是德科技110GHz UXR系列示波器架构解析

前言

Keysight UXR 系列实时示波器作为一款信号完整性极佳的实时示波器，加上它无可比拟的性能指标——同时在 4 个通道上提供 110GHz 的模拟带宽和 256GS/s 的实时采样。在AI 技术浪潮下，能满足更高的信号速率和更复杂的调制方式测试的要求！

图1: UXR1104B

110GHz UXR 系列示波器架构解析

图2展示了 Keysight示波器UXR的架构，信号经由机电衰减器进入前端 110GHz 模拟前端，再经过采集板，进行模数转换变成离散信号后，存储在缓存中。该仪器集成了各种 Keysight 技术，包括 InP、SiGe、BiCMOS、65nm CMOS 和 28nm CMOS 等各种技术实现。结合 Hyper-Cube 内存模块，可以同时从所有 4 个通道以 256GSa/s 捕获数据。UXR 系列示波器的提供配置从 5GHz 到 110GHz 的带宽，因其通道分体式的设计，可实现带宽升级。

图2: 110GHz UXR 高带宽示波器现代架构

技术亮点：

?不包含基于频率的交织 — 提供全带宽、采用磷化铟的采样系统。

?实现更高的频率和更高效的数据流，同时减少噪声。

?适应最新技术，法拉第笼屏蔽模拟前端多芯片模块（MCM）。

UXR 模拟前端

( Front End Multi-Chip Module )

图3: 模拟前端板

图4: 法拉第笼部分展示

UXR 采集系统

(Aqusition System )

UXR 采集系统主要分3个部分，第一部分为16个10bit，采样率16GSa/s的ADC，第二部分为Keysight 定制的100M 门的ASIC芯片，定制化的ASIC芯片，用于内存控制和分析，第三部分为2Gpts 的内存。以上三部分的集合，意味着该仪器可以捕获、处理、存储和显示超过 10Tb/s 的信息！非常惊人的实时处理能力！

图5: UXR 采集板

时域交织技术vs频率交织技术

传统上，一般会采用频率交织技术实现带宽的扩展。简单来说在硬件上通过滤波器把信号分成了高频和低频，后续分别进行数字化处理。在处理完成后，通过频率拼接等手段将高频分量和低频分量进行拼接，从而获得更宽的带宽。然而，频率交织技术可能会引入由于频率拼接产生的杂散信号。特别是在频率拼接区域会产生混叠，导致频域上显著的杂散。

UXR是硬件实现的全带宽采样。这里没有用到交织技术。就是最返璞归真的示波器线性架构（参考图2）。后续的ADC 可以理解为时域交织。

图6: 频域交织技术原理框图

总结

UXR 卓越的硬件技术，一流的信号完整性，允许用户更加清楚实际的设计性能，而不受高噪声或者抖动的限制。UXR 还提供带宽升级，方便匹配客户未来的技术发展。除了硬件性能，我们始终与前沿技术和测试标准保持一致步伐，帮您顺利克服测试挑战！