Современная электроника №1/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 Функция Deembedding в осциллографах R&S RTP: учёт и компенсация амплитудно-фазовых искажений для пробников и измерительной оснастки Часть 2 Рис. 3. Архитектура реализации функции Deembedding в реальном времени Во второй части проанализирован алгоритм компенсации оснастки, применяемый в новейших осциллографах серии R&S RTP, основанный на использовании аппаратных и программных цифровых фильтров. На примере осциллографии сигналов в шине SuperSpeed интерфейса USB 3.1 gen.1 показана эффективность опций R&S RTP-K121 и RTP-K122. Николай Лемешко (nlem83@mail.ru ) , Павел Струнин (Pavel.Strunin@rohde-schwarz.com) , Михаил Горелкин (Mikhail.Gorelkin@rohde-schwarz.com ) Р ЕАЛИЗАЦИЯ ФУНКЦИИ D EEMBEDDING В ОСЦИЛЛОГРАФАХ СЕРИИ R&S RTP Реализация функции Deembedding включает в себя следующие этапы: ● калибровка измерительной оснастки для получения её характеризации в требуемом формате; ● расчёт характеристик компенсиру- ющих виртуальных цепей; ● встраивание виртуальных цепей в схему измерений; ● перенормировка опорного импедан- са к виртуальному измерительному сечению; ● введение элементовилидополнитель- нойобработкидля разложения сигнала на дифференциальнуюиобщуюмоды. Совершенно очевидно, что такой алгоритм должен выполняться макси- мально автоматизированно и давать ощутимое улучшение качества резуль- татов измерений. При разработке кон- цепции его реализации в осциллогра- фах серии R&S RTP ставилась цель компенсировать вносимые оснасткой затухание, асимметрию передачи диф- ференциального сигнала (skew), нели- нейность фаз, вызванную зависимо- стью электрофизических параметров материалов от частоты и погрешности волнового сопротивления, т.е. фактиче- ски все факторы, оказывающие опре- деляющее влияние на форму сигнала во временной области. В осциллографах R&S RTP коррек- тировка такого рода искажений осу- ществляется без перехода в частотную область с использованием цифровых фильтров с амплитудно-фазовой харак- теристикой, рассчитываемой на основе измеренных характеристик оснастки. Если такой фильтр имеет аппаратную реализацию, то компенсация осущест- вляется в реальном времени. Такой подход, обладая свойствен- ными функции Deembedding досто- инствами, имеет и некоторые недо- статки, например одновременное уве- личение уровня широкополосного шума. В этом случае целесообразно использовать фильтр низких частот, в достаточной мере ограничивающий полную мощность шума и минималь- но влияющий на измеряемый сигнал. Если функция Deembedding реализу- ется в реальном времени, то одним из способов снижения времени обработ- ки является переход к фильтрам более низких порядков, но это одновременно снижает и точность компенсации. Кор- рекция точки запуска может осущест- вляться только в случае программного исполнения Deembedding. Но посколь- ку запуск развёртки осуществляется на аппаратном уровне, то определе- ние нового положения точки запуска может выполняться со значительной погрешностью. В случае программно- го исполнения Deembedding визуализа- ция результатов измерений в реальном времени невозможна, поскольку про- граммный фильтр может быть приме- нён только после захвата и сохранения первичного массива данных. Решение, предложенное компа- нией R&S для выполнения функции Deembedding, в общем случае пред- усматривает комбинирование аппа- ратной и программной обработок (см. рис. 3), выполняемых для оциф- рованного входного сигнала осцил- лографа. В аппаратной части фильтр для Deembedding установлен непо- средственно после аналого-цифрово- го преобразователя. При помощи этого фильтра осуществляется первый этап Измеряемый сигнал Входной интерфейс Аппаратное обеспечение (аналоговая обработка) Аппаратное обеспечение (цифровая обработка) Фильтр Deembedding (2) Фильтр Deembedding (1) Программное обеспечение (цифровая обработка) Запись Постобработка Визуализация Запуск развёртки и восстановление тактовой частоты Коррекция запуска развёртки Пользователь Визуализация Постобработка