6種可測試高速通信信號的數字示波器,你都知道嗎?

發(fā)布時(shí)間:2015-8-24 10:35    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: 示波器 , 高速通信 , 是德科技
隨著(zhù)電子設備越來(lái)越多地采用射頻和數字器件,測試設備正開(kāi)始將一系列更高級的測量工具整合起來(lái),用于高速通信信號測試。被普遍認為是實(shí)驗臺中心的數字示波器,也沒(méi)有回避這一波集成的浪潮。最新的機型設計了內置波形發(fā)生器、邏輯分析儀,以及串行協(xié)議和頻譜分析功能。

現代示波器不再只是一個(gè)時(shí)域測量工具。它已演變成為能夠進(jìn)行頻域測量,從而能夠滿(mǎn)足長(cháng)期演進(jìn)(LTE)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)等無(wú)線(xiàn)通信系統的信號驗證和調試的需要。它使用快速傅里葉變換(FFT)功能或頻譜分析軟件,通過(guò)儀器內置的多種增強測試功能來(lái)執行這些測量。


圖1:由于測試設備供應商集成了邏輯、協(xié)議和頻譜分析等功能,現代示波器已不再只是一個(gè)時(shí)域測量工具。(圖片由Thinkstock提供)。

在某些情況下,對于射頻通信信號測試,數字示波器可能比信號分析儀等頻域儀器更加可取。這對于頻率在3.1GHz至10.6GHz、數據速率高達1024Mb/s的新興超寬帶(UWB)通信系統來(lái)說(shuō)尤為如此。雖然信號分析儀具有更好的動(dòng)態(tài)范圍和更小的失真,但對于信號分析,現代示波器卻具有更高測量帶寬和更多自動(dòng)化功能的優(yōu)勢。

這里有6個(gè)具有頻域功能的最新數字示波器可用于通信器件的測試。

1. 是德科技的Infiniium V系列示波器

是德科技(Keysight Technologies)的Infiniium V系列示波器提供了從8GHz至33GHz的廣泛的測量帶寬,并且在所有型號上都具有4個(gè)模擬通道標準。最高帶寬型號——DSAV334A采樣示波器以33GHz運行,兩個(gè)通道下的實(shí)時(shí)采樣率為80GS/s,四個(gè)通道下為40GS/s。該儀器支持2.10mVrms的本底噪聲和50mV/格的靈敏度,并且抖動(dòng)測量基底低于100fs。


圖2:是德科技Infiniium V系列示波器。(圖片由Keysight提供)。

DSA334A示波器每通道內存深度為100Mpts,并且提供12.5Gbps硬件串行觸發(fā)和160位序列。對于頻域測量,它提供FFT功能,使用戶(hù)能夠實(shí)現高達33GHz的寬帶寬測量——其可以通過(guò)將儀器與下變頻器電路相結合來(lái)增加。有效位數(ENOB)大于5.5且雜散頻率動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)大于50dBc,可用于提高其頻譜分析功能的動(dòng)態(tài)范圍。

Infiniium V系列示波器探測系統支持高達30GHz的瀏覽,并可針對更高的測量要求而升級。廣泛的軟件更新使示波器能夠測量LPDDR4、HDMI 2.0、100G以太網(wǎng)和MIPI標準的規范。另外,此系列中包含的33GHz混合信號示波器(MSO)除了4個(gè)模擬輸入以外,還可接受16個(gè)數字通道。

2. 泰克DPO70000SX高性能示波器

泰克(Tektronix)公司的DPO70000SX高性能示波器提供70GHz的實(shí)時(shí)測量帶寬,其采樣率為200GS/s且采樣分辨率為5ps。該示波器包含在一個(gè)緊湊的封裝中,可以與其它示波器模塊連接起來(lái)增加可用的通道數,同時(shí)保持通道至通道抖動(dòng)低于500fs。
再加上SignalVu矢量分析軟件,該示波器能夠分析寬帶射頻信號,例如雷達、光相干網(wǎng)絡(luò )、電子戰(EW)或WLAN 802.11ac。示波器以全觸發(fā)能力工作時(shí),該軟件能夠提供實(shí)時(shí)信號分析儀的功能,包括矢量信號分析、脈沖分析、藍牙或WLAN測試和頻譜分析等功能。

這些型號適用于單機(single-unit)系統——系統在單通道上支持高達70GHz帶寬,雙通道支持33GHz帶寬,四通道支持23GHz帶寬——或者每帶寬可打開(kāi)兩倍通道數的雙機系統中。該系統采用異步時(shí)序交織(ATI)技術(shù)工作,該技術(shù)是泰克采用IBM鍺化硅(SiGe)器件所開(kāi)發(fā)的。示波器將輸入信號分解,利用模數轉換器(ADC)將其轉換成數字格式,然后將其重建成寬帶信號的實(shí)時(shí)測量結果。
        
