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泰克DSA70000能满足串行总线信号完整性测量的特殊要求

2018年02月07日 18:10 次阅读

在设计、验证和故障排除等领域, 串行总线 技术对高性能示波器的性能提出了更高的标准。在这一系列更高的标准当中,高速数据速率只是一个起点,设计人员还需一套工具以支持关键 信号完整性 测量和眼图分析。

对基于串行总线技术的信号完整性测量(如 PCI Express 2.0、Serial ATA III 和 HDMI 1.3)已成为设计人员测量工作的一个重要部分。当今串行总线发展的许多挑战既源于可观察范围内时间位移和眼图的问题,同样也源于波形的不理想状态(噪声、抖动和偏差)。串行标准带来了更窄的时间容差,要求测量工具具有前所未有的带宽和精确度。在满足上述要求的同时,现代测试工作还要求将测量设备本身带来的影响降到最低。

一切从带宽开始

大多数第一代串行总线结构的数据速率处于 2.5 Gb/s 到 3.125 Gb/

s 之间,这一速率对于如今的示波器算不上什么问题,因为绝大多数速率在 4 至 5 GHz 示波器似乎可以轻松满足这一要求。但是在信号保真度测量,特别是在上升时间的评判工作中,用户需要比此高得多的带宽,大多数标准机构都对这一需求有充分的认识。很多行业标准都要求示波器能在传输端管脚处精确捕捉总线操作基频的五次谐波,这样方能确保上升时间的测量精确度在 5% 以内。以第一代 PCI Express 为例,其 2.5 Gb/s 的数据速率相当于 1.25 GHz 的基频,将此乘以因数 5 便得到 6.25 GHz 的带宽要求,而采样率至少还应该是该频率的两倍或者更高。类似地,测试数据速率为 3.125 Gb/s 的 XAUI 要求示波器带宽 7.8 GHz。某些标准机构在此领域的要求甚至更为严格,该机构明确规定测试五次谐波时必须采用特定带宽的设备,PCI SIG便是其中之一。

示波器的带宽还会影响非常重要的信号眼图,此类行业规范的示波器图像是兼容性和有效性测试的基础,眼图同时将所有可能的边沿过渡状态叠加在一个综合视图中从而显示一个“比特”或单位间隔的数据。用户在屏幕上得到的结果显示是由许多波形轨迹围绕中心而展开的一个类六边形开放区域,亦即通常所说的“眼”,其开放程度表示信号质量(越“开放”质量越好)。串行逻辑设备必须在眼的区域内清晰区分 1 和 0 的状态,以便对数据进行正确响应。用户通常需要使用一个图形掩模来定义眼的通过/失败区域。

带宽不足的示波器在获取信号时会下降多达 1 dB的垂直幅度。不幸的是这一损耗往往落在眼图的开放区域内,这也正好在进行二进制判断的区域。因此足够的带宽在眼图测量和边沿测量中都是至关重要的。

新型 DSA72004 提供的带宽能严格满足这些标准基础上所进行的大多数时间和边沿测量的要求。它的 20 GHz 带宽(与所有通道上的 50 GS/s 采样率配合)将能对当今广泛使用的任何串行总线提供测试支持。DSA72004 在波形边沿 10-90% 部分的输入上升时间只有 22 ps。基于 DSP 的带宽增强技术提供平坦的频率性能,令带宽性能处理第一代串行标准中最高速信号的五次谐波。这一特点同时也确保了所有通道能以最佳的频率和幅度响应相互匹配。

大多数串行标准规范中都明确注明了带宽要求较低的连接点处的测量指标。从 4GHz 到 16GHz 的其它 DSA70000 型号都能很好地满足这些特定需求,在它们的性能范围内提供类似的带宽增强功能和幅度响应。

多通道结构对同步采样的要求

更快速的串行总线技术(第二代和第三代串行总线结构,如 HDMI 1.3、SATA III 和 PCI-Express 2.0)不仅在单通道应用中提供更好的性能,而且还还利用多通道串行数据总线结构以达到更高的数据交换速率。在多通道配置中,串行数据包首先被分解,然后将这些数据包在大致相同的时间内通过 4 个、8 个或更多的“通道”进行传输。

