就得考虑加均衡器。
- 坑二： CRU 的 PLL 带宽设错了。有一次我测 50G PAM4 信号，PLL 带宽设成了 5MHz，结果眼图抖动特别大。后来改成 20MHz，眼图一下就干净了。嗯，这里要注意，PAM4 的 CRU 带宽通常比 NRZ 要宽一些。
- 坑三： 忘记做去嵌（De-embedding）。示波器和探头的频响会引入额外损耗，如果不做去嵌，测出来的眼图会比实际差。我习惯用示波器自带的去嵌功能，或者用 VNA 测出 S 参数再手动补偿。
公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321