Pico9300系列采樣示波器培訓(xùn)

1、Company confidential 2014 Pico TPicoScope 9300采樣示波器的新趨勢采樣示波器的新趨勢前言前言2規(guī)格規(guī)格:20 GHz (17.5 ps) 帶寬帶寬 2 或者或者 4 通道通道9 GHz 光輸入帶寬光輸入帶寬64 fs, 15 THz 等效采樣速率等效采樣速率14 GHz 預(yù)分頻觸發(fā)預(yù)分頻觸發(fā), 2.5 GHz 直接觸發(fā)直接觸發(fā) and 100 MHz 內(nèi)部觸發(fā)內(nèi)部觸發(fā)11.3 Gbps 時鐘恢復(fù)觸發(fā)時鐘恢復(fù)觸發(fā)5 ps/div 至至1 s/div雙時基雙時基碼型觸發(fā)長度碼型觸發(fā)長度 7 至至 223-1抖動（典型）抖動（典型） 20 GHz )u 重

2、復(fù)信號重復(fù)信號, NRZ 或者或者 RZ 信號信號u 單次觸發(fā)只獲取一個采樣點單次觸發(fā)只獲取一個采樣點u 多次觸發(fā)獲取完整采樣點，重建波形多次觸發(fā)獲取完整采樣點，重建波形u 無預(yù)觸發(fā)信息無預(yù)觸發(fā)信息PS9300 順序等時間采樣順序等時間采樣: 5 ps/div 至至3.2 ms/div 順序等時間采樣順序等時間采樣 (續(xù)續(xù).)6Input signalMemory TriggerADC Sample And HoldTrigger InputSampling Strobe Sequential Time Base模擬帶寬模擬帶寬7-3 dB頻率 Hz (log)振幅 dB0 dB20 GHz根

3、據(jù)應(yīng)用需求，選擇足夠的帶根據(jù)應(yīng)用需求，選擇足夠的帶寬寬:信號轉(zhuǎn)換時間信號轉(zhuǎn)換時間 信號時鐘或者速率信號時鐘或者速率信號上升或者下降時間信號上升或者下降時間信號窄脈沖信號窄脈沖帶寬太小的影響帶寬太小的影響:振幅和時間誤差振幅和時間誤差高頻像差和微小損耗高頻像差和微小損耗電氣上升時間測量誤差與示波器帶寬電氣上升時間測量誤差與示波器帶寬81000 %100 %10 %1 %0.1 %0.01 %0.001 %測量誤差測量誤差20 GHz,17.5 ps12.5 GHz,28 ps6 GHz,58 ps2.5 GHz,140 ps1 GHz,350 ps500 MHz,700 ps示波器帶寬示波器帶寬

4、/上升時間上升時間0.000 %TTL (5 ns)CMOS (1.5 ns)ECL (500 ps)SiGe (200 ps)InPhi (80 ps)示波器帶寬示波器帶寬(BW) 上升時間減慢誤差上升時間減慢誤差等于信號邊緣帶寬等于信號邊緣帶寬uu 41%高于信號邊緣帶寬高于信號邊緣帶寬2倍倍uu 12%高于信號邊緣帶寬高于信號邊緣帶寬3倍倍uu 5%高于信號邊緣帶寬高于信號邊緣帶寬5倍倍uu 2%前面板和背面板前面板和背面板9PS9300 模塊模塊1020 GHz 微型采樣模塊微型采樣模塊11 Pico9300包含包含2通道采樣通道采樣.該采樣示波器用于高速、低振幅信號的精準測量，在諸如

5、該采樣示波器用于高速、低振幅信號的精準測量，在諸如 微波系微波系統(tǒng)研究和開發(fā)、數(shù)字器件表征和高速數(shù)字通信電路設(shè)計等低損耗測試應(yīng)用中。它提供統(tǒng)研究和開發(fā)、數(shù)字器件表征和高速數(shù)字通信電路設(shè)計等低損耗測試應(yīng)用中。它提供17.5ps的的采集上升時間、典型的采集上升時間、典型的20GHz等效帶寬及最大等效帶寬及最大RMS噪聲噪聲2mV，以確保清晰、無失真的信號，以確保清晰、無失真的信號.且且電氣信號具有更好波形保真的電氣信號具有更好波形保真的20GHz模式和用于最佳噪聲性能的模式和用于最佳噪聲性能的10GHz模式。改變采集電路的模式。改變采集電路的偏置可以改變兩個信道的帶寬。偏置可以改變兩個信道的帶寬。

