Una sonda per amico

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Cosa succede quando si ha a che fare con progetti in cui i segnali di clock arrivano, o addirittura superano, la barriera del GHz? É presto, detto, i tempi di salita dei fronti scendono anche al sotto i 100 ps e a quel punto diventa difficile verificare il proprio progetto senza ricorrere a strumenti di misura che siano il meglio di quanto la tecnologia oggi possa offrire. A velocità così alte, però, lo strumento di misura non è tutto, in quanto le prestazioni anche del miglior strumento rischiano di venir vanificate dalla difficoltà di eseguire il contatto tra ingresso dello strumento e punto di misura. Se, per esempio, si utilizza uno strumento con banda passante di 5 GHz, ma per eseguire il contatto su una scheda il meglio che si riesce a ottenere è usare una sonda attiva da 3,5 GHz, in sostanza non si riesce a eseguire la misura con la precisione che ci si aspetta. In altre parole, si stanno sprecando gli investimenti fatti in uno strumento tecnicamente ottimo, ma che non riesce a lavorare al meglio a causa della perdita di integrità del segnale nel suo cammino dal prelievo nel punto di misura all’ingresso dello strumento. Questa è una delle ragioni che ha spinto Agilent Technologies a sviluppare una tecnologia di realizzazione delle sonde attive completamente nuova, e che è diventata parte integrante della nuova linea di oscilloscopi di fascia alta presentata questo mese all’Electronica di Monaco e che verrà mostrata in anteprima al pubblico italiano in occasione del BIAS. Si tratta di una gamma di strumenti e di sonde con banda passante di sistema di 4 o 6 GHz che risulteranno particolarmente interessanti per tutti quei progettisti impegnati nello sviluppo di sistemi funzionanti con velocità di clock superiori a 200 MHz e con tempi di salita inferiori al nanosecondo. Di particolare rilevanza la nuova struttura delle sonde attive della serie InfiniiMax, che risolvono uno dei problemi principali che i progettisti di sistemi veloci devono affrontare. Di fatto, con le soluzioni tradizionali oggi sul mercato, uno strumento di fascia alta riesce a garantire la propria larghezza di banda specificata solo utilizzando fixture speciali che devono essere progettate nel sistema sotto esame. In molti casi è inverosimile aspettarsi che i progettisti conoscano in anticipo tutti i punti in cui dovranno effettuare le misure e che, quindi, possano includere i connettori per sonde di dimensioni adatte in ogni punto. Inoltre, gli accessori forniti con le sonde sono spesso difficili da utilizzare e possono limitare la larghezza di banda complessiva raggiungibile o causare distorsione supplementare a causa dell’induttanza o della capacità parassita delle connessioni.

Le novità tecnologiche

I nuovi oscilloscopi Infinium 54855A e 54854A presentati da Agilent Technologies hanno una banda passante ri-spettivamente di 6 GHz e 4 GHz e sono caratterizzati da alcune caratteristiche particolarmente innovative, oltre a possedere tutte le funzionalità classiche tipiche degli oscilloscopi digitali di fascia alta. Rispetto al tradizionale profilo gaussiano caratteristico degli oscilloscopi digitali, i nuovi prodotti di Agilent offrono una risposta in frequenza di tipo piatto o “a muro”. Tale profilo della risposta in frequenza consente di eseguire misure del tempo di salita più precise e riduce gli errori di equivocazione delle frequenze (aliasing) tipiche del campionamento mediante l’attenuazione di un numero maggiore di componenti delle frequenze superiori a quelle di Nyquist. Questo tipo di comportamento in frequenza aiuta a ridurre l’oscillazione della forma d’onda sul display e migliora la ripetibilità della misura. Un’altra particolarità al momento ineguagliata sul mercato è la frequenza di campionamento a 20 Gs/s, che è disponibile simultaneamente su tutti e quattro i canali di ingresso, e non solo su alcuni. La disponibilità della massima frequenza di campionamento su tutti i canali consente di catturare quattro segnali a larghezza di banda completa in tempo reale a partire da un unico evento di trigger. Per quanto riguarda la profondità di memoria, i due nuovi modelli di oscilloscopi offrono fino a 1 M per canale, il che equivale alla disponibilità di una finestra di cattura di 50 µs per canale alla frequenza di campionamento massima di 20 Gs/s. Per poter affrontare anche situazioni di misura particolari che richiedono finestre di cattura più lunghe, come per esempio il test di una scheda durante le fasi di avvio, i nuovi oscilloscopi danno la possibilità di utilizzare fino a 32 MB di memoria per canale a frequenze di campionamento di 2 Gs/s e inferiori, il che permette di creare una finestra di cattura di 16 ms per segnali fino a 500 MHz.

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