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草依尔根觉罗
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1 Agilent 81150A 和 81160A 脉冲函数任意波形和噪声发生器单机即可实现精确的脉冲函数任意波形和噪声发生功能应用指南, 版本 1.3 噪声和抖动容限测试 SATA 噪声源千兆以太网雷达通信系统纳米技术反应堆稳定性测试 IQ 调制

2 物理层数字显示存储器计算 I/O 企业通信航空航天 / 国防视频消费电子计算芯片到芯片背板存储 LAN 有线无线卫星 / 通信器件仿真精密时钟源噪声抗干扰测试仿真客户设计直流无刷电机声纳测试调制器测试元器件测试混合信号器件触发... 简介 Agilent 81150A 和 81160A 脉冲函数任意噪声发生器的主要客户群是制造研发和教育等多个领域中的工程师新型仪器集四种仪器的功能于一身 : 增强的高精度脉冲发生器, 通用信号发生器可提供失真功能以对器件进行极限测试函数任意波形发生器提供通用波形和调制功能, 可根据器件要求任意调整信号可选的码型发生器支持使用理想码型和真实码型测试模拟数字和混合信号器件噪声发生器集两种必要的极端噪声 ( 随机噪声和具有极长重复率的可重复噪声 ) 于一身, 可对简单问题进行识别该通用精密型仪器可为多种不同的被测器件提供激励, 是每个实验室的必备仪器此外,Agilent 81150A 和 81160A 使您能够注入噪声, 以测试串行总线标准件这两款仪器都能够提供理想状态下的信号和实际环境下的信号, 使用户可以精确快速地对器件进行深入分析它能够生成您需要的信号, 因为刚好够用有时是不够的 2

3 噪声和抖动容限测试抖动和噪声能够使得信号幅度和边沿产生偏差, 导致传输数据错误从电压瞬变造成的信号干扰到传输过程中引起的失真, 许多原因均会引发噪声因此, 噪声从本质上来说是不可预测的用户必须能够仿真基于噪声的故障 ( 例如识别接收系统生成的其它噪声 ), 因为降低噪声系数比提高发射机功率成本低得多! 81150A 和 81160A 使您能够根据不同的技术指标控制噪声质量和测试不同的情况高斯白噪声与许多实际环境中的噪声非常接近, 能够生成可追踪的数学模型, 并提供与统计无关的数值波峰因数是信号质量的指标波峰因数越高, 说明使用的噪声就越多 81150A 和 81160A 具有四个波峰因数 ( 使用 Vp/RMS 或 Vpp/RMS) 可供选择两种仪器均使用 Vp/RMS 在进行 RX 抖动容限测试时, 如果噪声源的波峰因数较低, 那么即使器件偶尔达不到标准也可能通过测试按照串行总线标准的要求, 当波峰因数为 7 时, BER 为 A 和 81150A 提供的噪声是可触发的, 信号重复率分别为 20 天和 26 天这可保证信号的随机性和可重复性如果您需要非高斯分布噪声, 那么 81150A 和 81160A 是您的理想选择, 它可以定义任意分布的噪声两款仪器均可提供呈高斯分布或任意分布的确定性白噪声不同的波峰因数 = V pp /RMS V peak/ RMS V pp V peak RMS CF 7 CF 3 δ 图 1. 波峰因数分别为 3 和 7 时的高斯曲线 BER 和不同的波峰因数 BER BER CF=5 CF=7 图 2. 不同波峰因数的浴盆曲线 3

