Осциллографы с масштабируемой архитектурой

Осциллограф серии DPO70000SX выполняет захват и анализ сверхширокополосных сигналов в режиме реального времени в диапазоне частот до 70 ГГц. Архитектура ATI позволяет достичь минимального уровня собственных шумов и высочайшей целостности сигнала при захвате в режиме реального времени.

• Высокое качество сигнала и превосходное отношение сигнал/шум
• Стабильная и точная синхронизация каналов для высококачественного анализа сигналов
• Компактный и масштабируемый прибор для создания гибких конфигурируемых систем

Введение

Осциллографы серии DPO70000SX обладают наилучшими характеристиками в режиме реального времени в сверхширокой полосе частот.

 

• Для захвата сигналов с частотой до 70 ГГц в режиме реального времени с минимальным уровнем шума используется запатентованная Tektronix технология ATI

• Компактный корпус высотой 5¼ дюймов (3U) можно использовать для создания масштабируемых многоканальных систем

• Точность измерений и масштабирование обеспечиваются с помощью шины межприборной синхронизации UltraSync

• Улучшенный запуск по перепаду в полосе >25 ГГц, новая уникальная функция запуска по огибающей

В когерентных оптических линиях дальней связи, высокоскоростных каналах 400 Гбит/с и в широкополосной радиосвязи важно захватывать сигналы с высокой точностью и низким уровнем шума. В самой передовой модели DPO77002SX используется архитектура ATI (асинхронное чередование во времени), обеспечивающая сбор данных в режиме реального времени в полосе 70 ГГц с частотой дискретизации 200 Гвыб./с (разрешение 5 пс). Эта симметричная архитектура, запатентованная Textronix, обеспечивает значительное снижение шума по сравнению с известными методами чередования полос пропускания. Осциллографы серии DPO70000SX обладают минимальным в отрасли уровнем собственных шумов, высочайшим качеством и функциями для расширенного анализа модуляции сложных оптических сигналов, анализа джиттера и шума в высокоскоростных последовательных интерфейсах и анализа частоты, фазы и модуляции широкополосных РЧ сигналов.

 

   

 

Архитектура ATI обеспечивает минимальный уровень шума

В современных осциллографах реального времени преобразование сверхширокополосных сигналов в цифровую форму выполняется посредством распределения входного сигнала между двумя трактами АЦП и последующей обработки цифровым сигнальным процессором для реконструкции исходного сигнала. В отличие от известных схем, запатентованная компанией Tektronix уникальная архитектура ATI основана на симметричном методе, при котором полный сигнал подается в оба тракта АЦП, что способствует снижению собственного шума прибора.

На структурной схеме показано, что входной сигнал подается на специализированную ИС ATI, в которой он дискретизируется и поочередно подается в каждый тракт АЦП. Тактовый сигнал с частотой 75 ГГц эффективно выполняет операцию "свертки" входного сигнала до частоты 37,5 ГГц перед его преобразованием в цифровую форму. Каждый тракт АЦП работает с частотой дискретизации 100 Гвыб./с, а полоса спектра после свертки не превышает 40 ГГц, чтобы выполнить условие теоремы Котельникова. Чередование фазы дискретизатора приводит к инверсии фазы сигнала в одном тракте АЦП, что обеспечивает точную реконструкцию конечного оцифрованного сигнала.

При наличии двух копий оцифрованного полного сигнала можно выполнить обратную свертку спектра сигнала с использованием процедуры цифровой обработки, аналогичной дискретизации, и объединить эти копии для реконструкции входного сигнала. При объединении двух копий сигнала выполняется эффективное усреднение, чтобы уменьшить случайный шум. Инверсия фазы в процессе дискретизации приводит к непосредственному взаимному подавлению компонент ПЧ, что упрощает реконструкцию и калибровку сигнала.

Таким образом архитектура ATI увеличивает отношение сигнал/шум прибора по сравнению с известными методами цифрового чередования полос пропускания. При чередовании полос пропускания входной сигнал непосредственно делится на верхнюю и нижнюю полосы частот. Такое деление сигнала приводит к необходимости понижающего преобразования верхней полосы частот перед АЦП, в то время как нижняя полоса частот непосредственно подается на АЦП. Асимметричный подход затрудняет реконструкцию и калибровку сигнала и приводит к появлению фазовых или частотных искажений. При таком делении сигнала невозможно уменьшить шум. Эти проблемы исключаются при применении уникальной симметричной архитектуры, которую использует технология ATI.

Результат сравнения флуктуационного шума осциллографа Tektronix DPO77002SX и осциллографа с полосой пропускания 63 ГГц другого производителя, настроенных на полосу сигнала 60 ГГц, показывает эффективность технологии ATI для сбора данных с минимальным шумом.

Сравнение модели DPO77002SX с осциллографом с полосой пропускания 63 ГГц другого производителя: Зависимость флуктуационного шума в % от полного диапазона в мВ _​ при центрировании трассы, полосе пропускания 60 ГГц и максимальной частоте дискретизации 200 Гвыб./с или 160 Гвыб./с.

