是德科技110GHz UXR系列示波器架構(gòu)解析

前言

Keysight UXR 系列實(shí)時(shí)示波器作為一款信號(hào)完整性極佳的實(shí)時(shí)示波器，加上它無可比擬的性能指標(biāo)——同時(shí)在 4 個(gè)通道上提供 110GHz 的模擬帶寬和 256GS/s 的實(shí)時(shí)采樣。在AI 技術(shù)浪潮下，能滿足更高的信號(hào)速率和更復(fù)雜的調(diào)制方式測試的要求！

圖1: UXR1104B

110GHz UXR 系列示波器架構(gòu)解析

圖2展示了 Keysight示波器UXR的架構(gòu)，信號(hào)經(jīng)由機(jī)電衰減器進(jìn)入前端 110GHz 模擬前端，再經(jīng)過采集板，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換變成離散信號(hào)后，存儲(chǔ)在緩存中。該儀器集成了各種 Keysight 技術(shù)，包括 InP、SiGe、BiCMOS、65nm CMOS 和 28nm CMOS 等各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合 Hyper-Cube 內(nèi)存模塊，可以同時(shí)從所有 4 個(gè)通道以 256GSa/s 捕獲數(shù)據(jù)。UXR 系列示波器的提供配置從 5GHz 到 110GHz 的帶寬，因其通道分體式的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)帶寬升級(jí)。

圖2: 110GHz UXR 高帶寬示波器現(xiàn)代架構(gòu)

技術(shù)亮點(diǎn)：

?不包含基于頻率的交織 — 提供全帶寬、采用磷化銦的采樣系統(tǒng)。

?實(shí)現(xiàn)更高的頻率和更高效的數(shù)據(jù)流，同時(shí)減少噪聲。

?適應(yīng)最新技術(shù)，法拉第籠屏蔽模擬前端多芯片模塊（MCM）。

UXR 模擬前端

( Front End Multi-Chip Module )

圖3: 模擬前端板

圖4: 法拉第籠部分展示

UXR 采集系統(tǒng)

(Aqusition System )

UXR 采集系統(tǒng)主要分3個(gè)部分，第一部分為16個(gè)10bit，采樣率16GSa/s的ADC，第二部分為Keysight 定制的100M 門的ASIC芯片，定制化的ASIC芯片，用于內(nèi)存控制和分析，第三部分為2Gpts 的內(nèi)存。以上三部分的集合，意味著該儀器可以捕獲、處理、存儲(chǔ)和顯示超過 10Tb/s 的信息！非常驚人的實(shí)時(shí)處理能力！

圖5: UXR 采集板

時(shí)域交織技術(shù)vs頻率交織技術(shù)

傳統(tǒng)上，一般會(huì)采用頻率交織技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶寬的擴(kuò)展。簡單來說在硬件上通過濾波器把信號(hào)分成了高頻和低頻，后續(xù)分別進(jìn)行數(shù)字化處理。在處理完成后，通過頻率拼接等手段將高頻分量和低頻分量進(jìn)行拼接，從而獲得更寬的帶寬。然而，頻率交織技術(shù)可能會(huì)引入由于頻率拼接產(chǎn)生的雜散信號(hào)。特別是在頻率拼接區(qū)域會(huì)產(chǎn)生混疊，導(dǎo)致頻域上顯著的雜散。

UXR是硬件實(shí)現(xiàn)的全帶寬采樣。這里沒有用到交織技術(shù)。就是最返璞歸真的示波器線性架構(gòu)（參考圖2）。后續(xù)的ADC 可以理解為時(shí)域交織。

圖6: 頻域交織技術(shù)原理框圖

總結(jié)

UXR 卓越的硬件技術(shù)，一流的信號(hào)完整性，允許用戶更加清楚實(shí)際的設(shè)計(jì)性能，而不受高噪聲或者抖動(dòng)的限制。UXR 還提供帶寬升級(jí)，方便匹配客戶未來的技術(shù)發(fā)展。除了硬件性能，我們始終與前沿技術(shù)和測試標(biāo)準(zhǔn)保持一致步伐，幫您順利克服測試挑戰(zhàn)！