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Sep 01, 2023

O escopo atinge a largura de banda analógica de 110 GHz, com baixo ruído

A Keysight apresentou o que afirma ser o osciloscópio mais rápido do mundo,

A Keysight apresentou o que afirma ser o osciloscópio mais rápido do mundo, operando a 256 Gsample/s em sinais de até 110 GHz. Ele também afirma ter melhor ruído e jitter do que qualquer osciloscópio rápido anterior.

Chamado de Infiniium UXR-Series, é destinado a designers de links seriais de alta velocidade e interfaces eletro-ópticas - por exemplo, DDR, USB, PCIe, PAM4, comunicações 5G, radar e comunicações via satélite.

Os chips front-end cruciais são feitos no processo interno de fosfeto de índio de 350 GHz da empresa – no total, seis novos chips foram criados para os osciloscópios UXR, disse o chefe de osciloscópios da Keysight, Brig Asay, à Electronics Weekly. "Há muita tecnologia e um monte de embalagens, tudo para proteger o sinal e mantê-lo intacto", disse ele.

Front-end de 110 GHz (e até 40 GHz) por canal. "Usamos a tecnologia avançada de gaiola de Faraday para minimizar o ruído em cada componente", disse a Keysight.

Entre essas fichas estão:

Anteriormente, disse a Keysight, o hardware do osciloscópio não suportava 40 GHz ou mais sem intercalação de frequência. "Para o UXR, projetamos um hardware personalizado que nos permite evitar esse processo, amostrando o sinal na velocidade certa."

Barulho

De acordo com Asay, o nível de ruído é cerca de metade de qualquer osciloscópio topo de linha existente. "Pegue um osciloscópio com largura de banda de 33GHz, digamos o nosso em 50mV/div, e você obterá ruído em 2,25mVrms", disse ele. "Com este novo osciloscópio, nas mesmas configurações, você obtém cerca de 1,1mVrms."

Jitter

E sobre jitter ele disse: "Normalmente, o melhor tem sido 150 fs, e este osciloscópio chega a 15 fs. A correspondência do comprimento do caminho é uma grande parte da história. Antes, não podíamos ajustar o comprimento do caminho, agora o processamento permite isso." – Calibrar comprimentos de caminho é um dos trabalhos alocados para o controle customizado asic criado para escopos UXR.

No topo deste processamento está um sistema de relógio completamente redesenhado. "Amostra a amostra, está muito bem alinhado - nenhum outro escopo chega perto", disse Asay, acrescentando: "ENOB também é melhor do que qualquer outra coisa no mercado, não importa o quê." – A empresa divulgou um valor ENOB de "até 6,8".

Nas versões de quatro canais, disse a Keysight, há menos de 35fsrms de jitter intrínseco entre canais.

Como resultado desse baixo nível de ruído e instabilidade, os diagramas de 'olho' de dados seriais são menos afetados pelo instrumento e, como resultado, disse a Keysight, os diagramas de olho são significativamente mais abertos e as margens e o desempenho reais podem ser determinados.

Sobre o assunto de diagramas oculares, Asay está reivindicando uma alta taxa de atualização – um milhão de olhos por segundo em 10Msample de memória.

Para aqueles que não precisam da velocidade máxima e querem economizar, existem versões do UXR com larguras de banda analógicas de até 13 GHz. Os sinais são adquiridos a 256 Gsample/s por canal nos modelos de 40 a 110 GHz e (foto frontal à direita) 128 Gsample/s por canal nos modelos de 13 a 33 GHz.

E a memória instalada pode variar até 2Gsample.

Outras opções incluem: versões de quatro e dois canais, com conectores de entrada de 1,0 mm ou 1,85 mm, e um módulo de autocalibração plug-in que inclui um gerador de etapas rastreável ao Instituto Nacional de Padrões dos EUA.

"Fornece calibração de qualidade de fábrica no local e sob suas condições ambientais e garante precisão de medição contínua, reduzindo a necessidade de retirar a unidade de serviço", de acordo com a empresa.

Para sistemas ópticos, lidando com interfaces rápidas como PAM4 e interconexão coerente de 400G, 600G e Tbit/s, a empresa construiu um analisador de modulação óptica (OMA) em torno de um escopo UXR - marcando isso como analisador de modulação óptica N4391B e introduziu um Gerador de forma de onda arbitrária de 120Gsample/s chamado M8194A – que pode criar formatos como 64Gbaud 64QAM (modulação de amplitude em quadratura).

"As tecnologias ópticas e seriais de alta velocidade estão continuamente ampliando os limites de velocidade e desempenho à medida que o desenvolvimento de terabits e tecnologias seriais de 5ª geração aceleram", disse o vice-presidente do centro de fotônica da Keysight, Dave Cipriani. "A série expandida de osciloscópios UXR, o OMA baseado em UXR e o AWG mais rápido da Keysight oferecem coletivamente aos projetistas de alta velocidade uma solução completa sem precedentes para avançar rapidamente no desenvolvimento de sua tecnologia hoje, ao mesmo tempo em que protege o investimento no futuro."