6种可测试高速通信信号的数字示波器

2016-10-09 09:15:23来源: elecfans
  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。被普遍认为是实验台中心的数字示波器,也没有回避这一波集成的浪潮。最新的机型设计了内置波形发生器逻辑分析仪,以及串行协议和频谱分析功能。

  现代示波器不再只是一个时域测量工具。它已演变成为能够进行频域测量,从而能够满足长期演进(LTE)和无线局域网(WLAN)等无线通信系统的信号验证和调试的需要。它使用快速傅里叶变换(FFT)功能或频谱分析软件,通过仪器内置的多种增强测试功能来执行这些测量。

  

  图1:由于测试设备供应商集成了逻辑、协议和频谱分析等功能,现代示波器已不再只是一个时域测量工具。(图片由Thinkstock提供)。

  在某些情况下,对于射频通信信号测试,数字示波器可能比信号分析仪等频域仪器更加可取。这对于频率在3.1GHz至10.6GHz、数据速率高达 1024Mb/s的新兴超宽带(UWB)通信系统来说尤为如此。虽然信号分析仪具有更好的动态范围和更小的失真,但对于信号分析,现代示波器却具有更高测量带宽和更多自动化功能的优势。

  这里有6个具有频域功能的最新数字示波器可用于通信器件的测试。

  1. 是德科技的Infiniium V系列示波器

  是德科技(Keysight Technologies)的Infiniium V系列示波器提供了从8GHz至33GHz的广泛的测量带宽,并且在所有型号上都具有4个模拟通道标准。最高带宽型号——DSAV334A采样示波器以 33GHz运行,两个通道下的实时采样率为80GS/s,四个通道下为40GS/s。该仪器支持2.10mVrms的本底噪声和50mV/格的灵敏度,并且抖动测量基底低于100fs。

  

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

  DSA334A示波器每通道内存深度为100Mpts,并且提供12.5Gbps硬件串行触发和160位序列。对于频域测量,它提供FFT功能,使用户能够实现高达33GHz的宽带宽测量——其可以通过将仪器与下变频器电路相结合来增加。有效位数(ENOB)大于5.5且杂散频率动态范围(SFDR)大于50dBc,可用于提高其频谱分析功能的动态范围。

  Infiniium V系列示波器探测系统支持高达30GHz的浏览,并可针对更高的测量要求而升级。广泛的软件更新使示波器能够测量LPDDR4、HDMI 2.0、100G以太网和MIPI标准的规范。另外,此系列中包含的33GHz混合信号示波器(MSO)除了4个模拟输入以外,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高性能示波器提供70GHz的实时测量带宽,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连接起来增加可用的通道数,同时保持通道至通道抖动低于500fs。

  再加上SignalVu矢量分析软件,该示波器能够分析宽带射频信号,例如雷达、光相干网络、电子战(EW)或WLAN 802.11ac。示波器以全触发能力工作时,该软件能够提供实时信号分析仪的功能,包括矢量信号分析、脉冲分析、蓝牙或WLAN测试和频谱分析等功能。

  这些型号适用于单机(single-unit)系统——系统在单通道上支持高达70GHz带宽,双通道支持33GHz带宽,四通道支持23GHz带宽——或者每带宽可打开两倍通道数的双机系统中。该系统采用异步时序交织(ATI)技术工作,该技术是泰克采用IBM锗化硅(SiGe)器件所开发的。示波器将输入信号分解,利用模数转换器(ADC)将其转换成数字格式,然后将其重建成宽带信号的实时测量结果。

  3. Pico Technology Picoscope 9341采样示波器

  Pico Technology公司设计Picoscope 9341采样示波器的目的是用来分析两个差分或4个单端高速信号,该示波器提供高达20GHz的带宽,用于测试高达40Gb/s的数据速率。Pico Technology公司这款基于PC的仪器的特性包括:17.5ps输入上升时间、14GHz触发带宽、双通道16位采样器、动态范围为60dB的模数转换器(ADC)。仪器工作在全测量带宽时,典型的输入噪声为1.5mVrms,触发抖动为1.8ps。

  

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

  这款紧凑型示波器采用与Microsoft Windows XP直到Windows 8.1兼容的软件,使用LAN或USB接口插入到计算机中。该软件包括61个数学函数,138项自动测量,以及167个从1.54Mb/s到12.5Gb/s的标准通信掩模。它配备有频谱模式测量,还提供了高达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——进行预一致性测试、故障查找和裕量测试。它还能测量HDMI、SATA和PCIe等串行总线上差分对之间的歪斜和串扰。示波器内置的9.5GHz光电转换器针对标准的光通信信号的测试进行配置,其内置的信号发生器可用于测试设备输入。

  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分析功能。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,提供了500MHz的测量带宽和5GS/s的实时采样率。该仪器支持带FFT功能的频域分析,能够测试通信、导航和军事设备。该仪器配有2个或 4个独立隔离的输入通道,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、慢和复杂信号配备了200ps的分辨率和自动触发系统。在模块的侧面有一个USB端口,用于连接PC机和存储设备。该示波器作为为实验室外应用开发的手持机型,额定能够承受灰尘、水滴、湿度和宽温度的变化。

  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,为测试下一代电气和光纤通信链路提供了高测量带宽。该旗舰机型可提供高达100GHz的带宽和最大240GS/s的采样率。仪器具有低抖动测量基底和14.1Gb/s的硬件串行触发,其采样时钟的固有抖动只有50fs RMS。它还具有3.5ps上升时间和每通道存储深度1024Mpts的特性。

  单个采集模块支持4个36GHz通道和2个65GHz通道。但它也可以连接到其他LabMaster 10 Zi-A模块来极大增加可用输入的数量,并同时减少测量通道之间的抖动。多机系统可通过连接20个额外模块来支持多达80个36GHz通道,并且通道至通道抖动低于130fs。

  采用高度模块化设计、长存储和高测量带宽的目的是为了测试串行和射频通信信号。它能够测量10~16Gb/s的标准和超高速技术,如CEI-25/28、CEI-56以及相干光格式,包括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数字示波器当中增加了测量带宽高达2GHz的新机型——R&S RTE 1204。该产品可提供2个或4个输入通道,其采样率为5GS/s,每通道采集内存为10Mpts。在全测量带宽下,采集速率超过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提供)。

  R&S RTE1204机型配备了FFT功能,FFT功能集成在硬件层面,使得操作人员能够测量高速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以及有效位数超过7.0,能够增加频谱分析的动态范围。

  罗德与施瓦茨公司虽然尚未公布2GHz机型,但是最近为其1GHz RTE系列示波器升级了频谱分析和频谱图选项,这使用户能够同时分析时域、频谱、协议和逻辑信号。对于嵌入式设计测试,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。

关键字:高速通信信号  数字示波器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016100917615.html
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