 

Уровень собственного шума и джиттера

Абсолютно новый генератор тактовых сигналов имеет чрезвычайно низкий джиттер (65 фс_ср.кв.), который в сочетании с очень низким уровнем шума, обеспечиваемым технологией ATI, позволяет минимизировать общий уровень собственного шума и джиттера в модели DPO77002SX. При полном диапазоне 300 мВ _​уровень собственного шума и джиттера равен 123 фс_ср.кв, что даже меньше, чем у приборов с меньшей полосой пропускания.

На рисунке показан анализ джиттера синусоидального сигнала частотой 60 ГГц, поданного на вход ATI. Мы видим незакрытый глаз со случайным джиттером ср.кв.

Компактный осциллограф с высочайшими характеристиками

Модели серии DPO70000SX весьма компактны, что позволяет повысить эффективность использования рабочего пространства и расширить возможности размещения. С помощью осциллографов серии SX можно собирать данные в режиме реального времени в сверхширокой полосе частот, при этом можно использовать большие внешние мониторы, применять различные средства автоматизации и дистанционно анализировать собранные данные.

Компактные автономные осциллографы серии DPO70000SX не только выполняют те же функции, что и настольные осциллографы серии DPO70000DX, но и имеют в два раза меньшую высоту за счет использования внешнего дисплея, клавиатуры и мыши. На осциллографах серии SX можно запускать приложения расширенного анализа и, как и настольные приборы, они выполняют автоматические измерения с использованием встроенной системы управления или внешнего компьютера.

Осциллограф DPO77002SX 70 ГГц, использующий технологию ATI, может работать в одноканальном режиме с полосой пропускания 70 ГГц и частотой дискретизации 200 Гвыб./с или двухканальном режиме с полосой пропускания 33 ГГц и частотой дискретизации 100 Гвыб./с по каждому каналу. Прибор оснащен малошумящим входом ATI с разъемом 1,85 мм для подачи сигналов с частотой до 70 ГГц, а также универсальными входами TekConnect для подачи сигналов с частотой до 33 ГГц с помощью пробников или понижающих преобразователей.

 

Модель DPO73304SX имеет конфигурацию с 2 каналами с полосой 33 ГГц и частотой дискретизации 100 Гвыб./с или конфигурацию с 4 каналами с полосой 23 ГГц и частотой дискретизации 50 Гвыб./с для захвата данных в режиме реального времени. По этим характеристикам данная модель соответствует настольной модели DPO73304DX, но выгодно отличается от нее компактностью.

Все модели серии DPO70000SX обладают великолепными характеристиками запуска, характерными для осциллографов реального времени, в частности, возможностью запуска по перепаду в полосе >25 ГГц и по глитчу длительностью

Удобство и простота использования

 

Высота в два раза меньше, чем у настольных моделей

Приборы серии DPO70000SX имеют высоту 5¼" (3U), что позволяет оптимально использовать рабочее пространство и легко изменять конфигурацию контрольно-измерительного оборудования. Два прибора DPO70000SX, установленные в стойку, имеют высоту, меньшую высоты аналогичных настольных приборов, а по характеристикам превосходят их.

Полнофункциональный осциллограф

Компактные модели серии SX представляют собой полнофункциональные высококачественные осциллографы. Они могут непосредственно работать с приложениями Tektronix для расширенного анализа джиттера, шума, оптической модуляции или спектрального анализа без использования отдельного компьютера.

Конфигурация 2 x 70 ГГц, 4 x 33 ГГц с монитором и дополнительной передней панелью

Привычные органы управления в любом удобном месте

С помощью дополнительной передней панели DPO7AFP пользователь может управлять осциллографом, не используя переднюю панель прибора.

Панель DPO7AFP снабжена теми же органами управления, которые имеются в настольных приборах серий DPO/DSA/MSO/7000/70000, и выполнена в виде отдельного периферийного устройства с интерфейсом USB. Если передняя панель осциллографа недоступна, то им можно управлять с дополнительной панели.

 

Доступ к осциллографу через удаленный рабочий стол

Доступ к осциллографам серии DPO70000SX, как и ко всем современным настольным моделям осциллографов серий DPO/MSO70000, может осуществляться по сети с помощью приложения Windows® Remote Desktop (удаленный рабочий стол). Используйте это приложение для доступа к осциллографу из любой лаборатории в любой точке мира.

Прецизионная синхронизация многоприборных систем

Приборы серии DPO70000SX оснащены шиной межприборной синхронизации UltraSync. Эта шина используется для синхронизации тактовой частоты, запуска и пуска-останова измерений нескольких приборов подобно тому, как это выполняется в моноблочных приборах. В комплект поставки прибора входят кабели UltraSync длиной 1 м и 2 м для создания необходимой конфигурации измерительной системы и обеспечения надежной синхронизации приборов в системе.

