可測(cè)試高速通信信號(hào)的的六種數(shù)字示波器
2018/8/13 9:36:22
隨著電子設(shè)備越來越多地采用射頻和數(shù)字器件，測(cè)試設(shè)備正開始將一系列更高級(jí)的測(cè)量工具整合起來，用于高速通信信號(hào)測(cè)試。被普遍認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)臺(tái)中心的數(shù)字示波器，也沒有回避這一波集成的浪潮。新的機(jī)型設(shè)計(jì)了內(nèi)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。
在 某些情況下，對(duì)于射頻通信信號(hào)測(cè)試，數(shù)字示波器可能比信號(hào)分析儀等頻域儀器更加可取。這對(duì)于頻率在3.1GHz至10.6GHz、數(shù)據(jù)速率高達(dá) 1024Mb/s的新興超寬帶（UWB）通信系統(tǒng)來說尤為如此。雖然信號(hào)分析儀具有更好的動(dòng)態(tài)范圍和更小的失真，但對(duì)于信號(hào)分析，現(xiàn)代示波器卻具有更高測(cè) 量帶寬和更多自動(dòng)化功能的優(yōu)勢(shì)。
這里有6個(gè)具有頻域功能的新數(shù)字示波器可用于通信器件的測(cè)試。
1.Infiniium V系列示波器
Infiniium V系列示波器提供了從8GHz至33GHz的廣泛的測(cè)量帶寬，并且在所有型號(hào)上都具有4個(gè)模擬通道標(biāo)準(zhǔn)。新高帶寬型號(hào)——DSAV334A采樣示波器以 33GHz運(yùn)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(cè)量基底低于100fs。
DSA334A 示波器每通道內(nèi)存深度為100Mpts，并且提供12.5Gbps硬件串行觸發(fā)和160位序列。對(duì)于頻域測(cè)量，它提供FFT功能，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 33GHz的寬帶寬測(cè)量——其可以通過將儀器與下變頻器電路相結(jié)合來增加。有效位數(shù)（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(cè)系統(tǒng)支持高達(dá)30GHz的瀏覽，并可針對(duì)更高的測(cè)量要求而升級(jí)。廣泛的軟件更新使示波器能夠測(cè)量LPDDR4、HDMI 2.0、100G以太網(wǎng)和MIPI標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。另外，此系列中包含的33GHz混合信號(hào)示波器（MSO）除了4個(gè)模擬輸入以外，還可接受16個(gè)數(shù)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(cè)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增加可用的通道數(shù)，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(hào)，例如雷達(dá)、光相干網(wǎng)絡(luò)、電子戰(zhàn)（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(hào)分析儀的功能，包括矢量信號(hào)分析、脈沖分析、藍(lán)牙或WLAN測(cè)試和頻譜分析等功能。
這 些型號(hào)適用于單機(jī)（single-unit）系統(tǒng)——系統(tǒng)在單通道上支持高達(dá)70GHz帶寬，雙通道支持33GHz帶寬，四通道支持23GHz帶寬——或 者每帶寬可打開兩倍通道數(shù)的雙機(jī)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)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）器件所開發(fā)的。示波器將輸 入信號(hào)分解，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，然后將其重建成寬帶信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果。
現(xiàn)代示波器不再只是一個(gè)時(shí)域測(cè)量工具。它已演變成為能夠進(jìn)行頻域測(cè)量，從而能夠滿足長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）和無線局域網(wǎng)（WLAN）等無線通信系統(tǒng)的信號(hào)驗(yàn)證和調(diào)試的需要。它使用快速傅里葉變換（FFT）功能或頻譜分析軟件，通過儀器內(nèi)置的多種增強(qiáng)測(cè)試功能來執(zhí)行這些測(cè)量。
圖1：由于測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商集成了邏輯、協(xié)議和頻譜分析等功能，現(xiàn)代示波器已不再只是一個(gè)時(shí)域測(cè)量工具。
在 某些情況下，對(duì)于射頻通信信號(hào)測(cè)試，數(shù)字示波器可能比信號(hào)分析儀等頻域儀器更加可取。這對(duì)于頻率在3.1GHz至10.6GHz、數(shù)據(jù)速率高達(dá) 1024Mb/s的新興超寬帶（UWB）通信系統(tǒng)來說尤為如此。雖然信號(hào)分析儀具有更好的動(dòng)態(tài)范圍和更小的失真，但對(duì)于信號(hào)分析，現(xiàn)代示波器卻具有更高測(cè) 量帶寬和更多自動(dòng)化功能的優(yōu)勢(shì)。
這里有6個(gè)具有頻域功能的新數(shù)字示波器可用于通信器件的測(cè)試。
1.Infiniium V系列示波器
Infiniium V系列示波器提供了從8GHz至33GHz的廣泛的測(cè)量帶寬，并且在所有型號(hào)上都具有4個(gè)模擬通道標(biāo)準(zhǔn)。新高帶寬型號(hào)——DSAV334A采樣示波器以 33GHz運(yùn)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(cè)量基底低于100fs。
圖2：Infiniium V系列示波器。
DSA334A 示波器每通道內(nèi)存深度為100Mpts，并且提供12.5Gbps硬件串行觸發(fā)和160位序列。對(duì)于頻域測(cè)量，它提供FFT功能，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 33GHz的寬帶寬測(cè)量——其可以通過將儀器與下變頻器電路相結(jié)合來增加。有效位數(shù)（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(cè)系統(tǒng)支持高達(dá)30GHz的瀏覽，并可針對(duì)更高的測(cè)量要求而升級(jí)。廣泛的軟件更新使示波器能夠測(cè)量LPDDR4、HDMI 2.0、100G以太網(wǎng)和MIPI標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。另外，此系列中包含的33GHz混合信號(hào)示波器（MSO）除了4個(gè)模擬輸入以外，還可接受16個(gè)數(shù)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(cè)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增加可用的通道數(shù)，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(hào)，例如雷達(dá)、光相干網(wǎng)絡(luò)、電子戰(zhàn)（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(hào)分析儀的功能，包括矢量信號(hào)分析、脈沖分析、藍(lán)牙或WLAN測(cè)試和頻譜分析等功能。
這 些型號(hào)適用于單機(jī)（single-unit）系統(tǒng)——系統(tǒng)在單通道上支持高達(dá)70GHz帶寬，雙通道支持33GHz帶寬，四通道支持23GHz帶寬——或 者每帶寬可打開兩倍通道數(shù)的雙機(jī)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)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）器件所開發(fā)的。示波器將輸 入信號(hào)分解，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，然后將其重建成寬帶信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果。
