Oscilloscopi per una nuova esperienza

STRUMENTAZIONE –

WaveMaster 8 Zi è la nuova serie di oscilloscopi LeCroy dalle prestazioni e caratteristiche di primissimo piano destinata a far parlare di sé.

È stata recentemente presentata a livello mondiale da LeCroy la nuova linea di oscilloscopi digitali e analizzatori di dati seriali WaveMaster – la serie 8 Zi – in grado di offrire una banda estesa fino a 30 GHz, una frequenza di campionamento fino a 80 GS/s, 512 Mpts di memoria e la capacita di trigger su fronti di segnali oltre i 15 GHz. Questi dati consentono a LeCroy di riguadagnare la posizione di leader prestazionale assoluto in termini di banda massima. LeCroy inoltre dichiara che la nuova architettura X-Stream II progettata per la più veloce risposta ai comandi dell’utilizzatore e l’uso di memoria estesa, offre una velocissima elaborazione dati anche quando l’oscilloscopio sta analizzando otto forme d’onda a 256 Mpts. Questa architettura utilizza segmenti della forma d’onda di lunghezza variabile per interfacciare in modo più efficiente la memoria cache delle Cpu, consentendo così una velocità di elaborazione da 10 a 20 volte maggiore rispetto ad altri oscilloscopi ed eliminando in questo modo il compromesso tra lunghezza della memoria e tempi di elaborazione. L’architettura proprietaria di WaveMaster 8 Zi è inoltre confortata da un processore IntelCore2 Quad, un bus interno di trasporto dei dati molto veloce, un sistema operativo a 64 bit e una Ram di 8 GB.

Real time e banda elevata
L’eccezionale prontezza di risposta ai comandi dell’utilizzatore, un tempo di analisi più veloce di un fattore 10-100 rispetto a quanto possibile fino ad ora, un ampio schermo touch screen ad alta definizione da 15,3” (in formato 16:9 e con una superficie complessiva superiore del 50% rispetto agli schermi da 12,1”), la disponibilità di funzioni per aumentare la accuratezza (Signal Integrity) comprese nella soluzione Eye Doctor, e la contemporanea presenza di ingressi a 50 Ω ed 1 MΩ per ogni canale, fanno pensare che la serie WaveMaster 8 Zi sia la piattaforma più potente e versatile disponibile oggi sul mercato. Anche in questa nuova serie WaveMaster 8 Zi sono comprese funzionalità già annunciate per le serie 7 Zi quali TriggerScan per la cattura di eventi sporadici e rari, il pannello frontale rimuovibile, il secondo schermo integrabile e l’interfaccia Lsib per di trasferimento dei dati (fino a 250 Mpts/s – che LeCroy afferma essere 25 a 50 volte più veloce rispetto a rispetto a qualsiasi altra interfaccia disponibile). La combinazione delle prestazioni per quel che riguarda velocità e precisione nella misura con le straordinarie capacità di analisi consente agli ingegneri una comprensione profonda, una messa a punto veloce e la validazione efficiente ed accurata del proprio progetto.
Altra caratteristica peculiare della nuova serie di oscilloscopi di alta fascia è che LeCroy ha realizzato la serie 8 Zi su una piattaforma unica in grado di supportare gli 8 modelli che sono disponibili con banda da 4 GHz fino a 30 GHz. Questo offre agli utenti la possibilità di gestire l’investimento iniziale in modo progressivo rispetto alle sue esigenze di progetto correnti e di rimanere al passo con le emergenti tecnologie ad alta velocità ed i nuovi standard per dati seriali acquistando gli incrementi necessari di banda via via che questi si rendano necessari. La prospettiva è attraente in considerazione della possibilità di raggungere la banda di 30 GHz in maniera progressiva, evitando imponenti spese iniziali o continue sostituzioni degli strumenti in laboratorio. Per quanto riguarda la frequenza di campionamento LeCroy dichiara uno standard di 80 GS/s per bande da 20 GHz a 30 GHz (40 GS/s su 4 canali a banda ridotta ). Per le bande da 4 GHz a 16 GHz invece il dato è di 40 GS/s su 4 canali con la possibilità opzionale di aumentarla a 80 GS/s su 2 canali. La profondità di memoria standard fornita è di 10 Mpts/canale e sono disponibili opzioni fino a 256 Mpts/canale e a 512 Mpts/canale quando la frequenza di campionamento e di 80 GS/s. LeCroy inoltre suggerisce che non vi sono limitazioni per l’analisi dei dati che può essere fatta sulla intera memoria disponibile.
Per chi invece necessitasse applicazioni dati seriali, LeCroy ha lanciato otto nuovi modelli di analizzatori di dati seriali disponibili con la stessa banda da 4 GHz fino a 30 GHz, la medesima frequenza di campionamento e la stessa profondità di memoria (ma avendo 20 Mpts/canale come standard) ed con incluse le complete funzionalità di analisi comprese in Sda II di LeCroy ed un trigger seriale fino a 3,125 Gb/s. Ciò consente a chi ne avesse bisogno di indirizzare in modo unico e mai precedentemente visto standard emergenti quali il PCIe 3.0 e lo Usb 3.0.
Seguendo la filosofia recentemente adottata e proposta da LeCroy gli analizzatori di dati seriali Sda 8 Zi si basano sulla stessa piattaforma degli oscilloscopi WaveMaster 8 Zi e sono equipaggiati con una memoria standard doppia (20 Mpts/canale anziché 10 Mpts/canale) in modo da rappresentare più unità di intervallo nel diagramma ad occhio. Per completezza è incluso anche un trigger per pattern seriali ad alta velocità capace di operare su parole fino a 80 bit e con velocità fino a 3,125 Gb/s.