 

Шина UltraSync состоит из трех компонентов, необходимых для точной синхронизации приборов:

• Опорный генератор с частотой 12,5 ГГц, работающий в ведущем устройстве и выдающий тактовый сигнал каждому ведомому устройству для синхронизации выборок в процессе аналого-цифрового преобразования.
  
• Шина запуска для управления пуском-остановом всех приборов системы и подачей сигнала запуска от ведущего или ведомого устройства.
• Управление и передача данных от ведомых устройств ведущему осуществляется по шине PCIe, Gen 2, x4 со скоростью обмена до 2 Гбит/с.

В многоприборной конфигурации один осциллограф серии DPO70000SX играет роль ведущего устройства, а другие осциллографы работают как ведомые. Любая модель серии DPO70000SX может работать автономно, а в многоприборной конфигурации использоваться в качестве ведущего или ведомого устройства. Конфигурирование осуществляется посредством соединения приборов кабелями UltraSync без использования дополнительных элементов. Многоприборная конфигурация может быть в любой момент отключена, чтобы обеспечить автономную работу приборов. Для этого не требуется контроллер или другие принадлежности. И наоборот, автономные приборы могут быть легко объединены в многоприборную конфигурацию посредством соединения ведущего и ведомых устройств кабелями UltraSync.

При запуске многоприборной конфигурации приложение Configuration Manager проверяет соединения между ведущим и ведомыми устройствами и выдает графическую информацию при отсутствии или неправильном соединении приборов. После проверки система отображает пользовательский интерфейс TekScope, выполняющий сбор сигналов от ведущего и ведомых устройств для их отображения и анализа с помощью встроенных функций и набора приложений расширенного анализа.

Масштабируемые и гибкие конфигурации

Многоприборные конфигурации осциллографов серии DPO70000SX обеспечивают не только улучшение характеристик, но и увеличение числа каналов. Конфигурация "ведущий-ведомый" предоставляет дополнительные входные каналы, синхронизированные с той же точностью, что и внутренние каналы, и управляемые одним пользовательским интерфейсом, таким как панель управления прибора или программный интерфейс автоматизированной измерительной системы.

Масштабируемая архитектура позволяет пользователям приобретать приборы с характеристиками, соответствующими не только современным требованиям – сбор данных по 4 каналам с полосой пропускания 33 ГГц и частотой дискретизации 100 Гвыб./с, но и требованиям систем следующих поколений – сбор данных по 2 каналам с полосой пропускания 70 ГГц и частотой дискретизации 200 Гвыб./с. Для получения 4 каналов с полосой пропускания 70 ГГц и частотой дискретизации 200 Гвыб./с можно объединить два прибора. Осциллографы четырёхприборной конфигурации в любое время могут быть разделены на пары или на автономные приборы для удовлетворения текущих требований тестирования.

Модель DPO77002SX имеет преимущества при использовании в одноканальной конфигурации с полосой пропускания 70 ГГц и частотой дискретизации 200 Гвыб./с, в частности для анализа РЧ сигналов или исследования импульсных лазеров. В этом случае, приобретая один прибор для одноканальных измерений с полосой пропускания 70 ГГц, пользователь получает возможность использовать 2 канала с полосой пропускания 33 ГГц. Дополнительные приборы для увеличения числа каналов можно купить позже и подсоединить их с помощью шины UltraSync.

Поддерживаются следующие многоприборные конфигурации:

2 DPO77002SX: 2 канала 70 ГГц, 200 Гвыб./с или 4 канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

4 DPO77002SX: 4 канала 70 ГГц, 200 Гвыб./с или 4  ¹ канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

2 DPO75902SX: 2 канала 59 ГГц, 200 Гвыб./с или 4 канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

4 DPO75902SX: 4 канала 59 ГГц, 200 Гвыб./с или 4  ¹ канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

2 DPO75002SX: 2 канала 50 ГГц, 200 Гвыб./с или 4 канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

4 DPO75002SX: 4 канала 50 ГГц, 200 Гвыб./с или 4  ¹ канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с

2 DPO73304SX: 4 канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с или 4  ¹ канала 23 ГГц, 50 Гвыб./с

2 DPO73304SX: 4 канала 33 ГГц, 100 Гвыб./с или 4  ¹ канала 23 ГГц, 50 Гвыб./с

¹ На экране отображается не более 4 каналов. Для доступа к дополнительным каналам используется программный интерфейс.

Стабильный фазовый сдвиг между каналами

Технология UltraSync обеспечивает высокоточную синхронизацию приборов в многоприборной конфигурации. Фазовый сдвиг между каналами практически не зависит от времени и температуры. Значение фазового сдвига составляет ≤250 фс_ср.кв.. На приведенной ниже зависимости фазового сдвига от времени, полученной с помощью осциллографа серии DPO77002SX, видно, что в процессе прогрева прибора (около 1 часа) амплитуда фазового сдвига равна 400 фс, а после прогрева – 350 фс. Эта кривая также демонстрирует исключительную стабильность фазового сдвига при сборе данных в течение 12 часов.