6、 采樣器的主要規(guī)格：采樣器的主要規(guī)格：uu 信道數(shù)信道數(shù) - 2 (同時采集同時采集)uu 帶寬帶寬 (-3dB) 寬寬 BW: DC to 20 GHz, 窄窄 BW: DC to 10 GHzuu 上升時間上升時間 (10%-90%) - 寬寬 BW: 17.5 ps, 窄窄 BW: 35 psuu RMS 噪聲噪聲 (最大最大) - 寬寬 BW: 2 mV, 窄窄 BW: 1.5 mVuu 最大運行輸入電壓最大運行輸入電壓 - 1.0 V p-p 在在 1 V 范圍范圍 uu 最大安全輸入電壓最大安全輸入電壓 - 16 dBm, 或者或者 2 V (dc+耦合耦合 ac)uu 正常輸入阻

7、抗正常輸入阻抗 - (50 1) uu 輸入連接器輸入連接器 - 2.92 mm (K) 母頭母頭, SMA-兼容性的兼容性的時基時基12PicoScope 9300 具有具有4種采樣模式種采樣模式:順序等時間采樣順序等時間采樣, 實時采樣實時采樣,隨機等時間采樣隨機等時間采樣, 滾動采樣。滾動采樣。順序等時間采樣順序等時間采樣: 5 ps/div 至3.2 ms/div實時采樣實時采樣: 2 us/div至 100 ms/div (1 us 分辨率)隨機等時間采樣隨機等時間采樣: 50 ns/div 至50 us/div (4 ns 分辨率)滾動采樣滾動采樣: 200 ms/div 至10

8、s/div 直接觸發(fā)直接觸發(fā)13 寬帶寬采樣示波器具有高速、低抖動。PicoScope 9300內(nèi)置直接觸發(fā)信號，高達2.5GHz的重復(fù)速率，且無需外部觸發(fā)單元。直接觸發(fā)主要規(guī)格參數(shù)直接觸發(fā)主要規(guī)格參數(shù): u DC to 2.5 GHz 帶寬 u 100 mV p-p DC to 100 MHz, 200 mV p-p 于2.5 GHz 靈敏度 u 1.8 ps 典型l RMS 抖動典型的通過使用外部典型的通過使用外部2.5GHz直接觸發(fā)信號采集的波形直接觸發(fā)信號采集的波形 直接觸發(fā)抖動直接觸發(fā)抖動14典型的波形顯示，具有典型的波形顯示，具有2.5GHz正弦波的正弦波的1.54ps的的RMS直

9、接觸發(fā)抖動直接觸發(fā)抖動預(yù)分頻觸發(fā)預(yù)分頻觸發(fā)1514-GHz 預(yù)分頻觸發(fā)預(yù)分頻觸發(fā)，時基，時基50 ps/div PicoScope 9300預(yù)分頻觸發(fā)是基于預(yù)分頻觸發(fā)是基于AC耦合的耦合的14GHz分頻器觸發(fā)高速數(shù)據(jù)，無需分頻器觸發(fā)高速數(shù)據(jù)，無需繁瑣的手動調(diào)節(jié)。觸發(fā)的核心是低噪聲繁瑣的手動調(diào)節(jié)。觸發(fā)的核心是低噪聲GaAs分頻器，典型的低分頻器，典型的低RMS抖動抖動 1.8ps1.8ps可用?？捎?。預(yù)分頻觸發(fā)抖動預(yù)分頻觸發(fā)抖動1614-GHz 預(yù)分頻觸發(fā)預(yù)分頻觸發(fā) 具有小于具有小于 1.5 ps RMS抖動抖動17碼型測試碼型測試:帶寬和速率帶寬和速率通過速率計算帶寬通過速率計算帶寬:17tV

10、1階諧波階諧波3階諧波階諧波5 階諧波階諧波應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例PCIe R1.0a 速率為2.5Gbps (1.25 GHz 頻率)采集5階諧波所需的帶寬為 1.25 GHz x 5 = 6.25 GHz3階諧波 = 3 x 比特率 2 5階諧波 = 5 x 比特率2 數(shù)據(jù)碼型數(shù)據(jù)碼型186.25-Gbps 數(shù)據(jù)碼型數(shù)據(jù)碼型19可編程數(shù)據(jù)碼型可編程數(shù)據(jù)碼型3-Gbps Data Patterns12.5 Gbps 數(shù)據(jù)碼型數(shù)據(jù)碼型20 使用泰克使用泰克PPG1251碼型碼型發(fā)生器采集到的發(fā)生器采集到的12.5Gbps數(shù)數(shù)據(jù)碼型。據(jù)碼型。 使用泰克使用泰克PPG1251碼型發(fā)生碼型發(fā)生器采集到的器