3. Pico Technology Picoscope 9341采樣示波器

Pico Technology公司設計Picoscope 9341采樣示波器的目的是用來(lái)分析兩個(gè)差分或4個(gè)單端高速信號,該示波器提供高達20GHz的帶寬,用于測試高達40Gb/s的數據速率。Pico Technology公司這款基于PC的儀器的特性包括:17.5ps輸入上升時(shí)間、14GHz觸發(fā)帶寬、雙通道16位采樣器、動(dòng)態(tài)范圍為60dB的模數轉換器(ADC)。儀器工作在全測量帶寬時(shí),典型的輸入噪聲為1.5mVrms,觸發(fā)抖動(dòng)為1.8ps。


圖3:Pico Technology公司Picoscope 9341采樣示波器。(圖片由Pico公司提供)。

這款緊湊型示波器采用與Microsoft Windows XP直到Windows 8.1兼容的軟件,使用LAN或USB接口插入到計算機中。該軟件包括61個(gè)數學(xué)函數,138項自動(dòng)測量,以及167個(gè)從1.54Mb/s到12.5Gb/s的標準通信掩模。它配備有頻譜模式測量,還提供了高達8Gb/s的5次諧波表征。

該機型可用于對串行數據信號——例如10Gb以太網(wǎng)、SONET/SDH STM64和FEC1071、10x光纖通道和InfiniBand——進(jìn)行預一致性測試、故障查找和裕量測試。它還能測量HDMI、SATA和PCIe等串行總線(xiàn)上差分對之間的歪斜和串擾。示波器內置的9.5GHz光電轉換器針對標準的光通信信號的測試進(jìn)行配置,其內置的信號發(fā)生器可用于測試設備輸入。

4. 福祿克ScopeMeter 190-504 II系列示波器

便攜式示波器也在設法添加頻譜分析功能。最新加入到福祿克手持式示波器產(chǎn)品線(xiàn)中的Scopemeter 190-504 II系列,提供了500MHz的測量帶寬和5GS/s的實(shí)時(shí)采樣率。該儀器支持帶FFT功能的頻域分析,能夠測試通信、導航和軍事設備。該儀器配有2個(gè)或4個(gè)獨立隔離的輸入通道,每通道內存深度高達10,000個(gè)采樣值。

在捕獲波形現象——如瞬態(tài)和感應噪聲等方面,Scopemeter 190-504為快、慢和復雜信號配備了200ps的分辨率和自動(dòng)觸發(fā)系統。在模塊的側面有一個(gè)USB端口,用于連接PC機和存儲設備。該示波器作為為實(shí)驗室外應用開(kāi)發(fā)的手持機型,額定能夠承受灰塵、水滴、濕度和寬溫度的變化。
        
5. Teledyne Lecroy公司LabMaster 10 Zi-A系列數字示波器

Teledyne Lecroy(力科)公司最新的實(shí)時(shí)示波器——LabMaster 10 Zi-A,為測試下一代電氣和光纖通信鏈路提供了高測量帶寬。該旗艦機型可提供高達100GHz的帶寬和最大240GS/s的采樣率。儀器具有低抖動(dòng)測量基底和14.1Gb/s的硬件串行觸發(fā),其采樣時(shí)鐘的固有抖動(dòng)只有50fs RMS。它還具有3.5ps上升時(shí)間和每通道存儲深度1024Mpts的特性。

單個(gè)采集模塊支持4個(gè)36GHz通道和2個(gè)65GHz通道。但它也可以連接到其他LabMaster 10 Zi-A模塊來(lái)極大增加可用輸入的數量,并同時(shí)減少測量通道之間的抖動(dòng)。多機系統可通過(guò)連接20個(gè)額外模塊來(lái)支持多達80個(gè)36GHz通道,并且通道至通道抖動(dòng)低于130fs。

采用高度模塊化設計、長(cháng)存儲和高測量帶寬的目的是為了測試串行和射頻通信信號。它能夠測量10~16Gb/s的標準和超高速技術(shù),如CEI-25/28、CEI-56以及相干光格式,包括DP-QPSK、16-QAM和MIMO等。

6. 羅德與施瓦茨RTE系列數字示波器

羅德與施瓦茨公司在其一系列R&S RTE數字示波器當中增加了測量帶寬高達2GHz的新機型——R&S RTE 1204。該產(chǎn)品可提供2個(gè)或4個(gè)輸入通道,其采樣率為5GS/s,每通道采集內存為10Mpts。在全測量帶寬下,采集速率超過(guò)100萬(wàn)個(gè)波形每秒,靈敏度為500μV/格。此外,其上升時(shí)間低于175ps,分辨率為16位。


圖4:羅德與施瓦茨公司RTE系列數字示波器。(圖片由羅德與施瓦茨公司提供)。

R&S RTE1204機型配備了FFT功能,FFT功能集成在硬件層面,使得操作人員能夠測量高速RF信號的總諧波失真(THD)和功率譜密度(PSD)。1GHz帶寬下RMS噪聲為100μV以及有效位數超過(guò)7.0,能夠增加頻譜分析的動(dòng)態(tài)范圍。

羅德與施瓦茨公司雖然尚未公布2GHz機型,但是最近為其1GHz RTE系列示波器升級了頻譜分析和頻譜圖選項,這使用戶(hù)能夠同時(shí)分析時(shí)域、頻譜、協(xié)議和邏輯信號。對于嵌入式設計測試,R&S RTE系列有一個(gè)MSO選項,具有高達400MHz的帶寬和16個(gè)輸入通道。
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