Зависимость фазового сдвига между каналами от времени в системе с осциллографом серии DPO77002SX.

 

Не менее важна зависимость фазового сдвига между двумя каналами от частоты (влияние групповой задержки). На приведенном ниже графике такие зависимости сравниваются для двухприборной системы DPS77004SX 70 ГГц и двухканальной одноприборной системы с полосой пропускания 63 ГГц другого производителя. Мы видим существенное уменьшение фазового сдвига между двумя каналами при использовании технологии UltraSync по сравнению с двухканальной одноприборной системой 63 ГГц другого производителя.

Сравнение зависимости фазового сдвига между двумя каналами от частоты в двухприборной системе DPO77002SX и двухканальной одноприборной системе с полосой пропускания 63 ГГц другого производителя.

 

Короткий сигнальный тракт

Минимизация длины сигнального тракта очень важна при работе со сверхширокополосными сигналами на частоте порядка 70 ГГц. Компактность осциллографа серии DPO70000SX облегчает его размещение как можно ближе к тестируемому устройству. Опции дополнительной передней панели и удаленного рабочего стола обеспечивают высокую гибкость за счет исключения необходимости непосредственного доступа к передней панели прибора. При работе с разнообразными конфигурациями тестируемых устройств осциллографы серии SX предоставляют более широкий диапазон опций, чем традиционные настольные приборы.

Для уменьшения длины тракта входного сигнала в многоприборных конфигурациях один из двух приборов может быть перевернут. Расположение входа ATI внизу в центре блока обеспечивает в такой конфигурации минимальное расстояние между входными разъёмами.

Приборы можно устанавливать под разными углами с учетом размещения тестируемого устройства, например под углом 90° при работе с объединительной платой и платами расширения или один напротив другого вокруг небольшого тестируемого устройства. При таком расположении можно получить сигнальный тракт минимальной длины и значительно увеличить отношение сигнал/шум. С помощью приложения SDLA можно компенсировать влияние элементов сигнального тракта, таких как кабели и адаптеры, чтобы повысить достоверность результатов анализа.

Области применения

 

Анализ модуляции когерентных оптических сигналов

Осциллографы серии DPO70000SX идеально подходят для анализа модуляции когерентных оптических сигналов различных форматов, передаваемых со скоростью до 400 Гбит/с или даже до 1 Тбит/с. Уникальная архитектура позволяет модернизировать прибор, добавляя каналы или расширяя полосу пропускания, чтобы эффективно тестировать системы передачи данных со скоростью 100 Гбит/с и в дальнейшем 400 Гбит/с и 1 Тбит/с. Низкопрофильный корпус осциллографа серии DPO70000SX позволяет размещать оптический приемник на минимальном расстоянии от входа прибора, что способствует уменьшению потерь сигнала в системе измерения когерентных оптических сигналов.

 

Повышение точности анализа модуляции обусловлено снижением амплитуды вектора ошибки (EVM) в приборе. Осциллограф серии DPO70000SX с технологией ATI обеспечивает минимальный в отрасли уровень собственных шумов, повышая качество измерений. Кроме того, эта система имеет 4 канала с полной полосой пропускания 70 ГГц при частоте дискретизации 200 Гвыб./с по каждому каналу, обеспечивая непревзойденные возможности анализа сигналов. Используя оптический приемник OM4524, инженеры, занимающиеся исследованиями и разработкой оптических систем, могут выполнять анализ и визуализацию цифровых сигналов с нестандартной модуляцией, применяя собственное аналитическое программное обеспечение для повышения эффективности ПО Matlab™.

• Полоса пропускания 70 ГГц по четырем каналам для систем передачи данных со скоростью 1 Тбит/с
• Минимальный в отрасли уровень шума позволяет уменьшить амплитуду вектора ошибки (EVM)
• Частота дискретизации 200 Гвыб./с по четырем каналам для слежения за фазой
• Небольшие размеры с возможностью добавления каналов и расширения полосы пропускания
• Настраиваемая цифровая обработка сигналов для расширенного анализа

Измерения сигналов с кодированием PAM4 и NRZ

Приборы серии DPO70000SX оснащены средствами проверки многих современных систем передачи данных 25/28 G, а также вновь появляющихся систем с постоянно растущей пропускной способностью (см. следующую таблицу). Осциллографы серии DPO70000SX с полосой пропускания 50 ГГц и 70 ГГц, использующие архитектуру ATI для уменьшения шума и дополненные инструментами анализа каналов последовательной передачи данных (SDLA) и ПО DPOJET для анализа джиттера и шума, позволяют компенсировать паразитные эффекты и точнее анализировать глазковые диаграммы для множества основных стандартов.