4 SATA 噪声源串行 ATA (SATA) 是下一代个人计算机存储接口 SATA I 的工作速率可达到 1.5 Gb/s,SATA II 的工作速率可达到 3 Gb/s,SATA III 的工作速率可达到 6 Gb/s 为了在 SATA 收发信机上进行接收机抖动容限测试, 我们还需要几台其他设备迄今为止,Agilent 一直被用作随机抖动 / 确定性抖动的正弦抖动源和噪声源码型发生器通过注入抖动来控制延迟, 这样就能生成具有适当频率的信号随机抖动 Agilent 81150A 和 81160A 脉冲函数任意噪声发生器可提供确定性高斯白噪声, 信号重复周期分别为 26 天和 20 天您能够确定任意分布的噪声, 并在需要时触发噪声您可以选择需要的波峰因数 7 ( 使用 Vp/RMS) 这个波峰因数的相应 BER 为 A 和 81160A 能够在一台仪器中生成两种抖动, 从而无需使用两种仪器和功率分配器, 因此, 这是一种经济高效的解决方案 SJ 33250A RJ DSO A COMP OOB BIST L C-H-S FER TX TX RX RX SMA S-ATA SMA SATA RX TX OOB DUT 10/8b OOB 8/10b 图 4. 噪声概率函数屏幕正弦抖动正弦抖动需要选择正弦波并设置要求的频率通过调整幅度并在抖动测量设备上观察抖动, 可对抖动进行校准图 3. SATA 接收机测试设置 81150A 和 81160A 集成在安捷伦测试自动化软件平台 N5990A 选件 103 中该软件可提供一致性测试和互通性测试, 并可完全控制测试设置 ( 包括正弦噪声和随机噪声 ) 4

5 千兆位以太网接收机的极限测试 1000Base-T 以太网是一种业经验证的经济型技术, 适用于多种器件 5 级脉冲幅度调制 (PAM-5) 信号可通过非屏蔽平衡的双绞铜线以 1 Gb/s 的数据速率进行传输它能够重复使用现有的 10/100Base-T 基础设施这是它的一大优势, 同时也是其潜在弱点不正确的布线会造成信号失真并威胁到信号的完整性因此为了表征接收机, 很有必要对噪声时延和失真等现象进行量化在这个速度下, 传统的检测方式 ( 把 1000Base-T 发射机用作信号源, 在电缆厂中降低信号质量 ) 呈现成本高昂耗时甚至不可靠的劣势, 因此不推荐使用 81160A 可提供一个经济高效的方式, 通过以下特性快速而可靠地表征千兆位以太网接收机 : 脉冲码型发生器和通用任意波形发生器的独特结合, 可以在需要的速度下生成用于 1000Base-T 的 PAM-5 信号它还能够全面控制探测信号, 以改变参数探索信号的临界条件对未能达到技术指标的器件区域进行诊断故障具有不同波峰因数的集成噪声发生器可生成随机噪声和可重复噪声更改计时参数 ( 例如时延和频率 ) 时不会出现毛刺信号, 并且无需重启和重新同步仪器即可进行高效测试信号可设置为任意波形使用 Agilent BenchLink Waveform Builder Pro 软件或 Matlab 脚本可在仪器上完成上述设置通过将上升时间从 5.12 s 调整为 4.61 ns, 可轻松进行极限测试图 5. 带有 0.1 VPP 噪声的 PAM-5 信号 TDX T R RDX R T 图 6. 衰减失真噪声和时延可添加到信号中, 以便仿真真实的条件 5

6 航空航天与军事领域的雷达通信系统图 7. 飞机的雷达距离测试图 8. 通道 1 设置实例安捷伦脉冲发生器通常用于军事领域和航空航天领域的雷达通信系统测试应用指南 Radar Distance Test to Airborne Planes ( E) 介绍了 81110A 的使用方法除了具有 2.5 ns 的精确上升时间和下降时间的精密信号之外, 信号失真也非常重要为了确定目标物体 ( 例如一架飞机 ) 的距离, 控制塔的雷达系统会向飞机触发脉冲序列飞机使用标准签名进行回应, 并将标准签名发送回控制塔控制塔收到信号后, 会对签名进行识别, 然后分析时延以确定控制塔和飞机间的距离重要功能 : 上升 / 下降时间 2.5 ns 在内部或通过外部信号触发脉冲流脉冲流猝发低占空比最高频率精度图 9. 通道 2 ( 波峰因数为 4.8) 81150A 和 81160A 可用于仿真雷达信号它通过改变从外部触发到输出信号起点的时延, 仿真目标物体与控制塔的各种距离波峰因数是信号质量的标志, 波峰因数越高, 获得的实际噪声就越完整该通道添加功能可将通道 2 的信号添加到通道 1 所以任何调制或具有不同波峰因数的噪声都可添加到精密信号中 6