11、采集到的77ps脈沖。脈沖。眼圖測量眼圖測量21為什么是眼圖為什么是眼圖?由于廣泛的觀察信號完整性故障（除了時鐘抖動），則眼圖是很重要： 噪聲 抖動 分辨率 振鈴 內(nèi)部干擾 電源和接地耦合10-Gbps 眼圖眼圖 ，時基，時基16.8 ps/div順序采樣示波器的眼圖問題: 無法解析碼型依賴關(guān)系 平均功能不可用 輸入動態(tài)范圍 400mV 隨機噪聲和碼型獨立， 互相間存在確定性誤差模板抖動插入的眼圖抖動插入的眼圖223.3 Gbps 眼圖且插入隨機抖動 3.3 Gbps眼圖且插入 Meader抖動3.3 Gbps 眼圖且插入正弦波抖動 3.3 Gbps 眼圖且插入脈沖抖動 不同交叉電平下的眼圖不

12、同交叉電平下的眼圖23交叉電平交叉電平 = 50%交叉電平交叉電平 = 76%交叉電平交叉電平= 28%安捷倫安捷倫81134A脈沖碼型發(fā)生器脈沖碼型發(fā)生器輸出輸出3.3GHz信號輸入信號輸入Pico9341RZ 眼圖分析眼圖分析24 PicoScope 9300 快速測量超過快速測量超過40種基本參數(shù)，用于表征種基本參數(shù)，用于表征RZ信號特性。可同時統(tǒng)計測量信號特性?？赏瑫r統(tǒng)計測量10種參數(shù)。種參數(shù)。 PicoScope 9301測量測量 5-Gbps RZ 眼圖眼圖 模板測試模板測試25 眼圖模板眼圖模板, 例如由例如由SONET和和SDH規(guī)定的那些模板。規(guī)定的那些模板。Pico9300支

13、持繪制模板，用于視覺支持繪制模板，用于視覺比較。顯示屏幕可創(chuàng)建灰度或者顏色分級顯示以幫助用戶眼圖中的噪聲和抖動。比較。顯示屏幕可創(chuàng)建灰度或者顏色分級顯示以幫助用戶眼圖中的噪聲和抖動。:噪聲噪聲 抖動抖動 像差（畸變）像差（畸變） 上升時間上升時間 下降時間下降時間模板測試中的繪制功能允許將信號與模板進行簡單的、獨立可視化比較。模板測試中的繪制功能允許將信號與模板進行簡單的、獨立可視化比較。 上圖顯示的是與標準模板上圖顯示的是與標準模板9.95Gbps SONET/SDH（OC64/STM16）比較的眼圖，結(jié)果表明符合規(guī)格的波形。）比較的眼圖，結(jié)果表明符合規(guī)格的波形?；谶吘壍哪０鍦y試基于邊緣的

14、模板測試26 模板邊緣用于檢測標準的或者延伸的模板的一致性邊緣。模板邊緣用于檢測標準的或者延伸的模板的一致性邊緣。Pico 9300超越了基本測量，檢測模板超越了基本測量，檢測模板邊緣的測試過程。邊緣的測試過程。使用紅色像素很容易查使用紅色像素很容易查看模板中看模板中hits或者或者fails. 模板測試結(jié)果顯示模板測試結(jié)果顯示: uu 波形數(shù)波形數(shù) uu fails采樣點采樣點 uu 模板模板 Hits uu 模板邊緣值模板邊緣值 uu 邊緣邊緣 Hits uu Polygon 中的邊緣中的邊緣 Hits模板邊緣用于檢測標準的模板邊緣用于檢測標準的9.95Gbps SONET/SDH（OC6

15、4/STM16）眼圖或者延展模）眼圖或者延展模板的邊緣一致性板的邊緣一致性。 眼線模式眼線模式27眼線模式采集下的眼線模式采集下的10-Gbps 平均眼圖平均眼圖廣泛的測量廣泛的測量28自定義測量自定義測量29Pico 9300 在在11.3Gbps碼型內(nèi)測量碼型內(nèi)測量 所選脈沖所選脈沖 92-ps 的寬度的寬度水平直方圖水平直方圖30 直方圖表示的是從在用戶自定義直方圖窗口從信號源采集到的數(shù)據(jù)的概率分布。直方圖表示的是從在用戶自定義直方圖窗口從信號源采集到的數(shù)據(jù)的概率分布。 由直方圖采集到的由直方圖采集到的信息對信號源進行統(tǒng)計分析。信息對信號源進行統(tǒng)計分析。 直方圖最常見的用法是用于統(tǒng)計和表

