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Brian Reich di TektronixBrian Reich, che ricopre il ruolo di General Manager Scopes Channel Team in Tektronix, spiega quali sono i requisiti richiesti oggi agli oscilloscopi di fascia alta per aiutare i progettisti a risolvere le sfide nel campo delle applicazioni più avanzate dell’elettronica.

Brian ha maturato 19 anni di esperienza in Tektronix seguendo in prima persona l’evoluzione tecnica e applicativa degli oscilloscopi.

Quali sono le esigenze emergenti nel settore degli oscilloscopi ad altissime prestazioni?

Nel mercato degli oscilloscopi di fascia alta osserviamo tre tendenze applicative, che a loro volta stimolano lo sviluppo di soluzioni di misura di nuova generazione:

  1. Sistemi di comunicazione ad altissima velocità: la crescita esponenziale di internet ha di fatto esaurito l’abbondanza di infrastrutture derivata dagli investimenti effettuati durante la “bolla tecnologica” di inizio secolo. Ora la banda è di nuova scarsa poiché si è avuta un’esplosione della fruizione di contenuti video. Di conseguenza, tutti gli operatori hanno bisogno di sfruttare di più le loro fibre introducendo apparati di comunicazione elettro-ottici di velocità più elevata. La soluzione più promettente è l’uso di modulazioni complesse multidimensionali anche sulla fibra ottica, come da decenni avviene nei sistemi a radiofrequenza.
  2. Comunicazioni wireless a banda larga: smartphone e tavolette hanno dato il via all’attesa rivoluzione della connettività wireless. La sfida in questo campo è di estrarre il sempre maggior numero di bit/Hz da uno spettro radioelettrico che per sua natura fisica è di dimensioni finite. Di conseguenze, le tecniche di modulazione e di codifica sono sempre più sofisticate e richiedono di ridurre al minimo le tolleranze di progetto e le incertezze di misura
  3. Bus seriali ad altissima velocità: il settore informatico e delle telecomunicazioni sta migrando all’utilizzo di bus seriali veloci di terza generazione capaci di trasferire dati a 5/10 Gb/s. Per raggiungere tali velocità è pero necessario adottare schemi di equalizzazione complessi nel trasmettitore e nel ricevitore, che di fatto rendono impossibile allo strumento di misura il segnale di interesse del progettista, che va quindi stimato simulando nello strumento il comportamento dei ricevitori reali.

Quali sono i parametri di qualità più importanti in un oscilloscopio ad alte prestazioni?

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Non esiste un indicatore unico. E’ vero che spesso si citano la larghezza di banda massima analogica del circuito di ingresso o la frequenza di campionamento come parametri qualificanti delle prestazioni di un oscilloscopio, ma in realtà la “qualità”, che serve al progettista per riuscire a vedere in modo realistico i segnali di suo interesse è determinata da altri fattori altrettanto importanti, come il jitter, l’ENOB, la sensibilità e l’accuratezza.

E’ la combinazione bilanciata di questi fattori che rende uno strumento più prestante di un altro. Per tutti noi costruttori non sarebbe difficile aumentare a dismisura la larghezza di banda, ma sacrificare le prestazioni di rumore, e viceversa. Quello che è importante è invece raggiungere il meglio dei vari parametri che influenzano le prestazioni complessive, ma in modo equilibrato.

Ed è proprio quello che in Tektronix siamo convinti di essere riuscita a fare con i nostri nuovi oscilloscopi più potenti, la famiglia DPO/DSA70000D.

Quali tecnologie innovative avete utilizzato per realizzare i vostri oscilloscopi di ultima generazione?

Nella famiglia DPO/DSA70000D abbiamo utilizzato per la prima volta un modulo multi chip realizzato sfruttando i processi produttivi avanzati in silicio germanio 8HP di IBM, ma non solo.

Modulo multi-chip in SiGeLa nuova generazione del processo di IBM ci ha permesso di raddoppiare la velocità di trattamento del segnale gestendo due canali a 33 GHz e 100 Gs/s affiancando nello stesso modulo tre chip: il preamplificatore dello stadio analogico di ingresso, il circuito sample and hold e il convertitore A/D. Lo stretto accoppiamento tra i tre consente di ottenere minori perdite e introdurre meno rumore.

Inoltre, il modulo viene collegato direttamente alla scheda senza saldature e il percorso critico del segnale dal connettore di ingresso allo stadio di ingresso avviene senza mai attraversare il PCB, allo scopo di non deformare il segnale e non introdurre ulteriore rumore e garantire la massima integrità del segnale possibile.

Infine, anche nelle tecnologie di elaborazione e del software continuano gli investimenti, sia in modo diretto, sia tramite acquisizioni mirate, come quella recente di Optametra, che ci consente di soddisfare ancora meglio le esigenze dei progettisti di sistemi di comunicazione ottica ad altissima velocità che necessitano di analizzare con l’oscilloscopio i segnali ottici trasmessi con sistemi di modulazione complessi.

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