7 控制纳米器件的能量纳米技术能够制造更密集的存储器更快速的处理器和需要更低电力的电子设备, 因而在半导体技术中获得越来越重要的地位工程师需要对器件和材料进行全面表征, 这就要求 : 低电压精确可重复的测量 81150A 和 81160A 脉冲发生器通常用于执行这类测量它确保实现精确且可重复的测量脉冲发生器和函数任意波形发生器相结合, 能够进行特殊的极限测试, 例如脉宽调制占空比的调制能够控制功率大小, 这对于此类器件来说至关重要测量技术和仪器都要求尽量减少噪声和其它可能会对信号造成干扰的误差源在测量过程中必须谨慎控制能量, 否则就可能损坏被测器件短脉冲和脉冲猝发对于避免热量生成非常重要低占空比能够使被测器件得以冷却, 短脉宽能够避免栅氧化层的泄漏 Agilent 81150A 可提供 : 脉宽 4.16 ns 至 ( 周期 ns) 2.5 ns 至 1000 s (10/90) 的跳变时间可变的上升时间和下降时间图 11. 设置脉宽调制差分信号输出用于实际极限测试的脉宽调制 Agilent 81160A 可提供 : 脉宽 1.50 ns 至 ( 周期 ns) 1.0 ns 至 1000 s (10/90) 的跳变时间 81150A 和 81160A 还具有噪声发生器的功能通过通道添加功能, 它可将噪声添加到脉冲信号或脉宽调制信号中通过添加不同数量的噪声, 您可以对器件进行极限测试可变的上升时间和下降时间差分信号输出用于实际极限测试的脉宽调制图 12. 设置噪声图 10. 设置脉冲 7

8 核电站信号仿真反应堆稳定性测试的仿真解决方案非常灵敏监测系统必须经过良好测试, 故障事件能够生成报警, 这两点都极其重要第二个通道提供频率扫描并对第一个通道进行触发钡条取出后, 脉冲质量呈指数增长报警和监测系统的验证要求发生器对脉冲频率的指数增长进行仿真, 此时的脉冲持续时间必须保持不变要求的信号 : _ T(0) T(1) T(2) T(3)T(4)... T(n) 必须按照指数定律变化脉冲持续时间应保持不变脉冲之间的间隔按指数变化图 14. 频率扫描配置屏幕此前, 该应用需要使用脉冲发生器和任意发生器才能完成工作, 但是现在 81150A 和 81160A 将安捷伦业经验证的脉冲发生器和函数任意发生器的功能集于一身, 这样只需使用一台仪器即可第一个通道提供脉冲 81150A 和 81160A 可将测试所使用的仪器从两种减少到一种, 因而可以提高测试效率此应用需要使用两个通道型号这两个通道能够按照此应用的要求完全独立工作, 也可与定义的时延耦合图 13. 脉冲发生器配置屏幕 8

