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示波器中的DBI技能

摩尔定律指出晶体管的数量每18个月会翻一番。晶体管的速度也对应地呈线性增长,那意味着每隔三年晶体管的速度会翻一番。尽管示波器自推出以

摩尔规律指出晶体管的数量每18个月会翻一番。晶体管的速度也对应地呈线性添加,那意味着每隔三年晶体管的速度会翻一番。虽然示波器自推出以来在其绵长的进程中阅历屡次改动,但其仍然是首要的电子研制东西。受摩尔规律分配,示波器带宽也得每隔三年翻一番,以便跟上开展脚步。

调查近年实时示波器(差异于等效采样以及采样示波器)带宽的传统添加,得益于选用高速规划的前端模仿放大器,ADC和存储器。不幸的是对示波器制造商来说,这意味着要从头规划各种ASIC,本钱也随之呈指数级上升。但随着高端仪器生命周期持续缩短,这些本钱将转嫁到用户身上。

前史上,睿智的公司意识到这个受摩尔规律唆使的趋势是一个严峻的问题。示波器制造商只能依照严寒的带宽添加曲线前行。可是纵观前史,许多公司偶尔的打破性立异能够改动许多成名的规律。此类比方不乏其人。比方有名的硬盘和PRML的创造,使得磁盘密度远远超出了权威机构的猜测。

在高带宽示波器规划范畴,干流的立异办法是使用近20年来工业范畴的Interleaving,Interleaving是整合通道资源,换句话说是整合通道数字化仪和存储器,使得示波器具有十分高的采样率和存储深度。这个立异降低了对单个数字化仪的速度要求,因为单个数字化仪有用采样率远远比标称的要低。Interleaving取得了空前的成功,不需凭借带宽,交织的数字化仪由规划成和仪器带宽保持共同的前端放大器驱动。

力科开展了一种新式的Interleaving技能——数字带宽交织或叫DBI,它能像传统技能那样供给相似的添加采样率和存储深度,并且一起能够添加带宽。

而传统的Interleaving需求必定的硬件支撑传输信号和时钟去多途径,首要的问题是多途径时序,增益/漂移。有许多办法能够完成校准,适当杂乱的算法能够取得最好的校对。可是完成Interleaving的软件是有必要的。

另一方面,数字带宽交织处理了后端额定硬件,校准和数字信号处理,用来康复用户输入的信号。

简化的DBI硬件原理图如下。首要,输入信号被双工器一分为二。双工器是微波滤波器,用来将输入信号分红多个频段。在双通道,带宽加倍处理,低频段从双工器直接传送到一个前端放大器。在双工器端和低频段途径别离的部分被规划成经过一个和前端带宽共同的全频段滤波器。高频段进入一个下变频器。这个下变频器由一个宽带混合器完成。这个下下变频器将一个预置本地振荡器和输入高频段信号混兼并发生两个镜像,一个是差频而另一个是和频。差频是高频段经过混合器的镜像,但现在它落入一个示波器前端能够处理的频段内。这样高频段悉数转移到低频段内。这和调频收音机的基本原理是相同的。本质上,低频段和高频段被都被示波器捕获。低频段在本来的方位,而高频段被“移动”到差频的方位。

一旦捕获,每个频段开端信号处理。处理的首要结果是将高频段和一个本地振荡器的数字组成复制品再次混合
以使其频段落入正确的频率方位。它也将数字化消除有混合而带来的新的镜像。终究这两个频段被从头整组成
型为一个波形,这样使用一个示波器通道将采样带宽加倍。

一个要害点是记住选用DBI时每个频段都要落入每个通道可捕获带宽范围内。数字信号处理用来组成波形,可是
它不必来扩展通道带宽。这样就带来了带宽扩展的问题,正如添加的噪音不是由根据DBI的示波器引起的。

DBI技能由两个要害要素推进。首要是近来微波和射频技能的前进。新一代宽带宽放大器,混合器,衰减器,滤波器等,可确保实时示波器信号输入通道的取得的起伏精度。

第二个推进要素是根据Intel CPU的仪器所带来的DSP运算速度,而不必老是考虑信号处理。飞跃处理器是世界上最快的浮点运算DSP。

力科使用处理器的强壮处理才能,用DSP技能补偿模仿信号途径。终究的应战来自规划出可用来校准仪器,履行杂乱算法的主动体系。结果是发生令人信服的处理方案。

DBI是打破实时示波器带宽本钱,规划价值和%&&&&&%规划工艺的速度限制,只局限于射频和微波规划技能速度。选用DBI技能提高了门槛,因为至少三个要素中的一个在将来就持续提高。

DBI是一种会使示波器带宽不断得到提高的立异。未来,力科将会在一开端规划示波器时就引进DBI。今后的实时示波器将革除用户在决议挑选何种仪器时将带宽列为首要考虑的后顾之虑。

引进DBI技能将推进示波器与选用传统技能的仪器比较取得更好的体现。首要考虑的要素是精度和噪音。频率响应精度和回波损耗,再现串行信号眼图的精度是特别重要的要素。第一代选用DBI规划的仪器现已得到了改进。

The SDA 11000 – LeCroy’s first DBI enabled serial data
analyzer operates at 11 GHz bandwidth and 40 GS/s
sample-rate


Eye pattern from 6 Gb/s PRBS measured with SDA 11000

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