該示波器擁有 110GHz 的模擬帶寬，并可同時在 4 個通道上實現 256GS/s 的實時采樣率。更令人驚嘆的是，其整個數據轉換架構采用 10 位精度。這意味著該儀器能夠捕獲、處理、存儲和顯示超過 10Tb/s 的信息。

此外，我們還將詳細拆解并分析其前端 110GHz 模塊以及數據采集板。該儀器展示了是德科技的眾多先進技術，并應用于 InP、SiGe BiCMOS、65nm CMOS 和 28nm CMOS 等多種工藝節點。配合 Hyper-Cube 存儲模塊，可同時從所有 4 個通道以 256GS/s 的采樣率采集數據。

UXR 系列示波器將提供多種型號，帶寬范圍從 13GHz 到 110GHz。此外，還推出了一款基于 Keysight InP 工藝的新型校準探頭，能夠產生上升/下降時間小于 3.5ps 的信號邊沿，并提供可追溯至 NIST 的校準數據。這使得用戶無需將儀器寄回 Keysight 即可在現場進行 NIST 校準和帶寬校準。使用該示波器進行的多項測量表明，其噪聲基底和抖動極低，并且新型探頭模塊也具備強大的儀器校準能力。基礎型UXR建議零售價將超過百萬美元。

價值百萬的UXR示波器

UXR示波器的創新硬件結構在確保其一流的信號完整性方面發揮著重要作用。首先，UXR 擁有精心設計的前端和前置放大器，以確保不會引入過多的噪聲。前端模塊采用 Keysight 專有的磷化銦 (InP) 芯片組，并利用法拉第籠技術防止噪聲和干擾。這種 InP 集成電路工藝應用于前置放大器、觸發放大器、采樣放大器和探針放大器電路的設計中。該模塊經過定制設計，可在將噪聲降至最低的同時，處理 110 GHz 的信號。

UXR示波器單通道簡化框圖

UXR示波器使用磷化銦集成電路重要原因是它使 UXR示波器能夠實現 110 GHz 的真正模擬帶寬，且該帶寬完全由硬件實現，無需通過數字信號處理或頻率交織進行人為提升。傳統的數字存儲示波器采用全帶寬時間交織采樣 (TIS) 技術來捕獲低噪聲、高信號完整性的信號。然而，用于驅動 TIS 示波器放大器和采樣器的原始技術最高帶寬低于 40 GHz。

什么是時間交錯采樣技術（TIS）？

時間交錯采樣 ( Time-interleaved Sampling (TIS)) 是一種提高數字化儀實時采樣率的技術。TIS 使用多個模數轉換器 (ADC) 對同一輸入波形進行采樣，但采樣相位各不相同。然后，硬件將這些采樣交錯排列，從而生成波形，效果如同只有一個 ADC 以更高的采樣率對波形進行采樣一樣。這是一種提高示波器等儀器采樣率的技術，使其能夠精確地捕獲極快的信號。

示例：一個包含四個 ADC 的系統可以通過交錯采樣來實現高達單個 ADC 采樣率四倍的采樣率。

UXR 前端模塊獨特的硬件設計使我們能夠回歸低噪聲 TIS技術，但帶寬遠超 40 GHz。憑借能夠無衰減接收 110 GHz 信號的前置放大器，UXR 可以省去頻率交織，從而保留被測信號的完整性。

一些示波器生產商采用其他交織技術，將輸入的高帶寬信號分成兩條或多條低帶寬路徑，以便多個速度較慢的ASIC芯片可以處理各個高帶寬信號片段。這些技術包括異步時間交織（ATI）和數字帶寬交織（DBI），它們會對信號進行分割、放大和重組。這些技術會直接影響示波器的信號完整性，導致噪聲增加、抖動增大和信號保真度降低。交織方法還會降低系統的有效位數（ENOB），因為它們會引入噪聲——因此，在將UXR示波器與采用交織技術的示波器進行比較時，就更有理由優先評估ENOB而非ADC位數！

總之，Keysight UXR示波器選擇磷化銦 (InP)技術的原因：

高性能：磷化銦的電子速度優于硅和砷化鎵等常用半導體，使其成為超高頻和高功率電路的理想選擇。

關鍵組件：UXR 示波器的關鍵組件均采用 InP工藝，包括前置放大器、觸發電路、采樣電路和探針放大器。

110 GHz UXR的前端模塊

信號完整性：該技術使示波器能夠提供業界領先的性能、超低噪聲和高信號保真度，從而幫助工程師精確地觀察和分析快速變化的現象。

校準模塊：UXR 系列示波器的可選自校準模塊（例如 N2125A 或 N2126A）也集成了 InP 芯片組，這些模塊可生成高速步進信號，用于現場校準通道。