9 射频和微波通信通道的宽带宽同相和正交调制测试无论是测试一个宽带宽调制器还是使用现有的调制器为传输通道中的其它干扰信号提供测试信号, 您都需要使用差分同相和正交 (IQ) 基带信号当您需要进行超出标准和预定义协议的测试时, 您需要非常灵活地生成或控制信号的幅度相位和频率, 灵活度要高于矢量信号发生器 Agilent 81160A 脉冲函数任意噪声发生器具有两个差分端口, 使您能够独立控制端口间的信号电平频率 ( 正弦模式中高达 500 MHz) 偏置电压以及相位差在任意模式下,I 和 Q 通道的带宽分别高达 330 MHz, 意味着 IQ 调制带宽 1 可高达 660 MHz 由此, 您可以根据需要轻松地设置和更改参数, 从而对被测器件进行全面极限测试测试 IQ 调制器例如, 测试或表征 IQ 调制器时, 您需要测量正交或直流偏置误差相位或增益失衡, 以优化误差矢量幅度您首先使用单音频基带信号分别调整幅度频率电压和相位偏置, 以便对调制器进行极限测试稍后您对多电平信号 ( 例如 MatLab 编程 ) 进行响应测试, 以便充分利用函数任意发生器 2 的 14 位垂直辨率您可以使用内置噪声发生器引入噪声分量, 进一步对调制器进行极限测试示波器带有 VSA 或类似软件的 Agilent Infiniium 示波器 Agilent 81160A 脉冲函数任意噪声发生器被测器件用作本地振荡器的射频或微波源 ( 可选 ) Agilent N5183A MXG 微波模拟信号发生器 ( 高达 40 GHz) 或类似发生器图 15. IQ 调制器测试的典型设置 1. 对于无需使用 81160A 完整带宽的测试设置,81150A 脉冲函数任意噪声发生器也可以提供同样的功能, 它的正弦模式支持 330 MHz 带宽, 任意模式支持 120 MHz 带宽 (IQ 调制带宽高达 240 MHz) 2. 如果这是整个宽带调制测试的重要环节, 不妨考虑选择 Agilent 81180B 或 M8190A 任意波形发生器 9

10 射频和微波通信通道的宽带宽同相和正交调制测试 ( 续 ) 图 QAM 调制信号具有 110 Msymb/s 和 0.94% rms EVM 使用 Agilent 81160A 脉冲函数任意噪声发生器生成调制信号使用 VSA 软件, 在 Agilent Infiniium 系列示波器上进行测量 IQ 接收机测试 81160A 可与现有的调制器或上变频器结合使用, 通过创造相位失配噪声或低信号电平条件, 为 IQ 接收机极限测试提供控制信号该测试也会使用函数任意发生器噪声发生器和 81160A 的两个独立通道 Agilent 81160A 脉冲函数任意噪声发生器 IQ 调制器 Agilent E8267D PSG 矢量信号发生器 Agilent N8212A 性能矢量上变频器或类似仪器图 17. IQ 调制器测试的典型设置被测器件 10

11 81150A 配置指南部件编号说明 #001 1 通道 120 MHz 脉冲函数任意噪声发生器 #002 2 通道 120 MHz 脉冲函数任意噪声发生器 #1A7 ISO17025 校准证书 #Z54 Z540.3 校准证书 #PAT 120 Mb/s 码型发生器许可证附件包括校准证书本地电源线 USB 电缆产品光盘 ( 用户指南入门指南 IVI-COM 驱动程序远程接入示例 ) 可选附件 #DOC 印刷文件 : 包括印刷版入门指南和印刷版用户指南 #1CP 机架安装套件 #R1280A 另加 2 年保修期 ( 共 3 年 ) 用于升级 81150A 81150AU #PAT 码型发生器许可证 #DOC 印刷文件 #EHD 支持 100 Mb 以太网和 HDMI 1.4 的夹具 81160A 配置指南部件编号说明 #001 1 通道 330 MHz 脉冲函数任意噪声发生器 #002 2 通道 330 MHz 脉冲函数任意噪声发生器 #1A7 ISO17025 校准证书 #Z54 Z540.3 校准证书 # Mb/s 码型发生器许可证 # Mb/s 码型发生器许可证附件包括校准证书本地电源线 USB 电缆产品光盘 ( 用户指南入门指南 IVI-COM 驱动程序远程接入示例 ) 可选附件 #DOC 印刷文件 : 包括印刷版入门指南和印刷版用户指南 #1CP 机架安装套件 #R1280A 另加 2 年保修期 ( 共 3 年 ) 用于升级 81,160A 81160AU # Mb/s 码型发生器许可证 # Mb/s 码型发生器许可证 #326 从 330 Mb/s 升级到 660 Mb/s 码型发生器的许可证 #DOC 印刷文件 11

