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6种可测验高速通讯信号的数字示波器

随着电子设备越来越多地采用射频和数字器件,测试设备正开始将一系列更高级的测量工具整合起来,用于高速通信信号测试。被普遍认为是实…

  跟着电子设备越来越多地选用射频和数字器材,测验设备正开端将一系列更高档的丈量东西整合起来,用于高速通讯信号测验。被遍及认为是试验台中心的数字示波器,也没有逃避这一波集成的浪潮。最新的机型规划了内置波形发生器逻辑剖析仪,以及串行协议和频谱剖析功用。

  现代示波器不再仅仅一个时域丈量东西。它已演化成为可以进行频域丈量,然后可以满意长时间演进(LTE)和无线局域网(WLAN)等无线通讯体系的信号验证和调试的需求。它运用快速傅里叶变换(FFT)功用或频谱剖析软件,经过仪器内置的多种增强测验功用来履行这些丈量。

  

  图1:因为测验设备供货商集成了逻辑、协议和频谱剖析等功用,现代示波器已不再仅仅一个时域丈量东西。(图片由Thinkstock供给)。

  在某些情况下,关于射频通讯信号测验,数字示波器或许比信号剖析仪等频域仪器愈加可取。这关于频率在3.1GHz至10.6GHz、数据速率高达 1024Mb/s的新式超宽带(UWB)通讯体系来说尤为如此。尽管信号剖析仪具有更好的动态规模和更小的失真,但关于信号剖析,现代示波器却具有更高丈量带宽和更多主动化功用的优势。

  这里有6个具有频域功用的最新数字示波器可用于通讯器材的测验。

  1. 是德科技的Infiniium V系列示波器

  是德科技(Keysight Technologies)的Infiniium V系列示波器供给了从8GHz至33GHz的广泛的丈量带宽,而且在一切类型上都具有4个模仿通道规范。最高带宽类型——DSAV334A采样示波器以 33GHz运转,两个通道下的实时采样率为80GS/s,四个通道下为40GS/s。该仪器支撑2.10mVrms的本底噪声和50mV/格的灵敏度,而且颤动丈量基底低于100fs。

  

  图2:是德科技Infiniium V系列示波器。(图片由Keysight供给)。

  DSA334A示波器每通道内存深度为100Mpts,而且供给12.5Gbps硬件串行触发和160位序列。关于频域丈量,它供给FFT功用,运用户可以完成高达33GHz的宽带宽丈量——其可以经过将仪器与下变频器电路相结合来添加。有效位数(ENOB)大于5.5且杂散频率动态规模(SFDR)大于50dBc,可用于进步其频谱剖析功用的动态规模。

  Infiniium V系列示波器探测体系支撑高达30GHz的阅读,并可针对更高的丈量要求而晋级。广泛的软件更新使示波器可以丈量LPDDR4、HDMI 2.0、100G以太网和MIPI规范的规范。别的,此系列中包含的33GHz混合信号示波器(MSO)除了4个模仿输入以外,还可接受16个数字通道。

  2.泰克DPO70000SX高性能示波器

  泰克(Tektronix)公司的DPO70000SX高性能示波器供给70GHz的实时丈量带宽,其采样率为200GS/s且采样分辨率为5ps。该示波器包含在一个紧凑的封装中,可以与其它示波器模块衔接起来添加可用的通道数,一起坚持通道至通道颤动低于500fs。

  再加上SignalVu矢量剖析软件,该示波器可以剖析宽带射频信号,例如雷达、光相干网络、电子战(EW)或WLAN 802.11ac。示波器以全触发才能作业时,该软件可以供给实时信号剖析仪的功用,包含矢量信号剖析、脉冲剖析、蓝牙或WLAN测验和频谱剖析等功用。

  这些类型适用于单机(single-unit)体系——体系在单通道上支撑高达70GHz带宽,双通道支撑33GHz带宽,四通道支撑23GHz带宽——或许每带宽可翻开两倍通道数的双机体系中。该体系选用异步时序交错(ATI)技能作业,该技能是泰克选用IBM锗化硅(SiGe)器材所开发的。示波器将输入信号分化,运用模数转换器(ADC)将其转换成数字格局,然后将其重建成宽带信号的实时丈量成果。

