高精確度、33GHz高帶寬示波器的設計實現

　　核心模擬前端創新設計

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

　　鍺化硅（SiGe）技術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。正是這二者的結合，使泰克公司能夠在長達十多年的時間內持續且可靠地提供功能豐富的高速數據采集系統。

　　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量可減少噪音和計時的不確定性，從而提高了ENOB性能。

　　“我們為此種前端設計提供的另一項創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構和多芯片模塊上的AC接地端接電阻器，從而實現了此種性能。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，“我們會繼續走創新之路，采用8HP鍺化硅技術實現領先的ASIC設計，可提供更卓越的精準水平。”

　　由于實現了向8HP的轉換，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，并且利用業界最高的波形捕獲能力捕獲更多信號細節。利用一套工具集（為提供更快的設計和一致性測試而設計）實現設置、高速串行數據設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。

　　●30 多個可定制特殊應用軟件分析包。

　　高精確度和強大的捕獲能力

　　新型 DPO/DSA73304D 平臺兼備業界領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計。Davig Fink表示，DPO/DSA73304D還可以幫助設計工程師完成以下工作：

　　●利用業界最精準的捕獲系統，發現感興趣的重要信號，此類捕獲系統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。

　　●使用市場上最佳綜合觸發系統，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，以確定關鍵事件/錯誤，用于系統驗證。

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

　　尖端軟件與 DPO/DSA70000 系列平臺上用戶界面工具相互結合，為復雜測量方案（包括調試/分析）提供了最短的快速響應時間。DPO/DSA73304D 通過結合高帶寬、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，最新33 GHz 的泰克示波器使得設計者可以通過誤碼率來了解高級調制技術的效果，甚至在速度繼續增加時也同樣適用。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。

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

　　前瞻性的設計案例

　　案例一：目前，領先FPGA廠商正在實施非常快速的而且相當復雜的硅片方案，以滿足通信和串行數據應用需求。這些應用需要超過20GHz頻率的SerDes驗證。目前Xilinx、Altera公司都已推出將 28Gbps收發器等特性集成到新一代的28nm FPGA中。為檢測收發器的技術功能，從而為最新一代的高速串行協議提供及時支持，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制技術，以實現高效的光纖傳輸。DPO/DSA70000D產品提供了4個高精確度的通道，可滿足PM-QPSK調制分析。70000D系列產品將協同Optametra公司（泰克技術合作伙伴）的相干光波信號分析儀，以實現光纖PM-QPSK、QAM16以及其它復雜的調制信號的可視化與測量。