Modulares Oszilloskop System mit bis zu 45 GHz Bandbreite und 20 Kanälen

12. Mai 2011 – LeCroy stellt mit dem LabMaster 9 Zi-A ein modulares Oszilloskop-System vor, das über eine höhere Bandbreite (45 GHz), schnellere Abtastrate (120 GS/s) und mehr Kanäle (bis 20) als irgendein anderes Oszilloskop auf dem Markt verfügt. Die Systemarchitektur des LabMaster 9 Zi-A trennt die Signalerfassungseinheit des Oszilloskops vom Display sowie den Steuerungs- und Signalverarbeitungsfunktionen.

Das LabMaster 9 Zi-A “Master” Erfassungsmodul beinhaltet das Display, die Steuerung und ein Erfassungsmodul in einem Gerät. Zusätzliche “Slave” Module enthalten weitere Erfassungssysteme. Eine leistungsstarke CPU der Server-Klasse sitzt in einem dritten Modul und bietet die entsprechende Rechenleistung für die enormen Datenmengen des LabMaster 9 Zi-A. Die patentiere ChannelSync Technik ermöglicht die perfekte Synchronisation des LabMaster

Der flexible Aufbau des LabMaster 9 Zi-A ermöglicht jedoch auch die Konfigurierung eines LabMaster 9 Zi-A Systems als traditionelles Tischgerät mit hohem wirtschaftlichen Wert.

Das modulare Design des LabMaster 9 Zi-A’s ermöglicht ein leichtes Aufrüsten sowohl in Hinblick auf die Bandbreite als auch auf die Anzahl der Kanäle. Der Anwender kann mit einer minimalen Konfiguration beginnen und dann nach und nach weitere Module ergänzen, wobei auch Module mit unterschiedlicher Bandbreite problemlos kombiniert werden können. Die Plattform erlaubt es, zukünftige Module mit noch höherer Bandbreite zu integrieren. LeCroy plant noch für dieses Jahr weitere LabMaster 9 Zi-A Erfassungsmodule mit der höchsten Bandbreite der Welt.

Die LabMaster 9 Zi-A Oszilloskope unterstützen die Entwicklung von modernsten Technologien für die schnelle Datenübertragung und -kommunikation wie 28-32 Gb/s SERDES, mehrspurige serielle Daten (40/100 GbE, PCIe Gen3) und Übertragungssysteme mit optischer kohärenter Modulation. Diese Technologien sind notwendig, um den ständig wachsenden Anforderungen von Daten-Netzwerken durch Cloud Computing, mobile Computer und Videostreams gerecht zu werden. LabMaster 9 Zi-A ist auch ideal für den Einsatz bei militärischen Anwendungen sowie in der Luft- und Raumfahrt, wo eine Vielzahl an Kanälen und höchste Bandbreiten erforderlich sind.

Modular, erweiterbar, flexibel

Das LabMaster 9 Zi-A Oszilloskop-System besteht aus “Master” und “Slave” Erfassungsmodulen und einer CPU, die im “Master” Modul integriert ist. Jedes “Master” oder “Slave” Modul ist erhältlich mit Bandbreiten von 13, 16, 20, 30 und 45 GHz. Der Erfassungs- und Analysespeicher beträgt bis 256 Mpts/Kanal bis 20 GHz, 512 Mpts/Kanal bei 30 GHz und sogar 768 Mpts/Kanal bei 45 GHz. Bis zu vier “Slaves” können an ein “Master” Modul angeschlossen werden, was in der maximalen Konfiguration 20 Kanälen mit 20 GHz, 10 Kanälen mit 30 GHz und 5 Kanälen mit 45 GHz entspricht. Die “Slave” Module sind preislich sehr attraktiv, um die zusätzlichen Kosten für weitere Kanäle zu minimieren. Da die zu messenden Signale über Kabel in das Oszilloskop gelangen, statt Tastköpfe oder einen differenziellen Verstärker einzusetzen, wird das Rauschen um 3dB oder mehr reduziert und damit das Vertrauen in die Signalreinheit des Messsystems weiter erhöht.

Die Module mit hoher Bandbreite (45 und 30 GHz) beinhalten auch die Bandbreite, Abtastrate und Speicher der Module mit geringerer Bandbreite. Dadurch können mit dem gleichen LabMaster System beispielsweise Jitter-Analysen an wenigen Kanälen mit höchster Bandbreite durchgeführt werden oder aber Untersuchungen der Spurverschiebung von seriellen Daten an vielen Spuren gleichzeitig bei geringerer Bandbreite.

Der LabMaster setzt eine CPU der Server-Klasse ein mit Intel XeonTM X5660 Prozessoren (2,8 GHz pro Kern, sechs Kerne pro Prozessor, zwei Prozessoren pro CPU = 33,6 GHz effektive Taktgeschwindigkeit) mit 24 GB RAM (bis zu 192 GB optional). Zusammen mit der patentierten X-Stream II Streaming Architektur verarbeitet der LabMaster 9 Zi-A die immense Datenmengen mit enormer Geschwindigkeit und in kurzer Zeit.

Ein LabMaster System lässt sich schnell ein einfach aufbauen und ermöglicht Messungen ohne Kanal- und Bandbreitenbeschränkungen, wobei der Betrieb identisch mit dem eines normalen Oszilloskops ist. Alle Signale werden auf dem integrierten 15,3” Touchscreen Display angezeigt. Auch andere Displays mit bis zu 2560x1600 Pixel Auslösung können angeschlossen werden.