  3.Pico Technology Picoscope 9341采样示波器

  Pico Technology公司规划Picoscope 9341采样示波器的意图是用来剖析两个差分或4个单端高速信号,该示波器供给高达20GHz的带宽,用于测验高达40Gb/s的数据速率。Pico Technology公司这款根据PC的仪器的特性包含:17.5ps输入上升时间、14GHz触发带宽、双通道16位采样器、动态规模为60dB的模数转换器(ADC)。仪器作业在全丈量带宽时,典型的输入噪声为1.5mVrms,触发颤动为1.8ps。

  

  图3:Pico Technology公司Picoscope 9341采样示波器。(图片由Pico公司供给)。

  这款紧凑型示波器选用与Microsoft Windows XP直到Windows 8.1兼容的软件,运用LAN或USB接口刺进到计算机中。该软件包含61个数学函数,138项主动丈量,以及167个从1.54Mb/s到12.5Gb/s的规范通讯掩模。它装备有频谱形式丈量,还供给了高达8Gb/s的5次谐波表征。

  该机型可用于对串行数据信号——例如10Gb以太网、SONET/SDH STM64和FEC1071、10x光纤通道和InfiniBand——进行预一致性测验、毛病查找和裕量测验。它还能丈量HDMI、SATA和PCIe等串行总线上差分对之间的倾斜和串扰。示波器内置的9.5GHz光电转换器针对规范的光通讯信号的测验进行装备,其内置的信号发生器可用于测验设备输入。

  4.福禄克ScopeMeter 190-504 II系列示波器

  便携式示波器也在设法添加频谱剖析功用。最新加入到福禄克手持式示波器产品线中的Scopemeter 190-504 II系列,供给了500MHz的丈量带宽和5GS/s的实时采样率。该仪器支撑带FFT功用的频域剖析,可以测验通讯、导航和军事设备。该仪器配有2个或 4个独立阻隔的输入通道,每通道内存深度高达10,000个采样值。

  在捕获波形现象——如瞬态和感应噪声等方面,Scopemeter 190-504为快、慢和杂乱信号装备了200ps的分辨率和主动触发体系。在模块的旁边面有一个USB端口,用于衔接PC机和存储设备。该示波器作为为试验室外使用开发的手持机型,额定可以接受尘埃、水滴、湿度和宽温度的改变。

  5.Teledyne Lecroy公司LabMaster 10 Zi-A系列数字示波器

  Teledyne Lecroy(力科)公司最新的实时示波器——LabMaster 10 Zi-A,为测验下一代电气和光纤通讯链路供给了高丈量带宽。该旗舰机型可供给高达100GHz的带宽和最大240GS/s的采样率。仪器具有低颤动丈量基底和14.1Gb/s的硬件串行触发,其采样时钟的固有颤动只要50fs RMS。它还具有3.5ps上升时间和每通道存储深度1024Mpts的特性。

  单个收集模块支撑4个36GHz通道和2个65GHz通道。但它也可以衔接到其他LabMaster 10 Zi-A模块来极大添加可用输入的数量,并一起削减丈量通道之间的颤动。多机体系可经过衔接20个额定模块来支撑多达80个36GHz通道,而且通道至通道颤动低于130fs。

  选用高度模块化规划、长存储和高丈量带宽的意图是为了测验串行和射频通讯信号。它可以丈量10~16Gb/s的规范和超高速技能,如CEI-25/28、CEI-56以及相干光格局,包含DP-QPSK、16-QAM和MIMO等。

  6.罗德与施瓦茨RTE系列数字示波器

  罗德与施瓦茨公司在其一系列R&S RTE数字示波器傍边添加了丈量带宽高达2GHz的新机型——R&S RTE 1204。该产品可供给2个或4个输入通道,其采样率为5GS/s,每通道收集内存为10Mpts。在全丈量带宽下,收集速率超越100万个波形每秒,灵敏度为500μV/格。此外,其上升时间低于175ps,分辨率为16位。

  

  图4:罗德与施瓦茨公司RTE系列数字示波器。(图片由罗德与施瓦茨公司供给)。

  R&S RTE1204机型装备了FFT功用,FFT功用集成在硬件层面,使得操作人员可以丈量高速RF信号的总谐波失真(THD)和功率谱密度(PSD)。1GHz带宽下RMS噪声为100μV以及有效位数超越7.0,可以添加频谱剖析的动态规模。

  罗德与施瓦茨公司尽管没有发布2GHz机型,可是最近为其1GHz RTE系列示波器晋级了频谱剖析和频谱图选项,这运用户可以一起剖析时域、频谱、协议和逻辑信号。关于嵌入式规划测验,R&S RTE系列有一个MSO选项,具有高达400MHz的带宽和16个输入通道。

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