在多通道 串行总线 上进行验证或调试工作的设计人员所需要的测试解决方案要能令他们在 4 个或更多的通道中同时实时获取数据集,于此同时,这些通道的数据采集性能需要达到足够的水平以满足最新一代串行总线技术的要求。在验证工作中,用户需要在所有通道上同时获取具有时间相关性的数据。而 DSA70000 系列提供了高达 50 GS/s 的实时采样率并在所有输入通道中确保优越的时间分辨率,在全部 4 个通道上它都足以连续采集长达 4ms 的时间相关性串行数据。通过实时采集和深度内存的结合,新款DSA70000能让设计人员轻松分析干扰事件或错误以及这些事件/错误前后每个通道的总线流量。

在整个频率范围内解决抖动问题

抖动是另一个让串行总线开发人员担心的问题。某些情况下,设计人员必须量化它对个别信号边沿的影响,但更重要的问题在于抖动对于眼图测量的影响。它会减少眼的宽度(上升沿和下降沿经过之处),并有可能造成掩模失效。

另一个令人

困扰的问题是,如果观察到抖动,如何确定它来自被测器件(DUT)还是仪器造成的测量副产品。因为示波器的触发抖动和抖动基底噪声(JNF)都会产生测量抖动,也都会使眼变窄,从而产生令人误解的掩模故障。

某些有竞争力的解决方案通过提供详细的软件纠正方案以达到最小化示波器触发抖动的目的。这确实潜在地改进了等效时间采集模式的性能,因为该模式下必须为每个采样点进行重新触发,但是在基于单一实时采集的眼图测量中,触发抖动却不是根本问题,但JNF 图对等效时间采集和实时采集都有影响。

得益于 DSA70000 系列垂直系统中模数转换器所具备的超大动态范围(10 个垂直分隔),该设备可以提供业界最高的信噪比和最低的 JNF(典型值 400 毫微微秒 rms)。因此,DSA70000 系列示波器在实施抖动测量时仪器本身造成的抖动可以忽略。

在设计、验证和故障排除等领域, 串行总线 技术对高性能示波器的性能提出了更高的标准。在这一系列更高的标准当中,高速数据速率只是一个起点,设计人员还需一套工具以支持关键 信号完整性 测量和眼图分析。

对基于串行总线技术的信号完整性测量(如 PCI Express 2.0、Serial ATA III 和 HDMI 1.3)已成为设计人员测量工作的一个重要部分。当今串行总线发展的许多挑战既源于可观察范围内时间位移和眼图的问题,同样也源于波形的不理想状态(噪声、抖动和偏差)。串行标准带来了更窄的时间容差,要求测量工具具有前所未有的带宽和精确度。在满足上述要求的同时,现代测试工作还要求将测量设备本身带来的影响降到最低。

一切从带宽开始

大多数第一代串行总线结构的数据速率处于 2.5 Gb/s 到 3.125 Gb/

s 之间,这一速率对于如今的示波器算不上什么问题,因为绝大多数速率在 4 至 5 GHz 示波器似乎可以轻松满足这一要求。但是在信号保真度测量,特别是在上升时间的评判工作中,用户需要比此高得多的带宽,大多数标准机构都对这一需求有充分的认识。很多行业标准都要求示波器能在传输端管脚处精确捕捉总线操作基频的五次谐波,这样方能确保上升时间的测量精确度在 5% 以内。以第一代 PCI Express 为例,其 2.5 Gb/s 的数据速率相当于 1.25 GHz 的基频,将此乘以因数 5 便得到 6.25 GHz 的带宽要求,而采样率至少还应该是该频率的两倍或者更高。类似地,测试数据速率为 3.125 Gb/s 的 XAUI 要求示波器带宽 7.8 GHz。某些标准机构在此领域的要求甚至更为严格,该机构明确规定测试五次谐波时必须采用特定带宽的设备,PCI SIG便是其中之一。