 

В сетях 400 G скорости передачи данных достигают 56 Гбит/с на один последовательный канал. При такой скорости традиционное кодирование NRZ становится неэффективным, поэтому вместо него применяется 4-уровневая импульсная модуляция (PAM4), обеспечивающая более узкую полосу сигнала. Для точной проверки сигналов PAM4 великолепно подходят осциллографы серии DPO70000SX, обладающие минимальным в отрасли шумом и максимальным эффективным числом разрядов за счет применения технологии ATI. Опция PAM4 в приборе DPO70000SX осуществляет программное восстановление тактовой частоты, построение многоуровневых глазковых диаграмм и составление таблиц отчетов на основе выполненных измерений, как показано ниже.

 

• Встроенная функция восстановления тактовой частоты для сигналов PAM4 и NRZ, передаваемых со скоростью до 140 Гбит/с
• Высокое разрешение по времени при частоте дискретизации до 200 Гвыб./с в каждом дифференциальном канале
• Исследование перепадов сигналов с использованием аппаратной системы запуска с полосой пропускания 25 ГГц

Анализ РЧ сигналов

Осциллограф серии DPO70000SX, обладающий минимальным уровнем шума и плоской АЧХ в полосе до 70 ГГц, предоставляет новые возможности для измерения и анализа широкополосных РЧ сигналов.

ПО векторного анализа сигналов SignalVu

При векторном анализе РЧ и модулирующих сигналов ПО SignalVu позволяет одновременно выполнять измерения в нескольких областях – частотной, временной, фазовой и модуляционной. Выполняемые SignalVu измерения полностью коррелированы по времени с захватом и запуском осциллографа. События во временной области, например команды для РЧ тракта, могут использоваться для запуска, в то время как РЧ сигнал отображается в виде спектра.

Помимо анализа спектра возможно построение спектрограмм, отображающих изменение частоты и амплитуды во времени. Коррелированные по времени измерения можно выполнять в частотной, фазовой, амплитудной или модуляционной областях. Это идеально подходит для анализа сигналов со скачкообразной перестройкой частоты, импульсных характеристик, переключения модуляции, времени установления сигнала, изменения полосы и перемежающихся сигналов.

ПО SignalVu может обрабатывать РЧ, I и Q, а также дифференциальные I и Q сигналы с нескольких входов осциллографа. Математические функции, выполняемые осциллографом, также используются и в ПО SignalVu, чтобы пользователи могли задавать специальную фильтрацию перед векторным анализом сигналов.

Среда Microsoft Windows упрощает анализ в нескольких областях благодаря неограниченному числу коррелированных по времени окон анализа для получения более глубокого представления о поведении сигнала. С пользовательским интерфейсом, настроенным в соответствии с вашими предпочтениями (клавиатура, передняя панель, сенсорный экран и мышь), ПО SignalVu могут легко использовать как начинающие, так и опытные инженеры.

Коррелированные по времени представления сигналов в нескольких областях позволят на новом уровне решать проблемы проектирования устройств и систем, что невозможно при использовании обычных анализаторов спектра. Скачкообразную перестройку частоты узкополосного сигнала можно наблюдать с помощью спектрограммы (внизу слева), характеристики перестройки можно точно измерять с использованием зависимости частоты от времени (вверху слева). На двух представлениях справа показаны временные и частотные характеристики сигнала при скачкообразном изменении частоты.

Анализ радиолокационных и других ВЧ сигналов

Малошумящие широкополосные осциллографы серии DPO70000SX идеально подходят для анализа ВЧ сигналов с использованием БПФ. Осциллограф серии DPO70000SX с опциональным аналитическим ПО SignalVu может выполнять БПФ на частотах до 70 ГГц. Масштабируемая архитектура позволяет инженерам использовать как одноканальный прибор с единственным РЧ входом, так и многоприборную систему для тестирования сложных РЧ систем.

Осциллограф серии DPO70000SX позволяет выполнять следующие измерения:

• Измерение нелинейности радиолокационных сигналов ЛЧМ (см. рис. ниже)
• Измерения сигналов стандарта IEEE802.11ad e.g. (несущая частота 60,48 ГГц)
• Отладка и мониторинг систем спутниковой связи, включая диапазон К (20-40 ГГц)

После захвата сигнала с низким уровнем шума осциллографом серии DPO70000SX с полосой пропускания 70 ГГц, для демодуляции сигнала, отображения констелляционной диаграммы, амплитуды вектора ошибки (EVM) и выполнения других измерений можно использовать ПО SignalVu. SignalVu обеспечивает возможность подробного анализа в нескольких областях (дополнительные опции), например анализ импульсных сигналов РЛС и времени установления, анализ цифровой модуляции и гибкий анализ OFDM для новейших стандартов модуляции, а также измерения аудиосигналов и АМ/ЧМ/ФМ сигналов в уменьшенной полосе частот.