12 相关文献 Agilent 81150A 和 81160A 脉冲函数任意噪声发生器, 技术资料 Agilent 81150A 和 81160A 脉冲函数任意噪声发生器, 演示指南 Agilent 81150A 脉冲函数任意噪声发生器, 传单 Agilent 81150A 脉冲函数任意噪声发生器, 产品快报 Agilent 81160A 脉冲函数任意噪声发生器, 产品快报脉冲码型和函数任意发生器, 手册 81150A 和 81160A 任意比特形状码型发生器, 应用指南在物理层上对 1 GbE 接收机执行极限测试, 应用指南出版物编号 EN EN EN EN EN E EN EN For the latest version of this document, please visit our website at or and go to the product library. AdvancedTCA Extensions for Instrumentation and Test (AXIe) 是基于 AdvancedTCA 标准的一种开放标准, 将 AdvancedTCA 标准扩展到通用测试和半导体测试领域安捷伦是 AXIe 联盟的创始成员局域网扩展仪器 (LXI) 将以太网和 Web 网络的强大优势引入测试系统中安捷伦是 LXI 联盟的创始成员 PCI 扩展仪器 (PXI) 模块化仪器提供坚固耐用基于 PC 的高性能测量与自动化系统安捷伦渠道合作伙伴黄金搭档 : 安捷伦的专业测量技术和丰富产品与渠道合作伙伴的便捷供货渠道完美结合安捷伦优势服务旨在确保设备在整个生命周期内保持最佳状态, 为您的成功奠定基础我们不断投资开发新的工具和流程, 努力提高校准和维修效率, 降低拥有成本, 以便您保持卓越的竞争力您还可以使用 Infoline 网上服务更有效地管理设备和服务通过共享测量与服务方面的专业经验, 我们能够帮助您设计创新产品如欲获得安捷伦科技的产品应用和服务信息, 请与安捷伦公司联系如欲获得完整的产品列表, 请访问 : 请通过 Internet 电话传真得到测试和测量帮助热线电话 : 热线传真 : 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司地址 : 北京市朝阳区望京北路 3 号电话 : (010) 传真 : (010) 邮编 : 上海分公司地址 : 上海张江高科技园区碧波路 690 号 4 号楼 1-3 层电话 : (021) 传真 : (021) 邮编 : 广州分公司地址 : 广州市天河北路 233 号中信广场 66 层室电话 : (020) 传真 : (020) 邮编 : 成都分公司地址 : 成都高新区南部园区天府四街 116 号电话 : (028) 传真 : (028) 邮编 : 深圳分公司地址 : 深圳市福田中心区福华一路六号免税商务大厦 3 楼电话 : (0755) 传真 : (0755) 邮编 : 西安分公司地址 : 西安市碑林区南关正街 88 号长安国际大厦 D 座 5/F 电话 : (029) 传真 : (029) 邮编 : 安捷伦科技香港有限公司地址 : 香港北角电气道 169 号 25 楼电话 : (852) 传真 : (852) 香港热线 : 香港传真 : (852) tm_asia@agilent.com 本文中的产品指标和说明可不经通知而更改 Agilent Technologies, Inc 出版号 : CHCN 2012 年 10 月印于北京

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CHCN_8-14_K.indd Keysight 81150A 和 81160A 脉冲函数任意波形和噪声发生器单机即可实现精确的脉冲函数任意波形和噪声发生功能应用指南, 版本 1.3 SATA IQ 简介物理层数字显示存储器计算 I/O 企业通信航空航天 / 视频消费电子芯片到芯片存储有线国防计算背板 LAN 无线卫星 / 通信器件仿真精密时钟源噪声抗干扰测试仿真客户设计直流无刷电机