力科采用多项专利技术实现60GHz实时带宽示波器

带宽是示波器最重要的技术指标之一，在近三年内，力科(LeCroy)公司的示波器实时带宽从30GHz、45GHz 一直到近日刚刚推出的60GHz，突破了一个又一个极限。力科公司亚太区总裁Conrad J.Fernandes表示，力科领先的芯片技术是力科高带宽示波器快速发展的原因之一，也表示力科能够提供远远高于业内其它示波器厂家能够提供的专业技术能力。当结合使用力科的数字通道复用(DBI)专利技术以及通道同步(ChannelSync)结构专利等技术时，最新LabMaster 10 Zi系列示波器使得力科公司实现了一系列的行业“第一”。 数项指标业内领先 Conrad告诉本刊记者，LabMaster 10 Zi系列示波器除了业内领先的带宽(60GHz)、采样率(160GS/s)、可分析存储深度(1024Mpts/ch)、高带宽通道密度(一个采集模块中四个通道可达到36GHz)，以及通道数量(60GHz带宽可以多达10个通道，36GHz带宽可以多达20个通道)，LabMaster 10 Zi还实现了若干其它的业内“第一”：触发带宽30GHz，两倍于力科的WaveMaster 8 Zi-A和LabMaster 9 Zi-A系列示波器，而且远高于业内竞争的产品所能提供的该项指标；抖动噪底性能指标在50GHz或者60GHz型号只有不到100fsrms，60GHz带宽信号的上升时间(20%~80%)只有5.5ps，36GHz型号只有9.75ps；此外，LabMaster 10 Zi可实现高达14.1Gb/s的80位串行码型触发支持8B/10B和64B/66B符号触发，支持PCIE GEN3的协议层触发解码，这使得LabMaster 10 Zi具备了从特定的字符中以及PCIE链路层中隔离出错误的能力，大大 增强了其调试高速串行数据的能力。 “特别是示波器的模拟前端部分的专用ASIC芯片以及一些关键器件ADC等，都是力科自主研发出来的独家产品，这就使力科在示波器市场具有很强的竞力。”Conrad说。 8HP锗化硅用于高带宽、低噪声采集 力科基于硅芯片的带宽优势源自于多年的锗化硅(SiGe)工艺的使用经验的累积，如不久前使用IBM 7HP锗化硅工艺获得了20GHz的带宽，而其最新的业内领先的36GHz芯片组基于8HP锗化硅工艺。Conrad说，以往示波器16GHz以上的模拟带宽是硬件技术上的瓶颈，有些厂商只能采用数字信号处理(DSP)增强技术或频域间插(interleave)技术来提高其示波器的测试带宽。但是，这些方法会增大噪声密度和失真，并且会对测量精度产生不利影响。 也有些厂商正在改进芯片工艺和技术，但其局限性体现在内部晶体管切换频率不会超过100GHz。锗化硅由芯片技术领导者IBM半导体基于其数年的使用知识和经验推出的，是被广泛使用的主流商用芯片制作工艺。IBM的8HP锗化硅工艺是第四代锗化硅工艺，其性能是当前一代的两倍，8HP锗化硅工艺的前端和采样保持元器件，可使晶体管切换速率最高达到200GHz以上。8HP锗化硅工艺提供了更低的电气噪声，与当前被使用的7HP锗化硅工艺相比，约有3dB~4dB的优化。Conrad强调，换句话说，力科的36GHz带宽示波器的噪声性能，相当于力科的20GHz或者竞争产品的20GHz带宽的示波器。8HP锗化硅工艺还提供了比较低的功耗，这也使得一个采集模块具有两倍于业内其它产品的高带宽通道密度成为可能。

当结合使用力科的数字通道复用(DBI)专利技术以及通道同步(ChannelSync)结构专利等技术时，可实现10通道60GHz带宽和160GS/s采样率
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DBI增强系统带宽可升级性 存储深度和采样率是可以交插复用的，Conrad解释，其实示波器的带宽也可以进行交插复用。数字通道复用(DBI)是力科具有完全知识产权的专利技术，具有将芯片带宽提升至两倍或者三倍的能力，它通过将高带宽的信号分成两个或者三个低带宽信号，然后使用最优秀的具有足够的带宽的硅芯片去捕获这些低速的信号，最后再使用DSP信号处理技术将几个分离的低带宽信号组合成一个高带宽信号。DBI是业内唯一的一种允许实时示波器的带宽超过芯片工艺可达带宽极限的方法，而如此高的带宽也绝对是那些需要测试最前沿技术的用户所切实需要的。力科的60GHz LabMaster 10 Zi采集模块采用了该公司的第7代DBI技术，几乎将其基于硅技术的四通道36GHz带宽的采集模块的带宽翻了一倍，从而提供了两个通道60GHz、160GS/s，以及高达1024Mpts/ch的可分析存储深度。 力科的LabMaster 10 Zi模块化示波器结构将示波器的信号采集功能从显示、控制以及处理功能中独立了出来。LabMaster主控制模块(MCM-Zi)包含显示、控制、通道同步结构，以及一个功能强大的服务器级别的CPU处理器。LabMaster 10 Zi采集模块基于8HP工艺及DBI技术，不仅提供了基于硅芯片技术的四个通道36GHz带宽性能，同时可提供两个通道的60GHz带宽。 通道同步专利技术实现所有采集模块更精确同步 通道同步(ChannelSync)专利技术，可使高达5个LabMaster 10 Zi采集模块得到完美的精确同步，这就使得力科本已具有的高带宽通道密度(四通道36GHz)得到了进一步延伸，使得高达20个完全基于芯片技术的36GHz带宽和80GS/s采样率的通道以及高达10个60GHz带宽和160GS/s采样率的DBI通道得到精确同步。Conrad称，这个结果使得高达20个通道的示波器通道工作起来完全和传统的一台示波器相同，目前任何其它厂商都不具备这样的能力。 目标应用市场 LabMaster 10 Zi系列示波器主要是针对多链路串行数据的抖动和串扰分析，以及为28Gbaud的光信号相干调试分析提供了优越的测试能力。17+Gb/s的串行信号测试更是得益于36GHz及以上的高带宽，快速的上升时间和更低的抖动噪底。四通道60GHz也是DP—QPSK/16QAM56+GBaud光相干调制分析的理想选择。特别是20个通道的36GHz带宽能力也是模式和频域多路复用(MIMO和OFDM)信号分析的理想选择。 Conrad强调，就是60GHz带宽示波器，也不可能完全满足客户对高次谐波的测试需求，示波器的带宽还是要提升，并会继续提升。力科会不断持续创新、突破传统，并再次突破示波器技术指标的极限。 据了解，目前力科的示波器在全球市场占有率为15%，在中国市场的增长率远远高于力科在其他国家和地区的增长速度。近期，力科还将请公司著名的信号完整性专家Eric博士到中国，给电子工程师进行技术培训。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载