Техника измерений
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Освоение осциллографами LeCroy СВЧ диапазонаРаспечатать: Освоение осциллографами LeCroy СВЧ диапазона

Освоение осциллографами LeCroy СВЧ диапазона



Стремительное наступление эры глобализации и связанные с этим явлением модернизация элементной базы и внедрение современных технологий в сфере телекоммуникаций диктует необходимость прикладного освоения диапазона СВЧ.

Данная объективная реальность проявляется в виде широкого круга различных пользовательских (абонентских) устройств использующих эту часть радиочастотного спектра. Если говорить об опыте и практике инженерной мысли, то, на сегодняшний день, образно говоря, «за спиной» остались значения в сотни мегагерц (МГц) и уже единицы гигагерц (ГГц). Потребности инфо-телекоммуникационных технологий сегодняшнего дня (тем долее завтрашнего), запросы передовых научных изысканий и устремлений в самых различных областях познания и отраслях производства ставят вопрос об острой потребности в соответствующих средствах измерений. Скорее даже не в прикладных средствах измерений, как мы к этому привыкли, а в многофункциональных программно-вычислительных комплексах на базе современных ПЭВМ, способных не только заглянуть за рубеж ~ 5 ГГц и выше, но и достоверно, точно и надежно работать в этой области частот с «высокоскоростными» и сложными сигналами.

Осциллограф цифровой запоминающий LeCroy серии WaveRunner 6000

Осциллограф цифровой запоминающий LeCroy серии WaveRunner 6000

Настоятельная необходимость и возможность освоения диапазона СВЧ вызвана рядом объективных физических причин, таких как, относительно слабое поглощение волн в ионосфере Земли, возможность концентрации СВЧ энергии в узком луче и др. Субъективные причины - большая информационная ёмкость диапазона СВЧ, способность энергетического взаимодействия с веществом (молекулами и атомами), практическое развитие нано-технологий.

Беглый анализ выпускаемого телекоммуникационного оборудования, средств связи и передачи данных говорит о «СВЧ-зации» нашей повседневной жизни, как о свершившемся факте, имеющем тенденцию к устойчивому росту.

Что же сегодня нам предлагают производители такого рода приборов, именуемых (в кругах производителей и потенциальных потребителей) high end классом в области исследования формы и параметров СВЧ сигналов. Как выясняется таких производителей можно пересчитать по пальцам одной руки. Приведем только один факт. Если производство авиалайнеров смогли освоить 5 мировых держав, то изготовление осциллографов в диапазоне 3-6 ГГц, в том числе, «осилили» три общепризнанных гранда: Tektronix, LeCroy и Agilent Technologies. Данные производители достаточно хорошо известны среди специалистов.

Согласно изучению этого сектора рынка СИ, проведенного компанией Prime Data, Inc (независимая организация по экспертной оценке в промышленности) и ее выводам, общий объем продаж цифровых осциллографов, исключая достаточно простые модели, выросли с $ 638 миллионов долларов в 1994 до самого высокого уровня $ 1,051 млрд. долларов достигнутого в 2000 году. По итогам календарного 2002 года объемы реализаций на рынке немного снизились и составили около $ 808 миллионов. По оценке Prime Data, Inc., три самые большие производители цифровых осциллографов, опять же без учета простых (портативных) моделей, в течение 2002 года осуществили продажи на рынке в следующем процентном соотношении: Tektronix, Inc (“Tektronix”) - 51.4 %, ЛеКрой - 14.4 % и Agilent Technologies, Inc - 14.2 %.

В рамках ликвидации сложившегося дефицита информации о наиболее передовых технологиях, достижениях и применяемых ноу-хау хочется ознакомить с информацией об осциллографах и других уникальных приборах предлагаемых компанией LeCroy. Помимо познавательного аспекта и повышения общеинженерного кругозора, попытаемся вооружить читателя полезной информацией по осознанному и компетентному выбору такого рода средства измерений.

Компания не является новичком на рынке средств измерений. Образованная в 1964 году, в настоящее время штаб-квартира находится в США, ряд дочерних компаний расположены по всему миру. Крупные и многопрофильные подразделения компании LeCroy функционируют в Швейцарии (Женева) и Японии (Токио), кроме того, в других европейских странах и странах азиатско-тихоокеанского региона есть ее представительства. Обладая мощностями и научным потенциалом по разработке, производству средств измерения, главным направлением выбрано создание многофункциональных анализаторов сигналов (схемотехника + прикладной софт + уникальные патентованные технологии). Годовой торговый оборот по итогам 2003 финансового и налогового года составил свыше 107 мл. долларов.

Прежде всего, хотелось конкретизировать круг специалистов, сфер научно-технической и производственной деятельности для которых, и предназначена в первую очередь продукция компании LeCroy.

Говоря одним словом - всюду, где необходимо наблюдение, регистрация и исследование сложных, предельно коротких по длительности (50-70 пс) электронных сигналов. Это относится к задачам по разработке, производству и эксплуатации приемопередающего оборудования ВОЛС и телекоммуникационной техники СВЧ диапазона, развитию технологий беспроводного доступа и лазерно-оптических технологий, к областям исследований по тематике ядерной физики, а также в сфере обороны государства и безопасности общества.

Визитной карточкой компании LeCroy является выпуск современных цифровых запоминающих осциллографов (ЦЗО или английская аббревиатура DSO), которые уже успешно используются инженерами и конструкторами-разработчиками во всем мире. Россия, к сожалению, пока отстает от общемировых тенденций по освоению частотного спектра СВЧ, реализованного в конкретных измерительных приборах. В первую очередь это связано с весьма существенной стоимостью для российского потенциального потребителя на такие, безусловно, уникальные комплексы.

