Giriş Yap

MENÜ

Blog

HAZ

23

2020
Yeni Osiloskop ASIC'leri Daha Yüksek Çözünürlüklü Ölçümleri Nasıl Sağlar?

Seri veri iletişimi, güç yönetimi ve güç dönüştürme teknolojilerindeki gelişmeler, doğru ölçümler ve etkili sorun giderme için daha karmaşık sinyal ayrıntılarını yakalamayı, gözlemlemeyi ve analiz etmeyi çok önemli hale getirdi. Tektronix’in 4, 5 ve 6 Serisi osiloskopları, 12 bitlik ADC veri toplama sistemleriyle daha yüksek çözünürlük sağlayarak bu talebi karşılıyor.

Özel olarak tasarlanmış ASIC'lerimizin artırılmış çözünürlüğü nasıl sağladığını inceleyelim:

-Daha yüksek performanslı ADC (12 bit)
-Yüksek çözünürlüklü dalga formu ekranları
-Geliştirilmiş düşük gürültü, yüksek kazançlı analog front end
-Doğal gürültüyü ortadan kaldıran donanımsal filtreleri

Daha yüksek performanslı ADC (12 bit)        


Şekil 1: Yeni Tektronix 12 bit ASIC (TEK049)

Yeni TEK049 ASIC, 25 GS / s sunmak için dört adet 12 bit ardışık yaklaşıklamalı (SAR) ADC (Şekil 1) kullanır. Kanal sayısına bağlı olarak, 4, 5 veya 6 Serisi MSO başına bir veya iki ASIC olabilir.

TEK049 ASIC'de yerleşik ADC'ler 12 bit olduğundan, önceki 8 bit ADC'lerden 16 kat daha fazla dikey çözünürlük olan 4.096 dikey sayısallaştırma düzeyi sağlarlar. 4 ve 5 Serisi MSO'da, 12 bitlik örnekleri 3.125 GS / s'de örnekler. 6.25 GS / s'de veriler 12 bitlik ADC yoluyla alınır, ancak ASIC ile bellek arasındaki maksimum aktarım hızını karşılamak için 8 bit depolama belleğinde saklanır. 6 Serisi MSO'da, 12.5 GS / s'de 12 bitlik örnekler sağlarlar. 25 GS / sn'de veriler 12 bitlik ADC aracılığıyla alınır, ancak ASIC ile bellek arasındaki maksimum aktarım hızını karşılamak için 8 bit depolama belleğinde saklanır.

Gelişmiş Dalga Formu Görüntüleme Özellikleri için HD Görüntü İşleme

TEK049 ASIC ayrıca 4/5/6 Serisi MSO'ların canlı güncelleme hızıyla büyük bir HD ekranı desteklemesini sağlayan ekran işleme donanımına sahiptir. 1920 x 1080 piksel, osiloskopun daha yüksek ADC çözünürlüğünden faydalanmasını ve önemli sinyal ayrıntılarının görüntülenmesini kolaylaştırır. Diğer osiloskoplarda, görüntü sistemi ADC kodlarını mevcut dikey piksel sayısına sıkıştırır, bu da kullanıcının ADC'nin yakaladığı önemli ayrıntıları görmesini engeller. TEK049 ayrıca 16 bit renk derinliği ile çok hızlı bir güncelleme hızı sağlar. Gri tonlama ile bu hızlı güncelleme hızı, kullanıcıların dalga formunun temel özelliklerini seçmelerine olanak tanıyarak ince sinyal ayrıntıları isteyenler için görüntüleme yeteneklerini daha da artırır.

Yüksek Bant Genişliği ve Bölüm Başına Düşük Volt Ayarları için Daha Düşük Gürültü ve Daha Fazla Kazanç

Tek’in yeni ASIC’leri geniş bir skalada ölçüm almayı mümkün kılıyor. 4/5/6 Serisi MSO'larda, front-enddeki bir amplifikatör ve zayıflatıcı sistemi, ADC'lerin tam ölçeğinden her zaman yararlanmak için kazancı ayarlar. Yüksek çözünürlüklü ADC'den yararlanmak, yüksek bant genişliklerinde ve bölüm başına düşük volt ayarlarında kullanılmasını sağlamak için amplifikatör gürültüsünün çok düşük olması gerekir.


