Blog

Sep 01, 2023

L'oscilloscopio raggiunge una larghezza di banda analogica di 110 GHz, con basso rumore

Keysight has introduced what is claims is the world’s fastest oscilloscope,

Keysight ha presentato quello che sostiene sia l'oscilloscopio più veloce al mondo, che funziona a 256 Gsample/s su segnali fino a 110 GHz. Rivendica inoltre un rumore e un jitter migliori rispetto a qualsiasi oscilloscopio veloce precedente.

Chiamata serie Infiniium UXR, è rivolta ai progettisti di collegamenti seriali ad alta velocità e interfacce elettro-ottiche, ad esempio DDR, USB, PCIe, PAM4, comunicazioni 5G, comunicazioni radar e satellitari.

I cruciali chip front-end sono realizzati con il processo interno dell'azienda al fosfuro di indio a 350 GHz: in totale sono stati creati sei nuovi chip per i telescopi UXR, ha detto a Electronics Weekly il capo degli oscilloscopi di Keysight, Brig Asay. "C'è molta tecnologia e un sacco di pacchetti, tutti lì per proteggere il segnale e mantenerlo intatto", ha detto.

Front-end per canale da 110 GHz (e fino a 40 GHz). "Utilizziamo la tecnologia avanzata della gabbia di Faraday per ridurre al minimo il rumore su ciascun componente", ha affermato Keysight.

Tra questi chip ci sono:

In precedenza, ha affermato Keysight, l'hardware dell'oscilloscopio non poteva supportare 40 GHz o superiori senza interlacciamento di frequenza. "Per UXR, abbiamo progettato un hardware personalizzato che ci consente di evitare questo processo campionando il segnale alla giusta velocità."

Rumore

Secondo Asay, il rumore di fondo è circa la metà di qualsiasi ambito di fascia alta esistente. "Prendiamo un oscilloscopio con larghezza di banda di 33GHz, diciamo il nostro a 50mV/div, e otterremo un rumore a 2,25mVrms," ​​ha detto. "Con questo nuovo oscilloscopio, con le stesse impostazioni, ottieni circa 1,1 mVrms."

Jitter

E sul jitter ha detto: "In genere il migliore è stato 150fs, e questo oscilloscopio arriva a 15fs. La corrispondenza della lunghezza del percorso è una parte importante della storia. Prima non potevamo regolare la lunghezza del percorso, ora l'elaborazione lo consente." – La calibrazione delle lunghezze del percorso è uno dei compiti assegnati all'asic di controllo personalizzato creato per gli ambiti UXR.

Oltre a questa elaborazione c'è un sistema di clock completamente riprogettato. "Da campione a campione, è davvero ben allineato: nessun altro ambito si avvicina a questo", ha affermato Asay, aggiungendo: "ENOB è anche migliore di qualsiasi altra cosa sul mercato, qualunque cosa accada." – L'azienda ha diffuso un valore ENOB pari a "fino a 6,8".

Nelle versioni a quattro canali, ha affermato Keysight, il jitter intrinseco intercanale è inferiore a 35 fsrms.

Come risultato di questo basso livello di rumore e jitter, i diagrammi a occhio dei dati seriali sono meno influenzati dallo strumento e, di conseguenza, ha affermato Keysight, i diagrammi a occhio sono significativamente più aperti ed è possibile determinare i margini e le prestazioni reali.

Per quanto riguarda i diagrammi a occhio, Asay sostiene un'elevata velocità di aggiornamento: un milione di occhi al secondo in 10 Msample di memoria.

Per coloro che non necessitano della massima velocità e desiderano risparmiare denaro, sono disponibili versioni dell'UXR con larghezze di banda analogiche fino a 13 GHz. I segnali vengono acquisiti a 256 Gsample/s per canale sui modelli da 40 a 110 GHz e (foto front-end a destra) 128 Gsample/s per canale sui modelli da 13 a 33 GHz.

E la memoria installata può essere variata fino a 2Gsample.

Altre opzioni includono: versioni a quattro e due canali, con connettori di ingresso da 1,0 mm o 1,85 mm, ed è disponibile un modulo plug-in di autocalibrazione che include un generatore di passi tracciabile al National Institute of Standards degli Stati Uniti che

"Fornisce una calibrazione di qualità di fabbrica sul posto e nelle condizioni ambientali e garantisce la precisione della misurazione continua riducendo la necessità di mettere l'unità fuori servizio", secondo l'azienda.

Per i sistemi ottici, che gestiscono interfacce veloci come PAM4 e interconnessione coerente 400G, 600G e Tbit/s, l'azienda ha costruito un analizzatore di modulazione ottica (OMA) attorno a un oscilloscopio UXR, marchiandolo analizzatore di modulazione ottica N4391B e ha introdotto un Generatore di forme d'onda arbitrarie da 120 Gsample/s chiamato M8194A – in grado di creare formati come 64 Gbaud 64QAM (modulazione di ampiezza in quadratura).

"Le tecnologie seriali e ottiche ad alta velocità spingono continuamente i limiti in termini di velocità e prestazioni man mano che lo sviluppo delle tecnologie seriali terabit e di quinta generazione accelera", ha affermato Dave Cipriani, vicepresidente del centro di fotonica di Keysight. "La serie ampliata di oscilloscopi UXR, l'OMA basato su UXR e l'AWG più veloce di Keysight, offrono collettivamente ai progettisti ad alta velocità una soluzione end-to-end senza precedenti per far avanzare rapidamente lo sviluppo tecnologico oggi, fornendo allo stesso tempo protezione degli investimenti nel futuro."