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Infiniium V系列示波器——更好地揭示真相
janesun6 | 2015-04-01 14:20:51    阅读:4023   发布文章

  日前,是德科技示波器和协议产品线高级研发工程师Vivian Partlin在北京展示了Infiniium V系列示波器的技术新突破,而是德科技数字与光测试业务部大中华区市场经理杜吉伟则用“从‘新’出发,从‘深’开始”来描述这一高端示波器,足见该系列示波器的独特和备受重视。

  是德科技示波器和协议产品线高级研发工程师Vivian Partlin

  德科技数字与光测试业务部大中华区市场经理杜吉伟

  Infiniium V系列示波器

  Infiniium V系列示波器属于深度调试示波器,应用基本覆盖了10Gbps及以下速率的串行总线或接口的测试,按照规范,10Gbps的USB3.1,Thunderbolt 所需示波器带宽为16GHz ,所以即使四个通道同时使用,V系列示波器带宽也很宽松。

  磷化铟半导体工艺带来的价值

  是德科技将原本用在63GHz带宽的磷化铟半导体工艺应用到8GHz带宽,全面更新了业界的8GHz~33GHz带宽的示波器,使得该领域的示波器测量精度大幅提升,提升了芯片和整机研发测试的效率,同步推出的探头系统和分析软件则填补了业内特定领域的空白。

  据介绍,磷化铟半导体工艺本质上是一种射频微波技术,是德科技不仅把它用在高端示波器上,还用在误码仪、频谱仪以及PNA网络问题仪等最高精尖的仪器里面。

  磷化铟半导体工艺具有哪些特点?带来哪些实际的价值呢?磷化铟半导体工艺的特点主要是针对高速信号、高频宽、高带宽,信号完整性好,脉冲响应好,工作电压比较大,信噪比比较好,动态范围比较高。

  磷化铟半导体工艺里面,核心技术是封装在一个模块里面,模块里有五个磷化铟芯片,是德科技采用三维立体电路把他们集成在一起,用一个金属盖密封上,这样做的好处就是里面的信号不能干扰外面的信号,外面的信号也进不去,保证了信号的完整性。

  但是,这样也带来封装内部散热的问题。这个问题一直困扰着是德科技,从80年代开始一直用了10年的时间来解决。最终,一个半导体散热材料——氮化铝解决了这一难题。氮化铝的散热系数和硅的散热系数是一样的,即氮化铝在发热的时候和硅是同步膨胀的,这样就导致PCB板不会裂。

  核心部分是德科技不仅仅使用了磷化铟,局部电路还使用了砷化镓。因为在不同的频段,使用不同的半导体工艺和半导体材料才能达到最佳效果,不是一种材料从头打到尾是最好的,磷化铟比较适合高端,高频。最终采用的混合材料,带来内部电路的功耗总体比较低。

  这也成为是德科技的优势之一。如果你仔细观察所有高端示波器厂家,示波器的体积大小和功耗指标可以作为参考指标。这跟示波器里面用的元器件、散热技术都有很大的关系。如果散热技术不好,示波器里面一定要装很多风扇,体积做的就比较大。而是德科技解决了散热技术,示波器的体积就相对比较小,仪器也没有那么热。

  是德科技的测试仪器——不仅仅是示波器,在信号完整性领域里面是非常好的,本底噪声极低,本底抖动极小。杜吉伟指出,如果我们放弃了磷化铟半导体工艺,这个优势就不存在了。如果我们不是从底层技术做起,只靠修修补补的技术来推陈出新是没有办法彻底解决客户的问题的。对别的厂家来讲,假如他要上磷化铟半导体工艺线,从零开始做的话,成本也高,时间也长,最后一般都不会这么做。

  此外,V系列所有新产品型号都支持深达4G点的存储深度,标配至少100M点的存储深度,而且在产品推出的前半年,即2015年9月30日之前,限期标配1G点的存储深度,再加上业内最深的串行信号硬件触发能力,可以说是德科技在高端示波器市场份额已经全球第一的情况下,从‘新’出发,从‘深’开始。

  软件+硬件+人=解决方案

  工程师在设计高速数字产品、模块或元器件时,示波器的角色主要体现在调试、验证、辅助优化设计、预认证测试、发现失败的根本原因和最大化设计冗余度方面。 Infiniium V系列示波器以其独特的硬软件新特性,将在执行以上测试任务时,更快地定位故障,更精准得反映被测对象的特性,从而对设计本身更有信心,加速产品上市时间。

