一般而言，我们可以从实时示波器、采样示波器等仪器中观测到眼图，因此我们可以 根据数字示波器中眼图的实现方法来构建眼图的形成构架，以期利用现有的知识，通过改变或者改进电路原理来达到眼图的设计。
数字示波器主要包括信号调理电路、采集和存储部分电路、触发电路、软件处理及显示部分，其基本的电路框图如下所示。

数字示波器基本电路框图

通过数字示波器的原理框图可以知道，模拟信号必须先经过信号调理电路，将模拟信号进行适当的衰减或者放大，使信号能够较理想的输入到 ADC 中进行模数转换。经过调理的信号送到 ADC 中，经过控制器控制 ADC 进行信号的采样，同时经过调理的信号可以送到触发电路。经过 ADC 转换后的信号为数字信号，保存到存储器中，随后利用软件对这些数据进行处理，比如采用正弦内插算法进行波形的重建，重建后的波形可以进行各种各样的参数测量、信号运算和分析等，最终的结果可以直接显示到屏幕上，参考体系结构如下图所示：

数字示波器参考体系结构

通过以上对数字示波器的分析，许多因素可以影响到数字示波器的测试精度，在实际中有必要掌握各个指标的含义，数字示波器的指标列写如下：

(1)最大取样速率
定义：单位时间内完成的完整 AD 转换的最高次数。
最大取样速率主要由 AD 转换器的最高转换速率来决定，最大取样速率愈高，仪器捕捉信号的能力愈强。
(2)存储带宽
存储带宽与取样速率密切相关，根据取样定理，如果取样速率大于或者等于信号最高频率分量的 2 倍，便可重现原信号波形。实际上，在实时数字存储示波器的设计中，为保证显示小型的分辨率，往往要求增加更多的取样点，一般一个周期取 4~10 个点。
(3)分辨率
分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性，它包括垂直分辨率与水平分辨率。垂直分辨率与 AD 转换器的分辨率相对应，水平分辨率由存储器的容量来决定。
(4)存储容量
存储容量又称为记录长度，用于记录一帧波形数据占有的存储容量来表示，存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。存储容量愈大，水平分辨率就愈高。

实时示波器

实时示波器有时也称为“单次”示波器，它在每个触发事件上捕获一个完整波形。也就是说，它在一个连续记录中捕获大量的数据点。为了更好的理解这种数据采集类型，我们将实时示波器假设为一个速度极快的模数转换器(ADC)，其中采样速率决定采样间隔，存储器深度决定要显示的点数。为了捕获任何波形， ADC 采样速率要明显快于输入波形的频率，至少要满足采样定理。

实时示波器中，可以根据数据本身的特性来实现信号的触发功能，并且通常输入波形的幅度达到一个特定阈值时，触发就会发生。示波器此时开始以异步速率 (与输入波形的数据速率没有任何关联) 将模拟波形转换为数字数据点。该转换速率即采样速率，它通常源于一个内部时钟信号。示波器对输入波形的幅度进行采样，并将这个幅度值存储到存储器中，然后继续下一个采样。触发的主要工作是为输入数据提供一个水平时间参考点，具体数据采集原理如下图所示：

实时示波器波形采集原理

根据实时示波器的原理，可以知道实时示波器的采样率主要由 ADC 的采样率决定。在满足采样准则的条件下， ADC 的采样率理论上至少为信号最高频率的 2 倍，实际中一般为 3~5 倍以上，采集到的数据才不会出现混叠现象。
利用实时示波器可以查看眼图。使用软件恢复时钟或由用户提供的外部显式时钟可以构建这些“实时眼图”或“单次”眼图。实时示波器按照恢复时钟周期的间隔分割单一的长捕获波形，并把这些比特叠加在一起来重新创建眼图。

采样示波器

采样示波器，即等效时间采样的方法采用从重复性信号的不同的周期取得采样点来重建这个重复性信号的波形，它仅测量采样瞬间波形的瞬时幅度，这样就提高了示波器的时间分辨率。与实时示波器不同，采样示波器的一次触发只对输入信号采样一次，下次触发进会增加一个小小的延迟，然后进行采样。为了填满一个完整的波形记录，就需要进行多次触发。测量带宽由采样器的频率响应决定，测量带宽可以达到很高。
采样示波器的触发和随后的采样与实时示波器有着明显的差别。最重要的是，采样示波器为了执行操作需要一个显式触发，这个触发需要与输入数据同步。显式触发通常由用户提供，但有时也可以使用硬件时钟恢复模块来获得触发。采样过程为：一个触发事件发起第一次采样，然后示波器重新调整并等待下一个触发事件。重新调整的时间约为 25 µs。下一个触发事件发起第二次采样，并在对第二个数据点采样之前添加一个极小的增量延迟。该增量延迟时间由时基设置和采样点数确定。采样示波器原理如下图所示，重复该过程直到获得完整的波形。

等效时间采样示波器原理

采样示波器也可以查看眼图。眼图模式要求使用一个同步时钟信号来进行触发，在每个触发事件处 (允许重新调整时间)，示波器对数据进行采样并在整个屏幕上显示所有可能的 1 和 0 组合的合并结果。 触发可以使用全速率时钟和分速率时钟，但是如果码型长度是时钟分割比率的偶倍数，则眼图会丢失部分组合从而变得不完整。此外，如果使用数据作为其自身的触发条件，则眼图可以完整地显示出来，但是示波器只能由数据码型的上升沿进行触发。为了进行精确的眼图测量应该避免这种情况，尽量采用时钟信号触发的方式，下图则显示眼图的触发过程。

采样示波器眼图触发过程