Miglioramenti significativi
Nelle recenti presentazioni alla stampa e agli addetti ai lavori LeCroy ha annunciato che le funzionalità SdaII migliorano significativamente la accuratezza della misura del jitter e, adottando modelli più avanzati di tutte le componenti del jitter, rendono le misure più ripetibili, più complete e veloci che mai. L’analisi di diagramma ad occhio è secondo LeCroy 100 volte più veloce rispetto ai propri concorrenti, per esempio 1 milione di intervalli di unità Pci Express possono essere acquisiti, analizzati e visualizzati in soli 3 secondi. Sda 8 Zi inoltre offre altre funzioni innovative, quali IsoBER, che identifica linee a tasso di errore constante, o la localizzazione nel flusso seriale in caso di violazione della maschera (Mask Violator Locator) che consentono di affrontare ogni grado di complessità del progetto pur restando nell’ambito della semplicità operativa tipica degli strumenti LeCroy. Un’altra capacità interessante e nuova è la possibilità di rimuovere in modo semplice dalla misura del dispositivo la distorsione dovuta al cavo di interconnessione (Cable De-embedding) che consente di migliorare in modo significativo la accuratezza delle misure di tempo e di ampiezza per i segnali ad alta velocità. Con i nuovi analizzatori Sda 8 Zi è possibile visualizzare simultaneamente il diagramma ad occhio e l’analisi completa del jitter includendo grafici nel tempo e nella frequenza, istogrammi e analisi statistiche di tutte le componenti del jitter. Lo schermo standard da 15,3” offre il 50% di superficie in più per l’acquisizione e l’analisi rispetto agli schermi da 12,4” e con l’aggiunta del secondo display integrato, disponibile in opzione, l’area di visualizzazione risulta tripla. Il secondo schermo integrato è identico quello principale (è anche questo un touch screen) e si installa esattamente allineato sopra di esso, così che l’utente può suddividere la griglia dell’oscilloscopio tra i due schermi. Per quanto riguarda le necessità del test di conformità, LeCroy da tempo rende disponibile la soluzione QualiPHY che consente di automatizzare tutte le misure richieste e di certificare molti importanti standard quali Pcie, Sas, Sata, Hdmi, DisplayPort, and Xaui.

Eye Doctor per la Signal Integrity
Per collaudare le sempre più veloci tecnologie emergenti negli ambiti di misura più complessi sono necessari oscilloscopi con bande fino a 30 GHz. Se le sfide poste per tempi di salita di 50 ps o frequenza di cifra minore di 2,5 Gb/s non sono troppo impegnative, queste diventano difficili quando i tempi di salita sono inferiori ai 25 ps o quando la frequenza di cifra supera i 5 Gb/s. A queste velocità i progettisti si trovano ad affrontare problemi di integrità del segnale che un tempo interessavano solo il dominio delle frequenze a microonde quali le imperfezioni delle schede di test e delle connessioni. Inoltre i progettisti impegnati nello sviluppo degli standard di dati seriali di futura generazione si devono confrontare con segnali più veloci e complessi mentre le caratteristiche del canale seriale (connessioni, linee a di trasmissione e backplanes) non sono migliorate in modo uguale, creando un peggioramento del segnale trasmesso sul canale stesso. Per ultimo, il ricevitore è specificamente progettato per compensare la degradazione del segnale mediante equalizzazione, e dunque i progettisti non hanno modo di caratterizzare le prestazioni dei loro progetto se non in possesso di soluzioni specifiche. Come soluzione a tutti questi problemi LeCroy propone sulla serie WaveMaster 8 Zi e Sda 8 Zi una versione migliorata della suite per l’integrità di segnale Eye Doctor che consente il de-embedding delle schede usate per il test e dei cavi di interconnessione, la modellizzazione della pre-enfasi e della de-enfasi , l’emulazione del canale seriale e della equalizzazione del ricevitore. Con Sda 8 Zi è ora possibile, usando l’oscilloscopio e su acquisizioni fino a 256 Mpts, compensare o emulare gli effetti del canale o dell’equalizzazione al ricevitore, e quindi misurare segnali con la stessa accuratezza in qualunque punto del circuito e in qualsiasi condizione di test. Con il lancio della serie WaveMaster 8 Zi Eye Doctor è stato come detto migliorato e reso più accessibile e facile da usare con un significativo aumento dell’intuitività del suo uso, anche nei casi più complessi. Per quanto riguarda la profondità di analisi la nuova serie WaveMaster 8 Zi offre ancor più potenzialità di analisi con funzioni matematiche, grafici nel dominio del tempo e della frequenza, analisi statistiche, test sulle maschere assieme a nuovi metodi di operare che consentono di ottenere risposte in modo ancora più veloce. L’opzione WMZi-Spectrum, recentemente introdotta, consente analisi nel dominio della frequenza quali la densità spettrale di potenza, emulando esattamente la funzione di un analizzatore di spettro. Una tabella visualizza i valori di frequenza ed ampiezza dei picchi in frequenza e i valori dei parametri di lettura sono i più accurati e sono acquisiti più velocemente (750.000 misure al secondo) rispetto a qualsiasi oscilloscopio, dichiara LeCroy. È possibile sommare o sottrarre, moltiplicare o dividere una qualsiasi coppia di parametri standard o personalizzati e si possono concatenare fino a 8 funzioni o operazioni matematiche. Gli strumenti LeCroy consentono di integrare programmi di terze parti nel flusso di elaborazione dell’oscilloscopio permettendo di sviluppare un nuovo algoritmo matematico o di misurazione e di impiegarlo direttamente nell’oscilloscopio mostrando i risultati in tempo reale.