Во всех новых разработках компании LeСroy для обработки входного сигнала применена революционная технология X-Stream, позволяющая в десятки и сотни раз быстрее обрабатывать входной сигнал, чем у аналогичных моделей конкурентов. А при исследовании СВЧ сигнала с помощью ЦЗО, обладающих, как известно рядом недостатков, остро встает проблема увеличения скорости захвата осциллограмм и уменьшении времени обработки входного сигнала при выводе на дисплей. Технология X-Stream позволяет решить эту техническую проблему.

Идея X-Stream технологи основана на том, что входной сигнал поступает на SiGe АЦП и оцифровывается в реальном времени с частотой 10 Гига выборок в секунду. После чего сигнал разбивается на пакеты, и храниться в быстрой КМОП-памяти (DRAM) тракта оцифровки. По двум высокоскоростным каналам сигнал из памяти передается в центральный процессор (ЦП). ЦП производит необходимую математическую обработку сигнала и вывод на ЖК-дисплей.

Программно-аппаратная реализация собственных уникальных технологий позволили обеспечить непревзойденную другими производителями скорость преобразования входного сигнала, выведения и продвижения цифрового потока данных (т.е. X-Stream) после работы АЦП, а также синхронную и взаимоувязанную работу памяти DRAM и центрального процессора (фактически ПЭВМ) посредством использования шины PCI и 1 гигабитного Ethernet. Такое ускорение продвижения данных в конечном итоге формирующих на экране ЦЗО исследуемый сигнал в реальном формате времени, в том числе при наблюдении длительных (распределенных по времени) сигналов, позволяет задействовать значительные объемы памяти для обеспечения всестороннего и полного их анализа.

Кроме того, применение технологии X-Stream позволяет программные процедуры и задачи, написанные при помощи таких средств как MATHLAB, Mathcad, Excel или Visual Basic, корректно помещать (инкапсулировать) в поток цифровых данных.

В таких отраслях промышленности, как радиоэлектроника, в сферах телекоммуникаций и связи, при производстве компьютерной техники и многих других, в которых необходимо тестировать и оценивать происходящие переходные, неустойчивые пикосекундные процессы.

Одной из таких серий являются осциллографы WaveRunner 6000 перекрывающие диапазон от 350 Мгц до 2 ГГц, которые особенно обходимы для обеспечения точной фиксации сигнала и его последующей высокоскоростной обработки. Включаемые нажатием одной кнопки режимы управления Wavepilot™ и QuickZoom позволяют очень оперативно зафиксировать и исследовать высокочастотные импульсные сигналы. Понятная и предельно информативная лицевая панель управления WaveRunner 6000 дает возможность легко (практически интуитивно) осуществлять управление режимами и функциями. Это обеспечивает возможность оператору значительно снизить время, затрачиваемое на работу в меню прибора и сосредоточиться исключительно на процессе исследований. В режиме сбора данных осциллографы этой серии имеют диапазон частот дискретизации (выборок сигнала) от 2,5 до 5 Гв/с и до 200 Гв/с для периодического сигнала. В целом пользовательский интерфейс очень понятен, удобен и позволяет применять прибор без длительной специальной подготовки или обучения персонала. В стандартной комплектации выходные интерфейсы: GPIB, RS-232-C, USB (5), SVGA видеовыход, аудио(вх/вых) и Ethernet 10/100Base-T.

Неоспоримым преимуществом осциллографов LeCroy данной серии и тем более серий WavePro и WaveMaster является наличие самой большой внутренней памяти среди всех цифровых осциллографов аналогичного класса – 2 Мб (режим объединения каналов) в стандартной комплектации и до 24 Мб – набор опций. На рис. 1 представлен «флагман» цифровых запоминающих осциллографов серии WaveRunner модель 6100, а в таблице 1 – основные технические характеристики по всей серии WaveRunner 6000.

Технические характеристики осциллографов цифровых запоминающих LeCroy WR 6030, WR 6050, WR 6051, WR 6100, WR 6200
Параметры WaveRunner 6030 WaveRunner 6050 WaveRunner 6051 WaveRunner 6100 WaveRunner 6200
Полоса пропускания (-3 дБ) 350 МГц 500 МГц 500 МГц 1 ГГц 2 ГГц
Время нарастания 1 нс 750 пс 750 пс 400 пс 225 пс
Число каналов 4 4 2 4 4
Объем памяти на канал (станд.) 1 Мб
Длина записи (опции: S...VL) от 2 до 24 Мб
Эквивалентная частота выборки (период. сиг.) 200 Гв/с 200 Гв/с 200 Гв/с 200 Гв/с 200 Гв/с
Частота выборки сигнала (макс., однокр. сиг.) 2.5 Гв/с 5 Гв/с 5 Гв/с 5 Гв/с (10 Гв/c по 2 кан) 5 Гв/с (10 Гв/c по 2 кан)
Огр. Полосы пропускания 25 МГц; 200 МГц
Входное сопротивление 1MОм // <20пФ (10 MОм // 9.5 пФ с пробником PP007)
Связь по входу 50 Ом: DC; 1MОм: AC,DC,GND
Вертикальное разрешение 8 бит, 11 бит в режиме увеличенного разрешения (ERES)
Коф. отклонения 50Ом: 2 мВ/дел - 1 В/дел плавная регулировка
1MОм: 2 мВ/дел - 10 В/дел плавная регулировка
Максимальное входное напряжение 50Ом: 5 В скз, 1MОм: 250 В макс (пик. AC: ≤ 10 kHz + DC)

Источник: www.prist.ru


Дата публикации: 20.08.2004
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics