První 100GHz real-time osciloskop na světě

Americká firma Teledyne LeCroy je známa jako průkopník nových trendů a pokročilých technologií v oblasti high-end osciloskopů. Díky své otevřenosti a inovativním nápadům už řadu let stabilně drží svou pozici na úplné špičce technologického pokroku v této oblasti.

V nedávné době byl svět svědkem dalšího technologického milníku, kterým je pokoření 100GHz hranice u real-time osciloskopu. Ve vývojovém centru společnosti Teledyne Scientific v Thousand Oaks v Kalifornii byla úspěšně provedena demonstrace prvního 100GHz real-time osciloskopu na světě.

Obr. 1  Osciloskop Teledyne LeCroy LabMaster 10-100Zi

Během experimentu byl úspěšně zachycen, analyzován a zobrazen 100GHz sinusový signál se vzorkovací rychlostí neuvěřitelných 240 GS/s, což výrazně překonává možnosti současných real-time osciloskopů. Do té doby byl nejrychlejším real-time osciloskopem na světě 65GHz osciloskop LeCroy LabMaster 10.

100GHz osciloskop je postaven na modulární platformě LabMaster 10Zi, kde je oddělená řídicí jednotka s integrovaným displejem a ovládacími prvky a jednotlivé akviziční jednotky. Tímto způsobem lze realizovat mnohakanálový systém požadovaných parametrů.

Někoho může napadnout otázka, zda jsou osciloskopy s takovouto šířkou pásma potřeba. Rychlé real-time osciloskopy jsou nezbytnými nástroji při vývoji vysokorychlostních digitálních sítí a sběrnic, zejména při měření diagramů oka, analýze jitterů, dekódování přenášených dat a analýze digitálních optických modulací.

Obr. 2  Časový průběh sinusového signálu 100 GHz v reálném čase

S rostoucími požadavky na rychlost a objem přenášených dat několikanásobně rychleji rostou požadavky na šířku pásma osciloskopů, které se při vývoji takovýchto komunikačních zařízení využívají. Obecně přijímaným pravidlem je, že pro analýzu signálů na vysokorychlostních sériových sběrnicích je potřeba osciloskop, jehož šířka pásma je větší než alespoň dvojnásobek bitové rychlosti měřeného signálu. To znamená, že např. pro měření na sběrnici standardu PCI Express Gen1, jejíž přenosová rychlost je 2,5 Gb/s, je zapotřebí osciloskop s šířkou pásma alespoň 5 GHz. V případě sběrnice standardu PCI Express Gen3, jejíž rychlost je 8 Gb/s, je však už zapotřebí osciloskop s šířkou pásma minimálně 16 GHz. Pro analýzu pokročilých optických modulací používaných při přenosech 100Gb/s Ethernetu pak požadavky na šířku pásma osciloskopu rychle rostou až k obrovským hodnotám v řádech desítek GHz. Díky pokročilým technologiím a novým konstrukcím AD převodníků jsou osciloskopy LeCroy schopny rychle a věrně zpracovat i extrémní signály. Navíc nejde jen o prosté zobrazování průběhů, ale díky certifikačním nástrojům, které jsou v osciloskopech integrovány, lze signály podrobit komplexní analýze, jejímž cílem je ověření, zda příslušné elektronické moduly splňují kritéria daná normami. Tyto nástroje využívají především konstruktéři elektronických obvodů, kteří nejen že si na prototypech ověří jejich správnou funkčnost, ale díky simulačním funkcím mohou přímo na osciloskopu zjistit vliv některých parametrů obvodu na výsledný tvar signálu, aniž by museli do obvodu fyzicky zasahovat. Není divu, že osciloskopy LeCroy využívají i světoví lídři v procesorové technice. Z širokého seznamu dostupných certifikačních nástrojů jmenujme např. 10Gb Ethernet, DDR4, PCIe3, SATA, SAS2, USB3 či UWB. Výčet není zdaleka úplný, navíc je průběžně doplňován o další generace či zcela nové typy sběrnic.