示波器的带宽还会影响非常重要的信号眼图,此类行业规范的示波器图像是兼容性和有效性测试的基础,眼图同时将所有可能的边沿过渡状态叠加在一个综合视图中从而显示一个“比特”或单位间隔的数据。用户在屏幕上得到的结果显示是由许多波形轨迹围绕中心而展开的一个类六边形开放区域,亦即通常所说的“眼”,其开放程度表示信号质量(越“开放”质量越好)。串行逻辑设备必须在眼的区域内清晰区分 1 和 0 的状态,以便对数据进行正确响应。用户通常需要使用一个图形掩模来定义眼的通过/失败区域。

带宽不足的示波器在获取信号时会下降多达 1 dB的垂直幅度。不幸的是这一损耗往往落在眼图的开放区域内,这也正好在进行二进制判断的区域。因此足够的带宽在眼图测量和边沿测量中都是至关重要的。

新型 DSA72004 提供的带宽能严格满足这些标准基础上所进行的大多数时间和边沿测量的要求。它的 20 GHz 带宽(与所有通道上的 50 GS/s 采样率配合)将能对当今广泛使用的任何串行总线提供测试支持。DSA72004 在波形边沿 10-90% 部分的输入上升时间只有 22 ps。基于 DSP 的带宽增强技术提供平坦的频率性能,令带宽性能处理第一代串行标准中最高速信号的五次谐波。这一特点同时也确保了所有通道能以最佳的频率和幅度响应相互匹配。

大多数串行标准规范中都明确注明了带宽要求较低的连接点处的测量指标。从 4GHz 到 16GHz 的其它 DSA70000 型号都能很好地满足这些特定需求,在它们的性能范围内提供类似的带宽增强功能和幅度响应。

多通道结构对同步采样的要求

更快速的串行总线技术(第二代和第三代串行总线结构,如 HDMI 1.3、SATA III 和 PCI-Express 2.0)不仅在单通道应用中提供更好的性能,而且还还利用多通道串行数据总线结构以达到更高的数据交换速率。在多通道配置中,串行数据包首先被分解,然后将这些数据包在大致相同的时间内通过 4 个、8 个或更多的“通道”进行传输。

在多通道 串行总线 上进行验证或调试工作的设计人员所需要的测试解决方案要能令他们在 4 个或更多的通道中同时实时获取数据集,于此同时,这些通道的数据采集性能需要达到足够的水平以满足最新一代串行总线技术的要求。在验证工作中,用户需要在所有通道上同时获取具有时间相关性的数据。而 DSA70000 系列提供了高达 50 GS/s 的实时采样率并在所有输入通道中确保优越的时间分辨率,在全部 4 个通道上它都足以连续采集长达 4ms 的时间相关性串行数据。通过实时采集和深度内存的结合,新款DSA70000能让设计人员轻松分析干扰事件或错误以及这些事件/错误前后每个通道的总线流量。

在整个频率范围内解决抖动问题

抖动是另一个让串行总线开发人员担心的问题。某些情况下,设计人员必须量化它对个别信号边沿的影响,但更重要的问题在于抖动对于眼图测量的影响。它会减少眼的宽度(上升沿和下降沿经过之处),并有可能造成掩模失效。

另一个令人

困扰的问题是,如果观察到抖动,如何确定它来自被测器件(DUT)还是仪器造成的测量副产品。因为示波器的触发抖动和抖动基底噪声(JNF)都会产生测量抖动,也都会使眼变窄,从而产生令人误解的掩模故障。

某些有竞争力的解决方案通过提供详细的软件纠正方案以达到最小化示波器触发抖动的目的。这确实潜在地改进了等效时间采集模式的性能,因为该模式下必须为每个采样点进行重新触发,但是在基于单一实时采集的眼图测量中,触发抖动却不是根本问题,但JNF 图对等效时间采集和实时采集都有影响。

得益于 DSA70000 系列垂直系统中模数转换器所具备的超大动态范围(10 个垂直分隔),该设备可以提供业界最高的信噪比和最低的 JNF(典型值 400 毫微微秒 rms)。因此,DSA70000 系列示波器在实施抖动测量时仪器本身造成的抖动可以忽略。

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发表于 2017-02-13 11:44 334次阅读
扩大工业机械应用领域 泰克推出四款I/O模块自由...

