安捷伦为高速数据应用提供顶级利器
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2010-05-20 00:00
前言:
从事高能物理、新兴有线通信标准和高速串行数据链路(例如 USB、SAS、PCI Express)相关工作的工程师经常需要使用示波器捕获快速或偶发事件和单次事件,并进行关键的测试与测量(例如抖动测试),从而确保产品符合行业互操作性标准。由于数据传输速率有望在未来数年内突破 10 Gbps,因此工程师对于示波器带宽的要求越来越高。
“目前,高速串行总线设计要面临有三方面的挑战:
● 研发产品达到高速阶段,本身的抖动余量和噪声余量越来越小;
● 芯片封装越来越小,所能容忍的探头负载效应要求也越来越严格;
● 信号越来越复杂,在测试时需要考虑到去除电缆的影响;
而随着半导体材料和传输介质的限制,均衡、嵌入、去嵌入等技术已经开始被引入到设计中,测试设备供应商面临很大挑战。” 安捷伦副总裁数字兼测试方案业务部总经理Siegfried Gross表示。
高速串行总线设计催生32GHz带宽顶级示波器:安捷伦Infiniium 90000 X
对应前面提到技术发展趋势和挑战,安捷伦90000 X系列示波器应运而生,2010年4月底安捷伦科技公司宣布推出 Infiniium 90000 X 系列示波器产品,该系列具有业界领先的 32 GHz 实时带宽。安捷伦为工程师提供 10 个带宽可以升级的最新型号,实时带宽范围为 16 GHz~32 GHz。新款示波器具有业界最低的本底噪声和本底抖动,能够确保卓越的测量精度。
和Infiniium 90000 X系列示波器一起推出的最新测试探头可提供30 GHz 的点测探头附件,其它附件则具有 28 GHz 的带宽,若一开始仅购买16GHz带宽的探头,工程师可在未来任何需要的时刻将他们升级到更高的带宽。此外,90000 X 系列示波器提供了 40 多个针对特定测量的应用软件包,包括抖动分析、InfiniiScanPlus触发、雷达脉冲信号分析工具以及完整的一致性认证测试套件。
独有的“磷化铟(InP)”集成电路工艺技术
“安捷伦在专利“磷化铟(InP)”集成电路制程方面投入了数十亿美元的资金,基于磷化铟半导体材料和工艺,我们开发了5个新的模拟芯片。虽然磷化铟材料各国家都有,但是能够生产出来做成一个产品,目前只有极少数高精尖研究院性质才能做到,在商业当中里只有安捷伦可以做到。” 安捷伦高端示波器市场部经理Dave Rishavy说道,“磷化铟射频微波材料只是迈出的第一步;第二步还需要特定的封装技术,把多个芯片封装到示波器前端电路模块中,同时还要解决散热问题。安捷伦最后采用独有的三维封装技术,三维封装实际上是射频微波的概念,实际上是一种同轴传输线技术,并在绝缘材料上渡上金;第三步面临的挑战是磷化铟是高功率的材料,它比较热要有很好的散热材料解决这个问题,安捷伦找到了氮化铝,这种材料作衬底,散热系数高、热膨胀系数和硅接近,并历史性地解决了如何把有一定厚度的氮化铝衬底做到电路模块中,为此安捷伦花了超过10年的时间才把氮化铝散热材料用到工艺里去。整个电路模块最后用一块金属盖封上,进一步降低噪声。这一三维电路设计技术不仅应用到示波器本身,我们也把它应用到探头设计上,最终实现了了30GHz带宽探头。”
使新款示波器能够提供业界最高的硬件模拟带宽,并同时具有业界最低的本底噪声和固有抖动。独有的氮化铝封装技术将 5 个磷化铟芯片集成到前端多芯片模块中,而且该模块采用了独特的噪声屏蔽和散热技术。
在安捷伦原有的ADC数模转换器技术上重新做了提升,实现了80GSa/s的实时采样率,该数模转换电路系统能够在一秒时间内将1.28T比特的数据传送到示波器内存子系统。今天我们很骄傲的向大家介绍这款产品,骄傲的地方并不仅仅停留在硬件模拟带宽达到32GHz的水平,而且是在这同时,我们达到了其它示波器无法达到的的测量精度。
这一突破性技术使得新款 Infiniium 90000 X 系列示波器能够提供高达 32 GHz 的真正模拟硬件带宽。由于 16 GHz 硬件技术的瓶颈,其他厂商只能采用数字信号处理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。
新款 Infiniium 90000 X 系列示波器测得的随机抖动大约只有其他厂商同类产品的 50%,从而大幅提升测量精度,并为工程师提供重要的设计裕量。上述优势均得益于以下关键特性:
● 业界最低的本底噪声(在50 mV/格、32 GHz带宽 时小于2mV)
● 业界最低的示波器固有抖动(大约180 fs)
● 业界最深的存储深度(2 Gpts)
Siegfried Gross表示:Infiniium 90000 X是安捷伦持续创新的结果。在我们还没有对外发布的时候,已经收到了大量的客户订单。现在已经有很多成熟的应用迫不及待地需要这款新产品。目前中国地区客户涵盖了广泛的高速数据应用,包括:100Gbps以太网,光纤(FC)网络,SAS,雷达和卫星微波信号测试等等。
持续加大在中国的投资
安捷伦中国区总经理兰涛表示:“安捷伦在中国15个城市设有21的办事机构,员工1400多名,投资正在不断加大。主要执行“3+1战略”,“3”即北京、上海、成都作为战略中心,除建立销售和售后服务机构以外,建立相应的研发机构,在北京研发中心,研发工程师已经超过300人,在成都设立工厂,在上海建有化学分析工厂;“+1”就是深圳有规模庞大的计量中心和开放实验室提供本地客户使用。此外,目前安捷伦在北京、上海和深圳有三个大型开放实验室,每个实验室有价值约200万美元的设备,免费提供给客户、科研机构。取得了很好的社会效应,获得业界和政府的好评。”