16、征噪聲和抖動的特性。直方圖最常見的用法是用于統(tǒng)計和表征噪聲和抖動的特性。直方圖包含以下統(tǒng)計參數(shù)直方圖包含以下統(tǒng)計參數(shù): : u Scale（縮放）列出以每一間隔或者dB為單位顯示比例. u 偏置以hits或者dB列出偏置，偏置量hit或者dB顯示于圖下，而沒有在圖中心. u Hits-包含于樣本中的總數(shù)量. u Waveforms - 顯示直方圖波形中的總數(shù)量. u Peak Hits - 直方圖最大峰值的Hits. u Pk Pk - 直方圖的寬度. u Median - 50%直方圖樣本高于中值，50%低于中值. u Mean - 直方圖中所有樣點的平均值. u StdDev - 直方圖的

17、標準偏差值() . u 1 StdDev, 2 StdDev, 3 StdDev - 于 1, 2, or 3 平均值的百分比.PicoScope 9300 PicoScope 9300 測量測量 1.59 ps 1.59 ps瞬態(tài)的抖動，瞬態(tài)的抖動，且上升時間接近且上升時間接近 40 ps 40 ps 垂直直方圖垂直直方圖31Pico 9300 Pico 9300 測量數(shù)據(jù)模式的垂直直方圖測量數(shù)據(jù)模式的垂直直方圖35-ps 差分脈沖差分脈沖發(fā)發(fā)生器生器3240-ps TDR / TDT33Pico 9312Differential TDR40 ps, 200 mV 步進發(fā)生器對時間或者距離繪

18、制電壓、阻抗或者反射系數(shù)55-ps / 6 V 差分脈沖差分脈沖發(fā)發(fā)生器生器3460-ps TDR / TDT3535Pico 9311差分TDR內(nèi)置65 ps, 6 V 步進發(fā)生器對時間或者距離繪制電壓、阻抗或者反射系數(shù)TDR / TDT 標準化標準化 500 ps/div361 ns 修正上升修正上升時間時間200 ps 修正上升修正上升時間時間100 ps 修正上升修正上升時間時間5%/div 垂直比例垂直比例TDR / TDT 標準化標準化 50 ps/div37140 ps修正上升修正上升時間時間100 ps 修正上升修正上升時間時間50 ps 修正上升修正上升時間時間30 ps 修

19、正上升修正上升時間時間SW Envelope38PS9341: 4通道示波器通道示波器391 Gbps 模式和模式和時鐘時鐘3.3 Gbps 波形波形PicoScope 9300: 顯顯示示選項選項40顯示顯示: 點矢量矢量持久可變持久可變可變灰度縮放無限灰度縮放無限灰度縮放可變顏色分級可變顏色分級無限顏色分級無限顏色分級PS9321: 光采光采樣樣示波器示波器419.5 GHz 精準精準 O/E 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器SM & MM 連連接器接器波波長長范范圍圍： ：750 to 1650 nm 自自動測動測量量消光比消光比S/N 眼眼寬寬或眼高或眼高光帶寬測試光帶寬測試42使用小于使用小于1

20、ps寬寬度的光脈沖度的光脈沖測試測試光光帶寬帶寬極限測試極限測試43 PicoScope 9300 支持全自動支持全自動Fail/Pass極限測試極限測試. 你可以通過采集的波形繪制模板或者從磁盤下你可以通過采集的波形繪制模板或者從磁盤下載模板載模板. 使用參考波形的方法（使用參考波形的方法（Automask），通過在參考波形附近添加），通過在參考波形附近添加Delta A及及Delta差量構(gòu)建波形。差量構(gòu)建波形。 雖然沒有構(gòu)建雖然沒有構(gòu)建Polygon那么靈活，但是此方法簡單。那么靈活，但是此方法簡單。Pico9300自動、簡單的通過極限測試查看波形自動、簡單的通過極限測試查看波形的的Fail/Pass率。率。 模板測試結(jié)果顯示模板測試結(jié)果顯示: uu 波形總數(shù)波形總數(shù) uu Failed 采樣點采樣點 uu Polygon中中Hits 數(shù)學(xué)函數(shù)數(shù)學(xué)函數(shù)44數(shù)學(xué)分析測量時基，分辨率小于數(shù)學(xué)分析測量時基，分辨率小于1psPicoScope 9300 應(yīng)用應(yīng)用45信號分析 電氣標準符合性測試 眼圖分析R & D 微波 & RF 特性 高能物理學(xué) 數(shù)字化設(shè)計RF元件測試 RF 元件 線纜和連接器 脈沖RF開關(guān)高速數(shù)字通信 設(shè)計和驗證電信和數(shù)據(jù)通信的要素 建立和測試ITU / ANSI 一致性 模板測試半導(dǎo)體測試 微波 & RF 特性