Şekil 2: Yeni Tektronix analog amplifikatör ASIC (TEK061)


Şekil 3: Yeni Tektronix analog ön uç ASIC (TEK026D)

6 Serisi MSO'daki yeni TEK061 ASIC (Şekil 2), yüksek bant genişliği ve küçük dikey ölçeklerde sektöründe lider performans sağlar. 4, 5 veya 6 Serisinde bulunan yeni TEK026D (Şekil 3), çok düşük gürültü sağlar ve hatta bir prob amplifikatöründen gürültü eklenmeden 1 GHz'e prob kullanımı sağlar.

Yüksek Dikey Çözünürlük  için Donanım Filtre Teknikleri

Genel olarak, osiloskop ADC'leri, ayarlar ne olursa olsun daima maksimum örnekleme hızında çalışır. Kullanıcı tarafından daha düşük örnekleme hızları ayarlandığında, istenen kayıt uzunluğu / örnekleme hızı kombinasyonunda kayıt almak için örnekleme noktaları hesaplanır. Fazladan örneklerin kullanılmadığı bu moda “sample mode” denir. Tektronix geleneksel olarak yüksek çözünürlük veya “HiRes” modu adı verilen bir yaklaşımla “ekstra” numuneler için daha verimli bir kullanım sunuyor. Genellikle boxcar averaging' olarak adlandırılan bir süreçte istenen numune hızını oluşturmak için numune noktalarının ortalaması alınır. Her numune noktası, daha iyi doğruluk sağlayan ve etkili bir şekilde daha yüksek dikey çözünürlük sağlayan daha fazla veriden oluşur. Şekil 4, sample mode ile HiRes (kutu vagon ortalaması) modu arasındaki farkı göstermektedir. Bu teknik bugün yaygın olarak kullanılmaktadır.


Şekil 4: Örnek modu ile HiRes (boxcar averaging) modu.

4/5/6 Serisi MSO'lar, vagon ortalaması veya “HiRes” yaklaşımıyla geliştirilmiştir. Yeni yüksek çözünürlüklü mod (High Res olarak adlandırılır), yalnızca ortalama alma yapmak için değil, aynı zamanda her örnekleme hızı için benzersiz bir şekilde tasarlanmış sonlu dürtü yanıtı (FIR) filtre seti uygulamak için TEK049 ASIC'deki donanımı kullanır. Kullanıcı ölçülen orijinal sinyalin en iyi yüksek çözünürlüklü halini elde eder.


Şekil 5: Yüksek Çözünürlük, ortalama vagon ve tuğla duvar filtreli sinyallerin aşama yanıtı.

Sonuç

Çeşitli sinyallerin ince ayrıntılarını yakalamak, gözlemlemek ve analiz etmek, en son teknolojiyi tasarlamak ve gidermek için hiç bu kadar önemli olmamıştı. Tektronix olarak, günlük olarak kullandıkları araçları geliştirerek mühendislerin inovasyonlarını güçlendirmeyi taahhüt ediyoruz. 4/5/6 Serisi MSO'larda yeni bir özel ASIC tarafından desteklenen 12 bit ADC'ler yalnızca bir örnektir.

Yeni ASIC'imizin arkasındaki teknolojinin daha ayrıntılı bir açıklamasını okumak isterseniz, teknik incelememize göz atın: Daha Hassas Ölçümler için Daha Yüksek Dikey Çözünürlük Elde Edin.

Ayrıca 4 Serisi MSO, 5 Serisi MSO ve 6 Serisi MSO için ürün sayfalarımızda daha fazla bilgi edinebilirsiniz.