I trigger sempre più intelligenti
Gli Smart trigger, già introdotti di recente sulla serie WavePro 7 Zi, sono stati ulteriormente migliorati in questa nuova serie di fascia alta ed ora consentono di organizzare i trigger Smart e quelli Edge fino a tre sequenze in cascata in modo da ridurre i tempi di verifica dei problemi sui circuiti e sui bus. Ad esempio un utente può impostare una “cascata” per armare il trigger quando viene rilevato uno specifico Glitch per poi eseguire il trigger quando uno specifico fronte Slew Rate viene rilevato, oppure utilizzare lo Slew Rate rilevato per ulteriormente definire una specifica ed eseguire il trigger in un terzo evento di Edge. La capacità di eseguire trigger su Glitch molto veloci (200ps) assieme ad una selezione di 12 tipologie di Smart trigger, di trigger ad esclusione e la possibilità di collegare condizioni di ricerca WaveScan alla sequenza di trigger, rendono il WaveMaster 8 Zi un potente strumento per isolare eventi rari. Le capacità quì descritte sono standard nella nuova serie WaveMaster 8 Zi secondo quanto comunicato da LeCroy. Sempre nell’ambito dei trigger la tecnologia TriggerScan presente nei nuovi WaveMaster 8 Zi ed Sda 8 Zi consente la cattura veloce delle anomalie e di eventi rari del segnale in ingresso all’oscilloscopio. Infatti TriggerScan, come evidenziato nei datasheet ufficiali di LeCroy, comprende un hardware ad alta velocità dedicato ad individuare comportamenti anomali del segnale per poi visualizzarli e consentire ulteriori analisi relative a glitch, runt o a ogni anomalia nel dominio del tempo.
La funzione “trainer” individua in modo automatico il comportamento ottimale del segnale e quindi definisce una ampia gamma di impostazioni del trigger per la ricerca di eventi rari che consentono di scoprire comportamenti anomali del segnale. In questo modo TriggerScan individua solo le anomalie e dà risultati in pochi minuti anziché ore come in passato.

Flessibilità e funzionalità esaustive
Analogamente alla serie WavePro 7 Zi di recente introduzione, la serie WaveMaster 8 Zi è dotata sia degli ingressi a 1 MΩ per uso generico che degli ingressi a 50 Ω per i segnali ad alta velocità. Questo, unita alla frequenza di campionameto di 40 GS/s su tutti e 4 i canali ed agli 80 GS/s interallaciati (opzionali su alcuni modelli), alla lunga memoria di acquisizione (10 Mpts/canale standard e fino a 256 Mpts interallaciata a 80 Gs/s) e alla vasta gamma di sonde, opzioni ed accessori, rendono la serie WaveMaster 8 Zi estremamente completa. Il Wavemaster 8 Zi dispone di potenti funzioni di trigger, infatti oltre al trigger Edge superiore a 15 GHz, offre la possibilità di creare “cascate” di trigger, 12 diversi Smart trigger in dotazione, trigger su impulsi e Glitch inferiori ai 200 ps, trigger ad esclusione, trigger seriali su pattern ad alta velocità a 80 bit fino a 3,125 Gb/s ed a bassa velocità. Gli ingressi duplici inoltre consentono l’uso della più ampia varietà di sonde rispetto ad altri oscilloscopi, senza richiedere l’uso di adattatori o alimentatori esterni. L’opzione per segnali misti, disponibile nel listino LeCroy con 4 canali analogici più 36 canali digitali, fanno della serie WaveMaster 8 Zi l’oscilloscopio per segnali misti con la più alta frequenza disponibile al mondo attualmente. Infine è necessario considerare che le funzioni speciali TriggerScan e WaveScan che consentono di localizzare rapidamente gli eventi rari e metterli in relazione con le cause del problema, riducendo il tempo necessario a collaudare un nuovo progetto. È interessante ricordare che tutte le funzioni LeCroy possono essere rese accessibili sul secondo schermo integrato che espande lo spazio di lavoro e l’efficacia dell’oscilloscopio.

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