Современная электроника №1/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 Рис. 4. Установка для проведения измерений: а) схема; б) фотография компенсации искажений, результат которого оказывается достаточным для коррекции запуска развёртки и правильного восстановления такто- вой частоты, необходимого для анализа сигналов цифровых последовательных интерфейсов типа USB 3.1. В осцилло- графах R&S RTP имеется возможность управления отображением результа- тов применения аппаратной функции Deembedding к входному сигналу, что позволяет не только оценить её эффект, но и проверить правильность соблюде- ния условий запуска. Альтернативная архитектура осцил- лографа, в которойфильтрDeembedding отсутствует в аппаратной части, предус- матривает отображение сигнала после программной коррекции, но запуск развёртки осуществляется по нескор- ректированному сигналу. Ввиду этого возможно появление расхождения меж- ду заданным и наблюдаемым события- ми запуска. Таким образом, реализация Deembedding в реальном времени долж- на считаться приоритетной, в особен- ности с учётом возможности распреде- ления обработки между аппаратной и программной частью. Для осциллографов серии R&S RTP функция Deembedding может быть реа- лизована при помощи двух опций раз- ной функциональности: ● опция R&S RTP-K121 предназначе- на для реализации компенсации ти- повых искажений, в первую очередь потерь в линиях передачи, пробни- ках, зондах и элементах измеритель- ной оснастки; ● опция R&S RTP-K122 представляет со- бойфункциональное расширение для опции R&S RTP-K121 и обеспечивает повышение скорости захвата и запуск по скорректированным сигналам. К настоящему времени эффек- тивность и полезность функции Deembedding подтверждена для анали- за цифровых сигналов со скоростями гигабитного диапазона, а также радио- сигналов со сложными видами модуля- ции [9]. Рассмотрим примеры её прак- тического применения для анализа цифровых и аналоговых сигналов во временной области. П РИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИИ D EEMBEDDING В ОСЦИЛЛОГРАФЕ СЕРИИ R&S RTP ДЛЯ СИГНАЛА СТАНДАРТА USB 3.1 GEN .1 Оборудование и средства измерений . Одной из важнейших проблем совре- менных цифровых систем является обеспечение синхронности сигналов в параллельных шинах, необходимой для их правильного захвата и обработки, т.е. тайминга [3, 6]. Соблюдение таймин- га важно и для сигналов в дифференци- альных парах, особенно при скоростях передачи выше 100 Мбит/с. Представ- ляемый ниже пример демонстрирует возможности функции Deembedding по исправлению проблем тайминга, вызванных измерительной оснасткой. Для выполнения измерений была применена схема (см. рис. 4), пред- назначенная для измерений диффе- ренциальных сигналов в линиях Tx хоста шины SuperSpeed интерфейса USB 3.1 gen.1. Схема измерений вклю- чала в себя осциллограф R&S RTP084 с полосой рабочих частот до 8 ГГц и четырьмя каналами, а также установ- ленными опциями R&S RTP-K121 и RTP-K122. Работой шины управлял хост USB 3.1 в составе аппаратной платфор- мы осциллографа. В качестве перифе- рийного устройства USB использовался флеш-накопитель Transcend объёмом 16 ГБ. Для согласованного соединения хоста, каналов осциллографа и флеш- накопителя применялась специаль- ная плата R&S RT-ZB2 (USB 3.1 Demo Board 1). Сигналы Tx+ и Tх- подава- лись на каналы 1 и 2 осциллографа через коаксиальные кабели и адаптеры R&S RT-ZA (прецизионный BNC/SMA), причём длина кабеля, соединяющего выход Tx-платы с каналом 2 осцилло- графа, была существенно больше, чем второго кабеля. Выходы Rx+ и Rx- пла- ты R&S RT-ZB2 при измерениях оста- вались неподключёнными. Перед проведением измерений для длинного и короткого кабелей при помощи векторного анализатора цепей типа R&S ZVA были сняты зависимости S-параметров от частоты, сохранённые в стандартные файлы «.S2P», которые могут быть использованы опциями R&S RTP-K121 и RTP-K122 для реализации функции Deembedding. К настояще- му времени компания Rohde&Schwarz готовит к представлению на рын- ке аппаратно-программную опцию для осциллографов R&S RTP, которая позволит снимать характеризацию компонентов измерительной оснаст- ки без привлечения других средств измерений. Осциллограмма сигналов в шине SS без активации функции Deembedding получена на основе пакетов, которые хост передаёт флеш-накопителю. На рисунке 5а показаны осциллограммы сигналов в линиях Tx+ (канал 1) и Tx- (канал 2) при синхронизации по фрон- Осциллограф R&S RTP084 Флеш-накопитель Transcend 16 ГБ, USB 3.1 gen. 1 K1 Tx+ а б Rx+ Rx– Tx– Плата R&S RT-ZB2 Ch 1, 2 USB 3.1 Ch 2–Ch1 K2 K3 K4