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进入技术无人区的实时示波器Keysight Infiniium UXR系列
录入时间:2018/10/8 17:34:01

进入技术无人区的实时示波器Keysight Infiniium UXR系列

——是德科技网络基础设施测试部市场经理杜吉伟倾情推荐

全球领先的测试测量技术公司是德科技7月12日推出了全新的Keysight Infiniium UXR系列实时示波器,带宽高达80-110 GHz,实现了带宽的重大突破,不仅如此,其它多项性能也同时实现了技术突破,达到了业界前所未有的高度。9月19日,是德科技又将此最高性能的Infiniium UXR系列实时示波器向下扩展到了13-70 GHz,实现了13-110 GHz的全覆盖,让人人可以体验到测试领域的最高端技术。

为了让读者更好地了解Infiniium UXR系列实时示波器,本刊专访了是德科技网络基础设施测试部市场经理杜吉伟先生。

研发背景

高速数字传输系统的技术迭代周期越来越短,前代的技术还没有成为全球标准最终版,新一代的技术研发已经开始了,一代又一代的技术,用户看到的是速率越来越快,设计和测试工程师看到的是测试裕量越来越小。由于现有技术逐渐逼近性能极限,加上设计周期和迭代周期越来越短,按照国际标准做一致性测试的难度越来越大。以前眼图是极度张开的,只需考虑上升时间就很容易达到规范要求。但现在眼图完全闭合,要按规范进行一致性测试,仅仅做严格的模板测试验证是不够的,信号设计本身和测试本身要采用预加重、去加重、均衡等技术。毫伏级别的噪声便会成为一致性测试通过或失败的关键。由于示波器的本底噪声或固有抖动过大会影响到测试结果,一致性测试不合格所带来的代价可能十分高昂,并且会导致设计人员错过关键的市场窗口或进入市场的先机。为了避免在后期才发现需要修改设计,也为了保持竞争优势、继续引领高速数字设计发展趋势,设计部门必须具备在公司内部完成测试的能力。

在太比特和光通信、光传输、光计算研发中,测试设备的局限性会给技术突破带来困难,因为无法正确和准确验证你的设计。以信号调制为例,随着调制阶数的增高,对测量系统自身的信号完整性、带宽、采样率和通道数的要求也越来越高。而且对于采用菊花链连接的被测器件,仪器的通道间抖动会是妨碍再现信号的一大阻力,在太比特这个级别的速率上,仪器自身的垂直噪声和固有抖动会淹没信号的关键细节。

总之,随着对更高速和更大容量数据需求的持续激增,电子和通信系统变得日益复杂,需要引入新一代的测试和测量技术。因此是德科技付出了巨大的努力,开发出了Infiniium UXR系列实时示波器。

进入技术无人区

全新的Infiniium UXR系列是唯一支持太比特研究的实时示波器,其提供先进的功能、确保信号更清晰、眼图更张开、结果更精准,使尖端研究人员能够加快PAM-4、5G和光学解决方案产品的上市速度。该系列示波器在多项性能方面实现了巨大的突破:

带宽:高达110GHz。业内同行目前做到70GHz。采用第二代磷化铟半导体工艺让前置放大器直接支持高达110GHz的带宽,无需借助DBI或ATI等折衷手段,因此具有卓越的信号完整性,能够同时满足当前和未来的技术进步需求。

采样率:高达256GSa/s,可精确重建高速信号。业界目前最高是200GSa/s,而且是以牺牲通道数等为条件的。

ADC垂直分辨率:高达10比特,是当前8比特的4倍。在带宽≥13GHz的领域,无人同行。UXR打破了ADC垂直分辨率和采样率成反比的魔咒。其精细的垂直分辨率确保能够准确地呈现信号特征。眼图因此变得更张开,可以判定被测对象的真实性能和裕量。

量程:在≥50GHz带宽的领域,80mV-4V(业界目前最高是800mV)。量程还兼顾小信号和大信号(1mV/格-500mV/格)。高量程也得益于磷化铟半导体工艺。仪器领域只有是德科技拥有这一工艺。是德科技很多引以为傲的产品,比如网络分析仪、误码分析仪,都有这种工艺的支持。

不打折的4通道:每个通道都高达110GHz,都是10比特ADC,都是256Gsa/s,都是80mV-4V量程。即使四个通道同时用,所有关键指标也都能得到保证,没有牺牲。全面技术突破,独此一家。

有效位数ENOB:13GHz以上业界最高的ENOB:13GHz时8比特,70GHz时5.5比特,110GHz时5.2比特。在UXR之前,示波器的本底噪声不够低、ENOB指标不够高,因此无法测量64Gbaud、256QAM信号的EVM值。现在研发工程师终于可以测量256QAM星座图了,同时UXR将EVM测量的准确度提升近一倍。

第二代磷化铟半导体工艺带来更低的本底噪声和固有抖动:10mV/格标度下低至210μV(rms)的噪声、25fs(rms)的固有抖动和小于10fs的额外通道间固有抖动,可减少同步误差,从而提供精确的定时和相位测量。UXR有足够的性能空间容纳信号的幅度、相位和频率变化,使得设计人员能够专心于自己的产品,而不是担心测试设备自身的误差会否吃掉产品的设计裕量,从而加快创新产品的上市速度。

