波形參數測試是數字信號質量評估最常用的測量方法，但是隨著數字信號速率的提高，僅僅靠幅度、上升時間等的波形參數的測量方法越來越不適用了。

比如下圖的一個5Gbps的信號來說，由于受到傳輸通道的損耗的影響，不同位置的信號的幅度、上升時間、脈沖寬度等都是不一樣的。不同的操作人員在波形的不同位置測量得到的結果也是不一樣的。

因此我們必須采用別的方法對于信號的質量進行評估，對于高速數字信號來說最常用的就是眼圖的測量方法。

所謂眼圖，實際上就是高速數字信號不同位置的數據比特按照時鐘的間隔疊加在一起自然形成的一個統計分布圖。

下面幾張圖顯示了眼圖的形成過程。我們可以看到，隨著疊加的波形數量的增加，數字信號逐漸形成了一個個類似眼睛一樣的形狀，我們就把這種圖形叫做眼圖。

當數字信號疊加形成眼圖以后，為了方便地區分信號在不同位置出現的概率大小，更多的時候會用彩色余輝的模式進行信號的觀察。彩色余輝就是把信號在屏幕上不同位置出現的概率大小用相應的顏色表示出來，這樣可以直觀地看出信號的噪聲、抖動等的分布情況。下圖是個用彩色余輝顯示的眼圖。

對于眼圖的概念，有以下幾點比較重要：

眼圖是波形的疊加：眼圖的測量方法不是對單一波形或特定比特位置的波形參數進行測量，而是把盡可能多的波形或比特疊加在一起，這樣可以看到信號的統計分布情況。只有最差的信號都滿足我們對于信號的最基本要求，才說明信號質量是可以接受的。

波形需要以時鐘為基準進行疊加：眼圖是對多個波形或bit的疊加，但這個疊加不是任意的，通常要以時鐘為基準。對于很多并行總線來說，由于大部分都有專門的時鐘傳輸通道，所以通常會以時鐘通道為觸發，對數據信號的波形進行疊加形成眼圖，一般的示波器都具備這個功能。而對于很多高速的串行總線信號來說，由于時鐘信息嵌入在數據流里，所以需要測量設備有相應的時鐘恢復功能（可能是硬件的也可能是軟件的），能夠先從數據流里提取出時鐘，然后以這個時鐘為基準對數據比特進行疊加才能形成眼圖。因此，很多高速串行數字信號的眼圖測試通常需要該示波器或測量設備有相應的時鐘恢復功能。下圖是個對串行數據流進行軟件時鐘恢復的例子。

真正意義的眼圖是以時鐘為基準進行疊加的：眼圖測量的根本目的是判斷該數據信號相對于其時鐘信號（可能是專門的時鐘通道也可能是內嵌的時鐘信息）的建立/保持時間窗口、采樣時的信號幅度等參數滿足標準要求，所以眼圖測量一定是要以其參考時鐘為基準進行信號疊加才有意義。有時用數據信號自身的邊沿觸發進行自然疊加也能形成類似眼圖的形狀，但這不是真正意義上的眼圖。

低速信號的眼圖：很多速率不太高的總線也可以做眼圖測量，但由于數據比特較寬，上升時間相對于數據比特寬度占的比例很小，所以一些低速數字信號的眼圖可能比較方正或者比較規整，看起來不太象眼睛，但從物理含義上說這仍然是一種眼圖。下圖是一個低速的數字信號疊加形成的眼圖的例子。

眼圖測量中需要疊加的波形或比特的數量：在眼圖測量中，疊加的波形或比特的數量不一樣，可能得到的眼圖結果會有細微的差異。由于隨機噪聲和隨機抖動的存在，疊加的波形或比特數量越多，則眼的張開程度會越小，就越能測到最惡劣的情況，但相應的測試時間也會變長。為了在測量結果的可靠性以及測量時間上做一個折衷，有些標準會規定眼圖測量需要疊加的波形或比特數量，比如需要疊加1000個波形或者疊加1M個比特等。

眼圖位置的選擇：當數字信號進行波形或者比特疊加后，形成的不只是一個眼圖，而是一個個連續的眼圖。如果疊加的波形或者比特數量足夠，這些眼圖都是很相似的，因此可以對其中任何一個眼圖進行測量。下圖顯示的是疊加形成的多個連續的眼圖，可以看到每個眼圖都是很相似的。通常情況下，為了測量的方便，一般會調整時基刻度使得屏幕上只顯示一個完整的眼圖。

另外要注意的一點是，在眼圖測量時被測件只有發出盡可能隨機的數據流才能形成真實的眼圖，如果數據流里的數據是長0、長1、時鐘碼型或者其它一些規則的碼型，有可能形不成眼圖或者形成的眼圖不全。下圖就是一個不完整的眼圖，數據流里面缺少了長0的碼型。