泰克以测试测量为桥梁,打造新型材料、器件与集成电...

前不久,国务院印发的《“十三五”国家科技创新规划》中,明确提出将发展先进功能材料技术,以及新一代信息...

发表于 2016-12-27 14:24 322次阅读
泰克以测试测量为桥梁,打造新型材料、器件与集成电...

泰克IsoVu光隔离测量系统开始出货

全球领先的测量解决方案提供商——泰克科技公司日前宣布,此前在APEC 2016展览会上预展的IsoV...

发表于 2016-08-31 14:10 313次阅读
泰克IsoVu光隔离测量系统开始出货

全球出货超80万台的泰克基础示波器再次升级!

2016年8月,泰克全球发布最新一代基础示波器TBS2000系列。这是一款重新设计的、展现更高性价比...

发表于 2016-08-10 11:32 465次阅读
全球出货超80万台的泰克基础示波器再次升级!

盘点可穿戴设备低功耗设计的利器

与大多数消费类电子产品不同,可穿戴设备对单一元器件和系统功耗的管控更为严格,在产品出厂之前几乎所有内...

发表于 2016-05-06 10:45 918次阅读
盘点可穿戴设备低功耗设计的利器

看眼图如何分析USB在布线中的信号完整性问题

眼图作为数字设计的参考依据,图中的眼宽、眼高、过冲、单位间隔和门限交叉抖动为重要参数依据。峰-峰值抖...

发表于 2016-01-18 10:44 7536次阅读
看眼图如何分析USB在布线中的信号完整性问题

听大咖讲智能硬件开发的事儿

物联网作为下一个万亿产业,首先要肯定的是,未来一年智能硬件行业将呈现持续爆发的态势,那么企业该如何冷...

发表于 2015-12-10 09:28 1384次阅读
听大咖讲智能硬件开发的事儿

精英齐聚成都,共谋智能医疗百亿市场

在刚刚结束的两会上,医疗健康继续成为人们的焦点话题。在人口老龄化的大背景下,医疗服务亟需完善。令人振...

发表于 2015-03-16 11:11 1848次阅读
精英齐聚成都,共谋智能医疗百亿市场

泰克隆重推出最新RF矢量信号发生器仅6800美元...

泰克隆重推出TSG4100A系列RF矢量信号发生器。中档仪器的性能,入门级RF信号发生器的价格。市场...

发表于 2015-03-09 10:57 1654次阅读
泰克隆重推出最新RF矢量信号发生器仅6800美元...

热烈庆祝东方集成荣获泰克2014年度五项大奖

2015年1月9日—1月11日,全球领先的测试、测量和监测解决方案提供商美国泰克公司(Tektron...

发表于 2015-01-16 13:56 334次阅读
热烈庆祝东方集成荣获泰克2014年度五项大奖

泰克推出首款面向MIPI M-PHY 3.1的测...

中国 北京,2014年11月24日 – 全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,推出针对MI...

发表于 2014-11-25 11:37 735次阅读
泰克推出首款面向MIPI M-PHY 3.1的测...

泰克推出面向教育行业首个无线实验室仪器管理解决方...

全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,推出业内首个面向教育行业的无线实验室仪器管理解决方案...

发表于 2014-11-03 13:56 392次阅读
泰克推出面向教育行业首个无线实验室仪器管理解决方...

泰克PA1000功率分析仪满足最新LED模块测试...

泰克公司日前宣布,其PA1000单相功率分析仪成为业内唯一一款在价格和性能方面同时满足中国质量认证中...

发表于 2014-08-14 17:12 374次阅读
泰克PA1000功率分析仪满足最新LED模块测试...

泰克推出HDMI 2.0一致性测试及调试解决方案

全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,其提出的新的实现方法 (MOI)被HDMI论坛批准为...

发表于 2014-06-18 17:57 313次阅读
泰克推出HDMI 2.0一致性测试及调试解决方案

泰克QCloud在2014美国广播电视及设备展览...