• Минимальный в отрасли уровень шума позволяет уменьшить амплитуду вектора ошибки ( EVM) прибора
• Полоса пропускания 70 ГГц обеспечивает широкий динамический диапазон и высокую линейность сигналов ЛЧМ
• Встроенные функции БПФ и построения фазовой диаграммы ускоряют и повышают точность измерений в частотной области

Опции для работы с широкополосными сигналами

ПО векторного анализа сигналов SignalVu предлагает опции для различных приложений: измерение характеристик широкополосных РЛС, анализ сигналов в широкополосных каналах спутниковой связи, управление частотным ресурсом. ПО векторного анализа сигналов SignalVu, базовая версия (опция SVE), обеспечивает основные измерительные возможности и необходима для анализа импульсных сигналов (опция SVP), измерения времени установления (опция SVT), анализа цифровой модуляции (опция SVM), гибкого анализа OFDM (опция SVO) и измерения параметров аудиосигналов и AM/ЧM/ФM сигналов (опция SVA). ПО SignalVu позволяет непосредственно исследовать сигналы широкополосных спутниковых каналов связи и радиорелейных линий.

Общий анализ цифровой модуляции (опция SVM) используется для демодуляции сигнала магистрального канала с 16QAM, передаваемого со скоростью 312,5 Mсимв./с.

Расширенные функции анализа

Полный набор приложений расширенного анализа позволяет глубоко анализировать конкретный сигнал и характеристики системы. Добавление этих приложений к широкому набору функций, которыми обладает каждый прибор серии DPO70000, ппредоставляет возможность инженеру-исследователю глубже и полнее анализировать характеристики тестируемого устройства или системы.

ПО DPOJET для исчерпывающего анализа шума и джиттера

ПО DPOJET обеспечивает наивысшую чувствительность и точность при работе с осциллографами реального времени. С помощью этого ПО можно детально анализировать джиттер, глазковые диаграммы и применять алгоритмы разбиения, упрощая определение причин появления джиттера и нарушения целостности сигналов при тестировании высокоскоростных последовательных шин проектируемых систем цифровой связи.

ПО DPOJET для анализа джиттера и построения глазковых диаграмм упрощает обнаружение причин нарушения целостности сигнала и возникновения джиттера.

Анализ шума с помощью ПО DPOJET (опция DJAN)

Опция DJAN добавляет исчерпывающий набор инструментов анализа шума к ПО DPOJET. Раньше пользователи для оценки поведения тестируемого устройства полагались только на измерение и визуализацию джиттера. При тестировании в соответствии со многими стандартами, особое внимание уделяется влиянию джиттера на закрытие глаза по горизонтали. По мере увеличения скорости передачи данных, анализируемый глаз постепенно уменьшается, поэтому необходимо анализировать закрытие глаза и по вертикали, и по горизонтали. Глубокое понимание влияния джиттера и шума на размер глаза позволяет инженерам прогнозировать общее раскрытие глаза при заданном коэффициенте битовых ошибок.

Базовый анализ джиттера, расширенный анализ джиттера и специальные расширения

В стандартный комплект поставки осциллографов серии DPO70000SX входит базовая версия ПО DPOJET, расширенная версия ПО DPOJET доступна в виде опции. Кроме того, имеются специализированные измерительные приложения, расширяющие возможности ПО DPOJET и позволяющие выполнять большое число тестов в соответствии с отраслевыми стандартами.

Компенсация искажений, вносимых в сигнал измерительной схемой, с помощью SDLA и специальная фильтрация

Повышение скоростей передачи сигналов и уменьшение размеров устройств приводит к появлению проблем при проектировании новых систем передачи данных со скоростями несколько гигабит в секунду и тестировании таких систем. Для решения этих проблем, в процессе проектирования применяют расширенные методы коррекции в передатчике и приемнике. В компактных тестируемых устройствах доступ к контрольным точкам затруднен, что приводит к снижению точности из-за неидеальных условий измерений. При этом возникают потери и отражения захваченного сигнала, связанные с неоднородностью импеданса сигнального тракта. При проектировании более сложных систем требуется выполнять расширенные измерения. Дело в том, что захваченный сигнал искажается при прохождении через кабели, пробники и тестовые оснастки. SDLA Visualizer позволяет подавить в сигнале паразитные эффекты (отражения, вносимые потери и перекрестные помехи), создаваемые измерительной цепью (кабели, пробники и тестовые оснастки), с учетом выходного импеданса передатчика и входного импеданса приемника. Устранение этих эффектов повышает качество измерений и улучшает выполнение теста типа "годен-не годен".

Коррекция сигнального тракта

Дополнительное приложение для анализа канала последовательной передачи данных (SDLA64) предоставляет возможность эмуляции на основе S-параметров с компенсацией или исключением потерь передатчика или приемника и искажений, вносимых оснасткой и измерительными схемами, а также позволяет раскрывать закрытые за счет канальных эффектов глазковые диаграммы с помощью таких методов компенсации потерь приемника, как CTLE, DFE, FFE. Для исследования поведения интегральных приемников, реализованных по различным технологиям, можно использовать модели IBIS-AMI.

На приведенных ниже глазковых диаграммах показан коррелированный глаз сигнала перед каналом, после прохождения канала и после коррекции канала. Глаз, закрытый за счет влияния канала на сигнал, эффективно открывают с помощью SDLA, при этом ширина глаза ~3 пс (глазковые диаграммы справа и слева).