ChannelSync Architektur für optimal Synchronisation

ChannelSync im LabMaster 9 Zi-A ahmt die Architektur eines normalen Oszilloskops nach, obwohl dabei 20 Kanäle dabei synchronisiert werden. Ein einfaches 10 GHz Taktsignal wird im “Master” Modul generiert und an bis zu vier “Slave” Module verteilt. Die 10 GHz Taktfrequenz – 1.000mal schneller als eine gängige 10 MHz Referenz-Taktung wie sie meistens zur Synchronisierung von Messgeräten eingesetzt wird – stellt eine höchstmögliche Zeitbasisgenauigkeit sicher und ermöglicht eine hochpräzise Synchronisation der Erfassungsmodule. Das Resultat ist ein extrem niedriger 275fsrms Jitter zwischen den Kanälen. „Slave” Module werden automatisch vom “Master” erkannt und eine Software korrigiert die statische Erfassungsverzögerung zwischen den Erfassungsmodulen. Im Ergebnis arbeiten bis zu 20 Kanäle mit höchster Bandbreite wie in einem normalen Laborgerät.

Verlässliche Erfassungsmodule

Der LabMaster 9 Zi-A basiert auf den Erfassungs- und Analyseeigenschaften der WaveMaster 8 Zi-A Oszilloskope. Bewährte SiGe Bauteile stellen ein Höchstmaß an Leistungsfähigkeit sicher. Die Digital Bandwidth Interleaving (DBI) Technik erlaubt eine einfache Aufrüstbarkeit und Bandbreiten, wie sie sonst nicht im Markt erhältlich sind. Die Signalreinheit ist dabei exzellent, mit außergewöhnlichen niedrigen Anstiegszeiten und Step Response sowie geringem Jitter Grundrauschen. Eine hohe Anzahl an effektiven Bits (ENOB) über den gesamten Frequenzbereich, besonders im wichtigen mittleren Bereich, ermöglichen eine nahezu rauschfreie Darstellung der Signale. Fast alle Software- und Hardware-Optionen der WaveMaster 8 Zi-A Serie sind auch für den LabMaster 9 Zi-A erhältlich.

LabMaster 9 Zi-A ermöglicht High-Speed (28+ Gb/s) SERDES Entwicklung

Die Entwicklung und Charakterisierung von High-Speed SERDES dient dazu, höhere Übertragungsraten in den Bereichen Datacom und Telecom zu erreichen. Traditionelle Echtzeit Oszilloskope sind derzeit bei rund 30 GHz auf zwei Kanälen begrenzt, während Sampling Oszilloskope zwar über die notwendige Bandbreite verfügen, jedoch nicht die Analyseeigenschaften und Flexibilität bieten, um die Ursachen von Jitter-Bestandteilen zu verstehen.

Für diese Anwendung kann der LabMaster 9 Zi-A als System konfiguriert werden mit 2x 45 GHz für differentielle Signaltests. Darüber hinaus bietet die Konfiguration auch 4x 30 GHz oder 8x 20 GHz für Tests und Fehlersuche an mehreren Spuren bei niedrigerer Bandbreite.

Optische 28+ GBaud kohärente Modulationsanalyse mit 4 Kanälen bis 45 GHz

Die Anforderungen von Cloud Computing beschleunigen die Entwicklung von 28 GBaud (112 Gb/s) DP-QPSK kohärenten Modulationssystemen, während gleichzeitig schon an noch schnelleren Geschwindigkeiten geforscht wird. Für 28 GBaud Tests ist der WaveMaster 820Zi-A eine gute Lösung mit 4x 20 GHz Bandbreite. Der LabMaster 9 Zi-A kann jedoch als 4x 30 GHz System eingesetzt werden, was den Entwicklern mehr Spielraum bei der Bandbreite lässt, ohne dabei auf Kanäle zu verzichten. Für Geschwindigkeiten >28 GBaud kann der LabMaster

9 Zi-A als 4x 45 GHz System konfiguriert werden, um bei der Forschung und Entwicklung auf die derzeit höchst mögliche Geschwindigkeit zurückzugreifen. Solche LeCroy 45 GHz Systems werden bereits für die Entwicklung von 80 GBaud DP-QPSK eingesetzt.

Umfangreiche Tests für mehrspurige serielle Daten

Mit immer schnelleren seriellen Datenraten wurden die seriellen Daten quasi “parallel” durch den Einsatz von mehrspurigen Systemen zur Erreichung der entsprechenden Übertragungsraten. 40/100 GbE mit mehr als 10 Spuren mit je 10 Gb/s, 100 GbE mit 4 Spuren mit je 28 Gb/s each und PCI Express mit bis zu 16 Spuren mit je 8 Gb/s und alle als differentielle Signale sind gute Beispiele für Einsatzbereiche des LabMasters in diesem Bereich.

Der LabMaster 9 Zi-A kann hierfür als 20x 20 GHz System komfiguriert werden, oder als 10x 30 GHz System. Dies ist ideal für Analysen des Übersprechverhaltens oder bei Messungen der Spurverschiebungen.

Produktübersicht und Preise

13 GHz LabMaster 913MZi-A      €118.935           LabMaster 913SZi-A       € 51.980

16 GHz LabMaster 916MZi-A       €134.795           LabMaster 916SZi-A       € 63.435

20 GHz LabMaster 920MZi-A       €163.870           LabMaster 920SZi-A       € 85.460

30 GHz LabMaster 930MZi-A       €229.000           LabMaster 930SZi-A       €143.600

45 GHz LabMaster 945MZi-A       €271.350           LabMaster 945SZi-A       €158.580