广播视频测试、监测及分析解决方案的市场领导厂商---泰克公司日前宣布,其基于云的质量控制(QC) ...

发表于 2014-04-29 16:27 316次阅读
泰克QCloud在2014美国广播电视及设备展览...

混合域技术势起 满足未来测试挑战

随着经济和技术的发展,电子行业对测试测量技术的要求越来越高,新技术的涌现带动测试仪器不断更迭,推陈出...

发表于 2014-04-17 14:34 309次阅读
混合域技术势起  满足未来测试挑战

观电源测试最新市场 各大厂商拉响战争号角

电源测试市场一向在测试测量市场中占有举足轻重的角色,吸引众多量测仪器厂商的投入。而众多厂商如何在其中...

发表于 2014-03-26 16:50 392次阅读
观电源测试最新市场 各大厂商拉响战争号角

关注测试 让电源设计更便捷

随着电源市场新品新技术的不断增加,电源测试产品的研发也变得尤为重要,2014年更是成为了最为关键的议...

发表于 2014-03-25 17:13 507次阅读
关注测试 让电源设计更便捷

泰克推出扩展版MIP M-PHY接收器测试解决方...

全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,扩展其行业领先的接收器测试解决方案的功能范围---附...

发表于 2014-02-25 17:17 223次阅读
泰克推出扩展版MIP M-PHY接收器测试解决方...

泰克收购Picosecond Pulse Lab...

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布收购Picosecond Pulse La...

发表于 2014-02-14 09:22 364次阅读
泰克收购Picosecond Pulse Lab...

提高联网产品能源效率 电源测量仪强化精准度

电源测量精准度/速度再升级。仪器商为协助客户推出更具备能源效率的产品,分别推出精准度、解析度更高的电...

发表于 2014-01-29 11:43 243次阅读
提高联网产品能源效率  电源测量仪强化精准度

泰克公司向Edison Nation Medic...

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布,向医疗保健领域的创新者及医疗器械孵化组织...

发表于 2014-01-07 15:27 213次阅读
泰克公司向Edison Nation Medic...

泰克公司荣获《国外电子测量技术》技术创新奖

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布,泰克AWG70000系列任意波形发生器荣...

发表于 2014-01-06 18:49 319次阅读
泰克公司荣获《国外电子测量技术》技术创新奖

连续爆仓,泰克天猫旗舰店彰显业界领先品牌力量

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布,天猫泰克旗舰店在“双十一”和“双十二”推...

发表于 2014-01-06 09:11 353次阅读
连续爆仓,泰克天猫旗舰店彰显业界领先品牌力量

功能更全面 泰克助臂中端示波器市场变革

泰克公司日前宣布,推出具有2 GHz最大带宽和10 GS/s采样速率以及5,000万样点标准记录长度...

发表于 2014-01-03 09:40 313次阅读
功能更全面  泰克助臂中端示波器市场变革

结合吉时利/Voltech优势 泰克力拓电源分...

泰克(Tektronix)正戮力扩大于电源分析市场的市占表现。泰克为跨足电源分析仪(Power An...

发表于 2013-12-24 10:03 371次阅读
结合吉时利/Voltech优势  泰克力拓电源分...

泰克携旗下品牌吉时利入围EDN 2014最佳测试...

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布,泰克携旗下品牌吉时利共计5款仪器入围ED...

发表于 2013-12-19 19:23 313次阅读
泰克携旗下品牌吉时利入围EDN 2014最佳测试...

泰克公司推出新精密单相功率分析仪系列

中国北京,2013年12月4日 –测试、测量及监测仪器的全球领导厂商---泰克公司日前宣布,推出PA...

发表于 2013-12-06 16:29 247次阅读
泰克公司推出新精密单相功率分析仪系列

泰克公司强化在中端示波器市场上的领先地位

中国北京,2013年12月5日 –全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,推出具有2 GHz...

发表于 2013-12-05 10:48 206次阅读
泰克公司强化在中端示波器市场上的领先地位

泰克前沿相干光测试解决方案亮相亚洲光纤通信与光电...