Специальные фильтры

Фильтры, разработанные пользователем, и фильтры, входящие в стандартный комплект осциллографов серии DPO70000SX, обеспечивают выделение или удаление компонент исследуемого сигнала (шума или определенных гармоник). Эти настраиваемые КИХ-фильтры можно использовать при обработке сигнала, например, для компенсации предыскажений или исключения влияния соединительных кабелей и тестовой оснастки.

Встроенные средства анализа

Осциллограф серии DPO70000SX имеет широкий спектр встроенных функций для визуализации и измерения характеристик сигнала. Графическая панель предоставляет выбор из 54 встроенных автоматических измерений, которые сгруппированы по категориям: амплитуда, время, гистограммы и коммуникации. В распоряжении пользователя также статистическая обработка данных, в которую входят усреднение, минимум, максимум, стандартное отклонение и заполнение.

Для математической обработки осциллограмм можно задавать различные выражения, результаты расчетов в выбранных единицах выводятся на экран. Стандартные математические функции можно вызвать нажатием всего одной кнопки на панели прибора. В более сложных случаях можно создавать собственные алгебраические выражения, определяя действия над осциллограммами (как реальными, полученными со входа прибора, так и опорными или считанными из памяти), математическими функциями, значениями измерений, коэффициентами и настраиваемыми пользователем переменными. Все это доступно с помощью простого в использовании редактора.

Большой объем памяти позволяет маркировать события на протяжении многих периодов и анализировать длительные фрагменты записанных сигналов. Кроме того, панель инструментов Excel позволяет передавать захваченные данные для обработки в Microsoft Excel, а панель Word – создавать на внешнем компьютере формализованные отчеты о выполненных осциллографами DPO70000SX измерениях.

Частотомер/таймер

Частотомер/таймер с высоким разрешением – опциональная функция, реализованная в осциллографах серии DPO70000SX за счет использования новой системы запуска. Прецизионный 13-разрядный частотомер работает в диапазоне частот до 25 ГГц с разрешением до 12 разрядов в секунду. Погрешность частотомера при использовании встроеннего тактового генератора не превышает 1 х 10-6. Повышение точности обеспечивает внешний прецизионный источник тактовой частоты. Частотомер выполняет измерения с помощью системы запуска, поэтому он непрерывно измеряет каждый период сигнала в процессе запуска, а не конечные блоки захватываемых данных.

 

Это обеспечивает точность и стабильность измерений. На экране захвата показана измеренная девиация частоты 212 мкГц прецизионного источника с частотой 8 ГГц. Как показано на рисунке, генератор сигналов настроен на частоту 8,00000000001 ГГц, которая точно измеряется осциллографом.

С помощью таймера можно выполнять точные измерения с разрешением 200 фс между событиями запуска, например время между появлениями событий А и В, таких как глитч, рант, перепад и др. Таймер можно использовать для измерения задержек распространения сигналов или анализа частот появления аномалий.

Отметим три важных различия между предложенным частотомером/таймером и традиционными частотомерами/таймерами:

• Аналоговая полоса пропускания > 25 ГГц
• Большой выбор широкополосных осциллографических пробников, обеспечивающих высочайшее качество передачи сигналов тестируемого устройства
• Возможность просмотра сигналов на экране, чтобы гарантировать измерение нужного сигнала и правильную установку уровней запуска для захвата

Специальные математические функции для анализа осциллограмм с помощью ПО MATLAB

Пользователи приборов Tektronix могут использовать специальные математические функции с ПО MATLAB, чтобы создавать сценарии для обработки осциллограмм в реальном времени и отображения результатов обработки на экране осциллографа. Программные опции также могут использовать ПО MATLAB для специального анализа сигналов и визуализации результатов анализа.

Система запуска Pinpoint®

Если вы пытаетесь найти аномалии или хотите локализовать часть сложного сигнала для дальнейшего анализа, то воспользуйтесь системой запуска Pinpoint® компании Tektronix. Система Pinpoint® предоставляет полный набор различных типов запуска по двум событиям А и В для поиска нужных событий. Pinpoint® обеспечивает сброс системы запуска после определенного периода времени, состояния или перехода, что дает возможность захвата событий даже в самых сложных сигналах.

Осциллограф серии DPO70000SX обладает расширенной системой запуска, имеющейся в осциллографах реального времени. На рисунке показан запуск по ранту длительностью

 

На следующем рисунке показано, как, выделяя импульсы длительностью >40 пс и

 

В осциллографе серии DPO70000SX используется уникальный режим запуска по огибающей модулированной несущей. Запуск по перепаду, длительности и таймауту можно применять к обнаруженной огибающей для стабилизации запуска по модулированным пакетам или различения пакетов заданной длительности. При частоте несущей от 500 МГц до 20 ГГц можно работать с широким кругом приложений. На рисунке показан запуск по пакету заданной длительности.

