該示波器擁有 110GHz 的模擬帶寬，并可同時(shí)在 4 個(gè)通道上實(shí)現(xiàn) 256GS/s 的實(shí)時(shí)采樣率。更令人驚嘆的是，其整個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換架構(gòu)采用 10 位精度。這意味著該儀器能夠捕獲、處理、存儲(chǔ)和顯示超過(guò) 10Tb/s 的信息。

此外，我們還將詳細(xì)拆解并分析其前端 110GHz 模塊以及數(shù)據(jù)采集板。該儀器展示了是德科技的眾多先進(jìn)技術(shù)，并應(yīng)用于 InP、SiGe BiCMOS、65nm CMOS 和 28nm CMOS 等多種工藝節(jié)點(diǎn)。配合 Hyper-Cube 存儲(chǔ)模塊，可同時(shí)從所有 4 個(gè)通道以 256GS/s 的采樣率采集數(shù)據(jù)。

UXR 系列示波器將提供多種型號(hào)，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(zhǔn)探頭，能夠產(chǎn)生上升/下降時(shí)間小于 3.5ps 的信號(hào)邊沿，并提供可追溯至 NIST 的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這使得用戶(hù)無(wú)需將儀器寄回 Keysight 即可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行 NIST 校準(zhǔn)和帶寬校準(zhǔn)。使用該示波器進(jìn)行的多項(xiàng)測(cè)量表明，其噪聲基底和抖動(dòng)極低，并且新型探頭模塊也具備強(qiáng)大的儀器校準(zhǔn)能力。基礎(chǔ)型UXR建議零售價(jià)將超過(guò)百萬(wàn)美元。

價(jià)值百萬(wàn)的UXR示波器

UXR示波器的創(chuàng)新硬件結(jié)構(gòu)在確保其一流的信號(hào)完整性方面發(fā)揮著重要作用。首先，UXR 擁有精心設(shè)計(jì)的前端和前置放大器，以確保不會(huì)引入過(guò)多的噪聲。前端模塊采用 Keysight 專(zhuān)有的磷化銦 (InP) 芯片組，并利用法拉第籠技術(shù)防止噪聲和干擾。這種 InP 集成電路工藝應(yīng)用于前置放大器、觸發(fā)放大器、采樣放大器和探針?lè)糯笃麟娐返脑O(shè)計(jì)中。該模塊經(jīng)過(guò)定制設(shè)計(jì)，可在將噪聲降至最低的同時(shí)，處理 110 GHz 的信號(hào)。

UXR示波器單通道簡(jiǎn)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?qū)崿F(xiàn) 110 GHz 的真正模擬帶寬，且該帶寬完全由硬件實(shí)現(xiàn)，無(wú)需通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理或頻率交織進(jìn)行人為提升。傳統(tǒng)的數(shù)字存儲(chǔ)示波器采用全帶寬時(shí)間交織采樣 (TIS) 技術(shù)來(lái)捕獲低噪聲、高信號(hào)完整性的信號(hào)。然而，用于驅(qū)動(dòng) TIS 示波器放大器和采樣器的原始技術(shù)最高帶寬低于 40 GHz。

什么是時(shí)間交錯(cuò)采樣技術(shù)（TIS）？

時(shí)間交錯(cuò)采樣 ( Time-interleaved Sampling (TIS)) 是一種提高數(shù)字化儀實(shí)時(shí)采樣率的技術(shù)。TIS 使用多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 對(duì)同一輸入波形進(jìn)行采樣，但采樣相位各不相同。然后，硬件將這些采樣交錯(cuò)排列，從而生成波形，效果如同只有一個(gè) ADC 以更高的采樣率對(duì)波形進(jìn)行采樣一樣。這是一種提高示波器等儀器采樣率的技術(shù)，使其能夠精確地捕獲極快的信號(hào)。

示例：一個(gè)包含四個(gè) ADC 的系統(tǒng)可以通過(guò)交錯(cuò)采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)高達(dá)單個(gè) ADC 采樣率四倍的采樣率。

UXR 前端模塊獨(dú)特的硬件設(shè)計(jì)使我們能夠回歸低噪聲 TIS技術(shù)，但帶寬遠(yuǎn)超 40 GHz。憑借能夠無(wú)衰減接收 110 GHz 信號(hào)的前置放大器，UXR 可以省去頻率交織，從而保留被測(cè)信號(hào)的完整性。

一些示波器生產(chǎn)商采用其他交織技術(shù)，將輸入的高帶寬信號(hào)分成兩條或多條低帶寬路徑，以便多個(gè)速度較慢的ASIC芯片可以處理各個(gè)高帶寬信號(hào)片段。這些技術(shù)包括異步時(shí)間交織（ATI）和數(shù)字帶寬交織（DBI），它們會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分割、放大和重組。這些技術(shù)會(huì)直接影響示波器的信號(hào)完整性，導(dǎo)致噪聲增加、抖動(dòng)增大和信號(hào)保真度降低。交織方法還會(huì)降低系統(tǒng)的有效位數(shù)（ENOB），因?yàn)樗鼈儠?huì)引入噪聲——因此，在將UXR示波器與采用交織技術(shù)的示波器進(jìn)行比較時(shí)，就更有理由優(yōu)先評(píng)估ENOB而非ADC位數(shù)！

總之，Keysight UXR示波器選擇磷化銦 (InP)技術(shù)的原因：

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

關(guān)鍵組件：UXR 示波器的關(guān)鍵組件均采用 InP工藝，包括前置放大器、觸發(fā)電路、采樣電路和探針?lè)糯笃鳌?/span>

110 GHz UXR的前端模塊

信號(hào)完整性：該技術(shù)使示波器能夠提供業(yè)界領(lǐng)先的性能、超低噪聲和高信號(hào)保真度，從而幫助工程師精確地觀察和分析快速變化的現(xiàn)象。

校準(zhǔn)模塊：UXR 系列示波器的可選自校準(zhǔn)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(jìn)信號(hào)，用于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)通道。