На фоне растущего темпа инноваций, появления новых протоколов и стандартов передачи данных, «покорения» новых частот, инженеры все больше вынуждены полагаться на контрольно-измерительные приборы, которые являются их основным орудием труда. Качественные приборы способны значительно сократить время разработки того или иного устройства, а также помочь найти и решить возникающие при этом проблемы.
В настоящее время наиболее совершенными приборами для разработчиков являются осциллографы Tektronix серии DPO7000C и DP0/DSA/MS070000C. В начале 2011 г. эти серии были обновлены. Теперь эти семейства приборов охватывают частотный диапазон 500 МГц...20 ГГц. Кроме того, компания Tektronix заявила о расширенной поддержке прото кола MIPI (интерфейс процессора для мобильных устройств) для спецификаций CSI-2 и DSI альянса MIPI®.
Осциллографы серии DPO7000C (см. рис. 1) имеют полосу пропускания до 3,5 ГГц, максимальную частоту дискретизации 40 Гвыб/сек для одного канала и предоставляют инженерам эффективные средства отладки, объединенные с аналитическими функциями для множества приложений в одном осциллографе. Это эффективные решения для анализа сигналов последовательных шин, позволяющие разработчикам сфокусироваться на решении конструкторских задач на каждом этапе отладки — от выявления проблемы до ее регистрации и поиска в длинных записях при помощи запатентованной технологии Wave Inspector®, с последующим анализом и определением причин ее возникновения.
Рис. 1. Осциллограф DPO7104C
С помощью таких средств как измерение джиттера в одно касание удается автоматизировать даже самые сложные измерительные процедуры. Система запуска Pinpoint® компании Tektronix обеспечивает максимальную гибкость, допуская более 1400 комбинаций, что позволяет разобраться практически в любой анализируемой проблеме. Построенная на кремниево-германиевой (SiGe) технологии для обеспечения очень высокой чувствительности срабатывания с низким уровнем собственного джиттера система Pinpoint позволяет захватывать глитчи с минимальной длительностью. Данная система предоставляет полный набор различных типов запуска по двум событиям А и В, позволяет осуществлять логическую оценку для контроля времени поиска этих событий и сброс системы запуска после определенного периода времени, что обеспечивает возможность захвата событий даже в самых сложных сигналах. Другие осциллографы обычно предоставляют не более 20 комбинаций запуска, тогда как возможности системы Pinpoint превосходят 1400 комбинаций. Уровень джиттера расширенной системы запуска составляет <100 фс. Такая стабильность точки срабатывания позволяет использовать ее в качестве опорной точки измерения.
Стоит упомянуть и о технологии цифрового люминофора DPX, используемой в осциллографах 7000 и 70000 серии, а также в осциллографах некоторых младших серий. Эта технология позволяет быстрее оценить функционирование исследуемого устройства благодаря высокой скорости захвата более 250 тыс. осциллограмм в секунду (см. рис. 2) и обеспечивает высокую вероятность обнаружения редко возникающих, но достаточно распространенных в цифровых системах сбоев: вырожденных импульсов (рантов), глитчей, нарушение синхронизации и многого другого. Осциллограммы накладываются друг на друга, при этом точки осциллограмм имеют цветовую кодировку, которая зависит от частоты появления. Это позволяет быстро и наглядно выделить события, которые происходят сравнительно часто, или напротив — отметить редко возникающие аномалии. В осциллографах серии DPO7000C можно установить бесконечную или переменную продолжительность послесвечения, что позволяет определить, насколько часто проявляет себя та или иная аномалия.
Приборы новых серий выпускаются с новейшей 64-разрядной операционной системой Microsoft Windows 7, которая упрощает взаимодействие с сетями передачи данных, облегчает работу и экономит время. Кроме того, эти осциллографы используют более быстродействующую вычислительную платформу, позволяющую ускорить выполнение операций — например, измерение джиттера ПО DPOJET (см. рис. 3) происходит почти в 3 раза быстрее. Осциллографы поддерживают спецификацию LXI Класса C, что упрощает их интеграцию в автоматизированные измерительные системы. ПО DPOJET обеспечивает наивысшую чувствительность и точность при работе с осциллографами реального времени.