 

Визуальный запуск расширяет возможности системы Pinpoint, добавляя еще один способ запуска для того, чтобы обнаружить важные события в разнообразных сложных сигналах. Визуальный запуск работает совместно с системой Pinpoint, сканируя все захваченные осциллограммы и сравнивая их с представленной на экране областью (геометрическое совпадение). Визуальный запуск позволяет с помощью мыши или сенсорного экрана создать до восьми зон запуска. Условия запуска можно задавать с помощью фигур различной формы (треугольники, прямоугольники, шестиугольники и трапеции). Созданные формы можно редактировать в интерактивном режиме для получения оптимальных условий запуска.

 

Захват сигналов

Вход ATI

Входной канал ATI модели DPO77002SX с полосой пропускания 70 ГГц имеет стандартный разъем 1,85 мм, рассчитанный на частоту до 67 ГГц, но имеющий типовую полосу пропускания 70 ГГц. Прибор комплектуется высококачественным адаптером розетка-розетка 1,85 мм, установленым на входном разъеме ATI (вилка) для механической защиты и возможности выбора типа соединителя. В комплект осциллографа также входят антистатический браслет, динамометрический ключ и набор дополнительных ключей для правильной сборки компонентов сигнального тракта, чтобы гарантировать точность измерений. Разъемы 1,85 мм совместимы с разъемами 2,4 мм (50 ГГц).

Входы TekConnect®

Модели серии DPO70000SX оснащены входным интерфейсом TekConnect, обеспечивающим непревзойденную гибкость за счет широкого выбора средств доступа к измеряемым сигналам и их преобразования. Адаптер TCA-292D TekConnect с полосой пропускания 33 ГГц обеспечивает соединение коаксиальных кабелей с волновым сопротивлением 50 Ом с разъемом 2,92 мм.

Пробники и коаксиальный входной канал

При отладке электронных схем самой сложной проблемой часто является доступ к нужным сигналам. Компания Tektronix предлагает большой выбор пробников, включая TriMode® P7600 и P7500, полоса частот которых соответствует полосе пропускания осциллографов серии DPO70000SX. Предлагаемые пробники совместимы с входом TekConnect, которым оснащены все модели DPO70000SX.

Эти пробники позволяют переключаться между дифференциальным, несимметричным и синфазным режимами измерения без изменения способа подключения к тестируемому устройству. Пробники серии P7600, обладая всеми удобствами пробников Trimode, отличаются пониженным шумом и полосой пропускания 33 ГГц. При наличии коаксиальных адаптеров пробники функционируют как дифференциальный входной канал осциллографа, что позволяет удвоить число дифференциальных сигналов, одновременно измеряемых одним осциллографом.

В серию P7500 входят пробники с полосой пропускания от 4 до 25 ГГц и несколько видов недорогих припаиваемых наконечников с быстроразъёмным подключением к пробнику, позволяющим легко и быстро переключаться между контрольными точками.

Дополнительный вход запуска с улучшенными характеристиками

Осциллографы серии DPO70000SX имеют дополнительный вход внешнего запуска (TekConnect), предназначенный для улучшенного запуска по перепаду без использования сигнального канала. Он обладает полосой пропускания >10 ГГц с джиттером ср.кв..

Компенсация фазовых сдвигов между каналами

Все модели серии DPO70000SX имеют на передней панели дифференциальные выходы, выдающие сигналы с крутыми фронтами

Настольное или стоечное исполнение

Осциллографы серии DPO70000SX могут работать на столе или устанавливаться в стойку, для чего комплектуются различными крепежными компонентами.

Гибкость конфигурации обеспечивается с помощью кабелей UltraSync длиной 1 м и 2 м. Стандартный кабель длиной 1 м используется для конфигураций с 2 или 4 устройствами при стандартном расположении приборов в стойке. С помощью кабелей длиной 2 м можно создавать конфигурации, в которых приборы расположены под углом 90° или один напротив другого вокруг тестируемого устройства. При необходимости в одной конфигурации можно использовать кабели разной длины, чтобы компенсировать фазовые искажения в системе для точной синхронизации каналов.

Углубления в корпусах приборов предназначены для взаимного механического зацепления приборов в целях повышения их устойчивости. Используя углубления, один из двух приборов можно устанавливать перевернутым относительно другого, а также создавать конфигурации приборов с оптическим приемником OM4000. В корпусах приборов также выполнены резьбовые отверстия для боковых кронштейнов (приобретаются пользователем), используемых для крепления приборов в специальных конфигурациях.

Монтаж прибора в стойку

Для установки осциллографов серии DPO70000SX в стойку предусмотрен лоток, крепящийся непосредственно к прибору. Лоток занимает высоту 1U в дополнение к высоте осциллографа 3U и образует канал для охлаждения прибора. Для переноски и установки прибора в стойку используются прочные ручки.

Комплект для монтажа в стойку позволяет устанавливать приборы в вертикальном или перевернутом положении, чтобы минимизировать длину входного кабеля, так же как и при установке приборов на стенде.

С лицевой стороны стоечного лотка имеется место для размещения твердотельного накопителя (SSD) для облегчения доступа к сохраненным данным.