高精確度、33GHz高帶寬示波器的設(shè)計實現(xiàn)

　　核心模擬前端創(chuàng)新設(shè)計

　　泰克高性能示波器產(chǎn)品線市場經(jīng)理Davig Fink告訴本刊記者，在DPO/DSA70000D中，有許多泰克領(lǐng)先行業(yè)獨創(chuàng)的技術(shù)，為提高DPO/DSA73304D示波器性能，泰克采用了 IBM 8HP 鍺化硅技術(shù)。這是一種 130 納米鍺化硅雙極互補金屬氧化物半導(dǎo)體（BiCMOS）工藝，利用200 GHz的FT轉(zhuǎn)換速度提供了2倍于上代產(chǎn)品的性能。

　　鍺化硅（SiGe）技術(shù)利用可靠性高且成熟的制造工藝，提供能與特殊材料（如：磷化銦（InP）和砷化鎵（GaAs））性能媲美的性能級別。與其它方案不同的是，鍺硅BiCMOS工藝提供了在一塊芯片上同時制備高速雙極性晶體管和標準CMOS的途徑，從而使一系列同時具備高集成度和極致性能的電路成為可能。正是這二者的結(jié)合，使泰克公司能夠在長達十多年的時間內(nèi)持續(xù)且可靠地提供功能豐富的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　Davig Fink說，在DPO/DSA73304D模擬前端中，采用了鍺化硅 BiCMOS工藝，該前端為33GHz、100 GS/s。該芯片包含2個通道（2 塊小芯片）的前置放大器及一個100 GS/s的跟蹤/保持集成電路（IC）（large die）。泰克公司通過將前置放大器和采樣/保持功能集成于單一封裝中，提高通道間的匹配能力，減少由其他示波器中使用的獨立采樣/保持電路和ADC器件引起的交叉失真。一般情況下，減少所需的組件和接口數(shù)量可減少噪音和計時的不確定性，從而提高了ENOB性能。

　　“我們?yōu)榇朔N前端設(shè)計提供的另一項創(chuàng)新是大偏移范圍和終端性能。通過前置放大器芯片上的分離路徑輸入結(jié)構(gòu)和多芯片模塊上的AC接地端接電阻器，從而實現(xiàn)了此種性能。該性能可以更加輕松地對大型直流偏置或直流偏置終端信號做出準確的測量，”Davig Fink表示，“我們會繼續(xù)走創(chuàng)新之路，采用8HP鍺化硅技術(shù)實現(xiàn)領(lǐng)先的ASIC設(shè)計，可提供更卓越的精準水平。”

　　由于實現(xiàn)了向8HP的轉(zhuǎn)換，DPO/DSA73304D示波器可以提供卓越的信號采集性能和分析能力。它幫助設(shè)計人員利用全部四通道前所未有的捕獲功能夠捕捉實時信號，并且利用業(yè)界最高的波形捕獲能力捕獲更多信號細節(jié)。利用一套工具集（為提供更快的設(shè)計和一致性測試而設(shè)計）實現(xiàn)設(shè)置、高速串行數(shù)據(jù)設(shè)計的捕獲及分析的自動化。該示波器主要性能還包括：

　　●雙通道高達 33 GHz 和 100 GS / s，所有四通道 > 20 GHz 和 50 GS / s。

　　●小于9 ps的上升時間（通常為 20/80）。

　　●低于 0.56% 的垂直噪聲，≥5.5 的有效位數(shù)。

　　●30 多個可定制特殊應(yīng)用軟件分析包。

　　高精確度和強大的捕獲能力

　　新型 DPO/DSA73304D 平臺兼?zhèn)錁I(yè)界領(lǐng)先的實時示波器信號完整性和計時精度，使用戶能夠更準確和更有把握地完成他們的設(shè)計。Davig Fink表示，DPO/DSA73304D還可以幫助設(shè)計工程師完成以下工作：

　　●利用業(yè)界最精準的捕獲系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)感興趣的重要信號，此類捕獲系統(tǒng)的特征是采用了在示波器和探頭中使用的可靠鍺化硅技術(shù)。

　　●使用市場上最佳綜合觸發(fā)系統(tǒng)，捕獲高速信號評估所需的精確的信號事件。

　　●利用高采樣率搜尋記錄，以確定關(guān)鍵事件/錯誤，用于系統(tǒng)驗證。

　　●利用 30 + GHz 示波器中最高信號與嗓音的比值，快速分析關(guān)鍵測量結(jié)果。它能夠提供高靈敏度、低噪聲的測量結(jié)果，這樣的結(jié)果為高速光纖的準確定性及能源和串行數(shù)據(jù)測量的執(zhí)行提供依據(jù)。

　　尖端軟件與 DPO/DSA70000 系列平臺上用戶界面工具相互結(jié)合，為復(fù)雜測量方案（包括調(diào)試/分析）提供了最短的快速響應(yīng)時間。DPO/DSA73304D 通過結(jié)合高帶寬、高采樣率和快速上升時間，可為當今最高的信號完整性測量要求而特別進行量身定做。Davig Fink強調(diào)，最新33 GHz 的泰克示波器使得設(shè)計者可以通過誤碼率來了解高級調(diào)制技術(shù)的效果，甚至在速度繼續(xù)增加時也同樣適用。采用這些示波器，工程師能夠有把握地在第一時間分析超出240 GB/s的比特速率。

　　據(jù)了解，DPO/DSA70000D型號產(chǎn)品將于2011年第4季度全球上市。這四個上市產(chǎn)品包括33GHz帶寬的DPO73304D和DSA73304D、25 GHz帶寬的DPO72504D 和DSA72504D。

　　前瞻性的設(shè)計案例

　　案例一：目前，領(lǐng)先FPGA廠商正在實施非?？焖俚亩蚁喈攺?fù)雜的硅片方案，以滿足通信和串行數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。這些應(yīng)用需要超過20GHz頻率的SerDes驗證。目前Xilinx、Altera公司都已推出將 28Gbps收發(fā)器等特性集成到新一代的28nm FPGA中。為檢測收發(fā)器的技術(shù)功能，從而為最新一代的高速串行協(xié)議提供及時支持，泰克最高精確度示波器DPO/DSA70000D可為測量提供精確的時間分辨率。

　　案例二：隨著目前光纖速度達到100Gb/s甚至更高速度，工程師正嘗試精確地驗證光調(diào)制技術(shù)，以實現(xiàn)高效的光纖傳輸。DPO/DSA70000D產(chǎn)品提供了4個高精確度的通道，可滿足PM-QPSK調(diào)制分析。70000D系列產(chǎn)品將協(xié)同Optametra公司（泰克技術(shù)合作伙伴）的相干光波信號分析儀，以實現(xiàn)光纖PM-QPSK、QAM16以及其它復(fù)雜的調(diào)制信號的可視化與測量。