  杜吉伟表示,是德科技是目前唯一一家厂家可以同时做仿真软件,物理层测试仪器,协议层测试仪器,时域频领,合规测试。“我们从自己做起,我们有自己的工艺、生产和技术人员,也就是说你如果用我们的IDS仿真软件,我们能够保证你在仿真的时候就可以做合规测试,因为仿真软件是我们的,合规软件也是我们的,其他软件也都是我们的,所以对我们来讲是一件很容易的事情。”

  但是德科技没有仅仅是满足于此,而是继续向前走得更深一步。以示波器为例,是德科技不仅仅是把算法放在示波器里面,还可以把这个软件拷到任何一台电脑里面去。Keysight是目前第一家能够把仪器里面的软件拿出来,完全剥离开来,脱离硬件在PC上跑的公司。这样,测试和仿真软件就完全变成一体了,所以测试里面有仿真,仿真里面有测试。

  因此,从整个设计到分析到一致性测试,是德科技采用很多点把它连起来,比如V系列示波器,所有的示波器都可以做合规测试、一致性测试。在此基础上,又追加了深度调试的功能。只要有问题,V系列就能够进行深入地调试,找到问题的根本原因在什么地方。

  V系列示波器的优势

  基于是德科技的软件+硬件+人,V系列示波器在三个方面领先业界的测量精度:第一, 示波器本身的本底噪声业内最低;第二,示波器本身的测量抖动底业内最低;第三,在带宽内的ADC有效位数业内最高。该系列示波器是基于Keysight 特有的磷化铟芯片工艺,这种工艺的优势就是测量精准,对设计冗余度较小的场合游刃有余。

  V系列示波器用硬件设计了一触发模块,专门针对高速串行总线或借口的调试验证和故障定位,其速度高达12.5 Gbps ,能够支持的触发序列长度达160-bit (业内最长),到目前为止,这是业界唯一能够对132-bit USB 3.1 (128b/132b) 和 130-bit PCIe® Gen 3 (128b/130b) 符号进行硬件触发的示波器, V 系列也提供混合信号示波器型号,而且是业内定时速率最快的混合信号示波器,逻辑通道速率达 20-GS/s, 对于DDR4,LPDDR4总线的触发、分析和调试是理想的工具。

  “当工程师需要在多个高速串行总线,或大量高速并行信号之间寻找答案时,V 系列示波器无疑是极佳选择,它的新功能能确保即时发现、调试和验证问题”,杜吉伟说,“在今天电子产品研发竞争及其激烈的环境下,选用V系列示波器的测试结果和调试过程,会让工程师能够更快更准确地接近其设计的真相”。

  对于需要使用探头的测量场合,是德科技同步推出了 N7000A InfiniiMax III+ 系列高速探头方案,带宽覆盖8 GHz至20GHz。这些探头有两大特色,一是支持InfiniiMode,一根探头一次连接,可得到4个波形,包括一个差分、两个单端、一个共模波形,再加上现有的N2800A InfiniiMax III 系列差分探头,带宽一直覆盖到30GHz ,N7000A的另一个特点是支持磁铁吸附式连接。除N7000A外,还推出N7010A有源终接适配器,专门针对 HDMI 2.0, DisplayPort 和MIPI™ M-PHY Gear 3,Gear 4 等应用,这些应用在用电缆连接测试时需要接一电压而不是地,N7010A支持的电压范围是 -4 V 到 +4 V。

  Keysight 示波器支持大量应用软件,简化测试,节约工程师的时间,以一致性测试应用为例,它支持USB 3.1,PCIe Gen 3,LPDDR4,HDMI 2.0,100G Ethernet 和 MIPI 等高速总线的合规测试。

  供货情况

  Infiniium V 示波器现在就可以供货,产品型号分为下面3个版本:

  · DSO版:80-GSa/s 采样,标配每通道50 Mpts 存储深度。 (8GHz 型号为DSOV084A)

  · MSO版:示波器80GSa/s 采样,标配每通道50 Mpts 存储深度;逻辑通道20GSa/s采样,业内最快。(8GHz 型号为MSOV084A)

  · DSA版:示波器80GSa/s 采样,标配每通道100 Mpts 存储深度,SDA和EZJITplus软件。(8GHz 型号为DSAV084A)

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