按需升级,保护已有投资

UXR系列示波器为保护用户投资而设计。通道数和带宽都可以升级。用户在购买后,在不改变产品序列号的情况下,2通道可升级到4通道,13GHz带宽可一路升级到110GHz。客户现在可以放心投资,因为新平台能够确保他们满足未来技术进步的需求。具体来说,UXR系列包括13、16、20、25、33、40、50、59、70、80、100、110 GHz的型号,其中13-33 GHz的是4通道,40-110 GHz的又分为2通道和4通道。13到33 GHz、40到70G Hz和80到110 GHz的升级通过软件进行即可,其他升级则要通过硬件进行。特别说明一下,59GHz是一个特别的带宽,是专门为中国定制的,因为IVL(个别验证出口许可)的限制起点是60GHz带宽,59GHz的输入既提供1.85mm的型号,也提供1.0mm的型号,后者可以以较低的价格升级到80GHz、100GHz、110GHz。

应用广泛

由于本底噪声低、固有抖动小和带宽覆盖范围广,UXR可以满足各种不同的应用领域和行业需求,使其不仅仅是新一代示波器,更是一种强大的测量平台。

UXR的低本底噪声使研究人员能够看到准确的256QAM星座图,从而进行相干调制测量。

对于高达110GHz的新兴毫米波应用,UXR为工程师提供了又一款功能强大的工具,让您在分析宽带毫米波信号时能够获得深刻的宽带信号洞察力。也可以直接完成像802.11ay这样的宽带信号的EVM测量,无需借助下变频器。

UXR的带宽和深存储器支持电子战系统测量和验证。

UXR可用作射频接收机。5G正在崛起,其主要带宽为28、39GHz,中频带宽也比以前大幅提升。示波器是能够将整个频谱数字化的唯一仪器。UXR不仅可以将所有39GHz频谱数字化,它在前端技术方面的进步使得仪器的本底噪声很小,使其成为一款出色的射频测试工具。

全新的UXR系列示波器承载了是德科技在测试与测量领域的深厚积累和广博的专业技术,卓越的性能水平与多种带宽选择相结合,使UXR系列成为工程师和设计人员的理想工具,广泛用于研发一代又一代的DDR、USB、PCIe以及PAM4、射频、5G、雷达、电子战、卫星通信和光通信等技术。 

自校准

为确保高性能测量设备按照其标定的性能运行,需要定期进行校准。但是,一年一度的校准周期可能落在不方便的时候,会影响项目进度或生产效率。UXR系列提供可选的自校准件,能够执行完整的出厂级主机校准。用户再也不需要将UXR系列示波器送出去校准,避免工作效率或时间上的损失。并且现场校准的一个好处是,被测件和仪器所处的环境是相同的,校准结果更符合实际环境要求。

校准件有三个:N2125A支持80GHz~110GHz型号,N2126A支持40GHz~70GHz型号,N2127A支持13GHz~30GHz型号。用户可以根据需要校准示波器,确保测量结果尽可能准确。

向后兼容

UXR向后兼容现有的Infiniium示波器。它们在Windows上运行相同的Infiniium软件,支持Infiniium应用,并与现有的远程命令程序一起运行。Infiniium软件既可以安装到示波器中,也可以安装到个人电脑上。离线分析的时候,支持是德科技InfiniiVision和Infiniium系列所有示波器,甚至支持其他品牌的示波器的数据分析。

13GHz至33GHz型号具有与V系列和Z系列示波器相同的AutoProbeII接口,因此兼容各种探头。您的探头还可以使用简单的适配器与40GHz至110GHz型号兼容。

绝配同样高性能的AWGOMA

9月19日,是德科技还同时还推出了另外两个解决方案:M8194A任意波形发生器(AWG)和N4391B光调制分析仪(OMA)。它们可以与Infiniium UXR系列示波器配合使用,为PAM4和400G、600G以及太比特相干光互连设计提供从信号激励到接收分析的全套端到端测试解决方案。

M8194A是是德科技速度最快的AWG,提供更高性能的激励信号,用于生成复杂的调制方案,如64Gbaud 64QAM(正交振幅调制),和其他宽带调制方案。如果把速率、带宽、通道密度结合在一起看,M8194A是目前业界最领先的任意波形发生器,其采样率高达120GSa/s,输出频率高达50GHz,能够同时生成4路100Gbaud的信号,通道间的同步精度在飞秒级。M8194A任意波形器在相干光互连和灵活的宽带调制方案方面的表现达到了新的水平。

N4391B专为应对复杂的光数据传输和太比特测量挑战而设计,高度集成,无需多台示波器通过复杂外部连线实现。N4391B是一款基于紧凑型实时示波器的OMA解决方案,在一台安装在光相干接收机上的示波器中,可实现四通道全模拟带宽皆高达110GHz,提供优异的有效位数(ENOB),结合预先定义或用户定义的多种调制格式,专为这些复杂的挑战提供完全综合的解决方案。


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