测试、测量及监测仪器的全球领导厂商---泰克公司日前在亚洲光纤通信与光电国际会议 (ACP 2013...

发表于 2013-12-02 14:28 274次阅读
泰克前沿相干光测试解决方案亮相亚洲光纤通信与光电...

泰克公司推出面向嵌入式设计工程师的先进802.1...

中国北京,2013年11月21日 –测试、测量及监测仪器的全球领导厂商---泰克公司日前宣布,对其混...

发表于 2013-11-21 15:22 177次阅读
泰克公司推出面向嵌入式设计工程师的先进802.1...

泰克公司显著提升全球首款混合域示波器的频谱分析仪...

中国 北京,2013年11月21日 –全球示波器市场的领导厂商—泰克公司日前宣布,推出MDO4000...

发表于 2013-11-21 15:13 300次阅读
泰克公司显著提升全球首款混合域示波器的频谱分析仪...

泰克公司推出165 MHz实时带宽中档频谱分析仪

中国北京,2013年11月21日 – 测试、测量及监测仪器的全球领导厂商---泰克公司日前宣布,其实...

发表于 2013-11-21 15:04 329次阅读
泰克公司推出165 MHz实时带宽中档频谱分析仪

泰克公司推先进802.11 WLAN测试解决方案

测试、测量及监测仪器的全球领导厂商---泰克公司日前宣布,对其混合域示波器、高性能示波器和频谱分析仪...

发表于 2013-11-21 10:40 506次阅读
泰克公司推先进802.11 WLAN测试解决方案

泰克显著提升全球首款混合域示波器的频谱分析仪性能

北京时间11月20日消息,测试、测量及监测仪器的全球领导厂商—泰克公司日前宣布,推出 MDO4000...

发表于 2013-11-21 10:32 295次阅读
泰克显著提升全球首款混合域示波器的频谱分析仪性能

泰克产品脱颖而出 荣获两项大奖

全球领先的测试、测量和监测仪器提供商---泰克公司日前宣布,在EDN China(《电子设计技术》)...

发表于 2013-11-14 10:04 241次阅读
泰克产品脱颖而出  荣获两项大奖

HDMI 2.0/MHL 3.0出炉,谁来扛起压...

高解析度多媒体介面(HDMI)2.0及行动高画质连结(MHL)3.0规格相继出炉,两者皆以支援4K×...

发表于 2013-09-27 10:26 1241次阅读
HDMI 2.0/MHL 3.0出炉,谁来扛起压...

泰克公司扩充100G电测试产品系列

9月24日 – 全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,对其仪器和软件系列进行重大扩充,为从...

发表于 2013-09-24 09:50 251次阅读
泰克公司扩充100G电测试产品系列

泰克将在ICEMI2013现场演示S参数级联时防...

8月14日,全球示波器市场领导厂商,泰克公司日前宣布,泰克公司撰写的《防止S参数级联时失真的插值程序...

发表于 2013-08-14 17:47 203次阅读
泰克将在ICEMI2013现场演示S参数级联时防...

泰克携手百佳泰展示HDMI 2.0测试方案及HD...

全球示波器市场的领导厂商---泰克公司日前宣布,在近日举行的“泰克公司HDMI设计和验证研讨会”上,...

发表于 2013-08-12 14:56 353次阅读
泰克携手百佳泰展示HDMI 2.0测试方案及HD...

泰克以全新强大的视频测试产品阵容亮相BIRTV ...

广播视频测试、监测及分析解决方案的市场领导厂商---泰克公司日前宣布,将在8月21日至24日于中国国...

发表于 2013-08-07 11:52 210次阅读
泰克以全新强大的视频测试产品阵容亮相BIRTV ...

泰克全新视频测试产品及解决方案即将亮相BIRTV...

泰克公司日前宣布,公司将在8月21至24日在第二十二届北京国际广播电影电视设备展BIRTV 2013...

发表于 2013-08-07 11:30 347次阅读
泰克全新视频测试产品及解决方案即将亮相BIRTV...