Рис. 2. Технология цифрового люминофора в осциллографах серии DPO7000C обеспечивает скорость захвата более 250 тыс. осциллограмм в секунду и отображение сигналов с градацией интенсивности цвета в реальном времени
Серия DPO7000C предлагает наиболее полные средства анализа последовательных шин с возможностью декодирования, поиска и запуска по сигналам наиболее популярных шин, включая I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, MIPI CSI-2 и DSI. Специализированные программные решения позволяют проводить тестирование на соответствие требованиям физического уровня стандартов MIPI® D-PHY, Ethernet и USB 2.0, а также измерять и анализировать параметры джиттера, синхронизации, глазковой диаграммы, мощности, данных шины памяти DDR (см. рис. 4) и широкополосных РЧ-сигналов.
Рис. 3. ПО DPOJET для анализа джиттера и построения глазковых диаграмм упрощает обнаружение причин и следствий нарушения целостности сигнала и возникновения джиттера
ПО SignalVu™, предназначенное для векторного анализа сигналов, позволяет проводить проверку при разработке широкополосных устройств и измерять параметры широкополосных спектральных событий. Возможности анализа сигналов, предоставляемые анализаторами спектра Tektronix, вкупе с возможностями широкополосного захвата цифровых осциллографов Tektronix позволяют измерять параметры сложных модулирующих сигналов. В одном приборе объединены функции векторного анализатора сигналов, анализатора спектра и широчайшие возможности системы запуска цифрового осциллографа. Какие бы проблемы ни стояли перед разработчиком — проверка широкополосных радиолокационных систем, высокоскоростных спутниковых каналов передачи данных или средств связи со скачкообразной перестройкой частоты — ПО векторного анализатора сигналов SignalVu™ ускорит их решение благодаря возможности представления изменяющихся во времени характеристик широкополосных сигналов.
Рис. 4. Анализ шины памяти DDR3
«Старшим братом» серии DPO7000C является серия осциллографов DPO/DSA/MSO70000C (см. рис. 5). Высокопроизводительные осциллографы с полосой более 4 ГГц используются для измерения характеристик высокоскоростных последовательных шин, широкополосных радаров, скоростных оптических коммуникационных систем, высокопроизводительных встроенных систем и для приложений в области физики высоких энергий. С ростом скорости передачи данных важнейшим фактором становится обеспечиваемый измерительной системой запас точности. Имея непревзойденную возможность 5-кратной передискретизации, осциллографы серии DPO/DSA/MSO70000C обеспечивают характеристики и целостность сигнала, необходимые для проверки соответствия разработок техническим условиям. Другие особенности включают новую, более мощную вычислительную платформу и более стабильный задающий генератор, идеально подходящий для измерения параметров РЛС.
Рис. 5. Осциллограф DSA72004C
В современных РЛС используется частотная и фазовая модуляция импульсов, улучшающая разрешение РЛС по расстоянию и расширяющая возможности идентификации целей. Основой надежной работы системы является поддержание одинаковых параметров модуляции от импульса к импульсу. Лучшими приборами для измерения импульсов РЛС являются осциллографы, но для точной синхронизации во время захвата длинных последовательностей им необходим стабильный задающий генератор. Осциллографы серии DPO/DSA/ MSO70000C отвечают этому требованию благодаря новому высокостабильному задающему генератору, который характеризуется меньшим долговременным джиттером и большей стабильностью фазы и частоты. Функции измерения фазы и частоты в ПО SignalVu предоставляют разработчикам радиостанций и РЛС с быстро перестраиваемой частотой возможность точного измерения характеристик системы.
Высокопроизводительные осциллографы компании Tektronix характеризуются полосой и частотой дискретизации 100 Гвыб/с, необходимыми для отладки последовательных шин со скоростями передачи до 12 Гбит/с во всех каналах одновременно, что идеально подходит для многоканальных приложений, включая DDR, DisplayPort, PCI Express Gen3, USB2.0, HDMI, SATA, Ethernet и др.
Рис. 6. Осциллограф MS072004C
В 2010 г. серия приборов MSO70000 (см. рис. 6) удостоилась приза «Best in Test» и стала самым производительным в отрасли семейством осциллографов смешанных сигналов, имеющим 20 измерительных каналов (4 аналоговых и 16 цифровых) с верхней границей аналоговой полосы 4...20 ГГц. MSO70000C сочетает отличное отображение сигнала и временные характеристики высококачественного логического анализатора с аналоговой точностью и разнообразными возможностями подключения высокопроизводительного осциллографа реального времени.