二次テクニカル指標の応用におけるオシロスコープはどのような役割を果たすのか
帯域幅の定義
帯域幅の指標は確かに重要です。高速シリアル バス アーキテクチャの限界を常に押し広げている設計者にとって、オシロスコープを購入する際の考慮事項のリストの最上位には、常に帯域幅があります。
ただし、帯域幅自体は、機器の周波数応答 (正弦波が -3 dB ロールオフする周波数) を表す 1 つの指標にすぎません。同じ帯域幅定格を持つ 2 つのオシロスコープは、立ち上がり時間が大きく異なり、複雑な波形に対する応答もまったく異なる場合があります。購入者の意思決定を容易にするために、これらの指標や機能の一部を慎重に調整する必要はないでしょうか。
この質問に答えるには 2 つの方法があります。1 つはオシロスコープの実際の立ち上がり時間のパフォーマンスであり、もう 1 つはデジタル信号処理 (DSP) モードでの機器の動作です。
アナログの立ち上がり時間は、オシロスコープの帯域幅の関数です。教科書的な公式を使用して、帯域幅から立ち上がり時間を単純に計算しようとします。この公式は、公開されている立ち上がり時間メトリックの基礎となっています。ゲストが観察した立ち上がり時間は、DSP 拡張機能の有無にかかわらず、測定のより優れた基礎となります。エンジニアは誰でも、立ち上がり時間応答の重要性を理解しています。測定された立ち上がり時間と計算された立ち上がり時間の違いを測定することは、何が言われているかを理解することです。
オシロスコープのトリガーと信号の複雑さ
「高速測定」という用語には、ナノ秒未満のエッジや高速クロック レートなど、さまざまな意味があります。これらの高速測定は多くの場合、非常に複雑な測定であることが見落とされることがあります。データ ストリーム内のコードをキャプチャするには、判断、運、推定、推測、またはトリガー機能の適切な選択が必要です。
オシロスコープのトリガーは、機器を使用して何をキャプチャ、表示、測定できるかを決定します。これは、帯域幅やサンプリング レートと同じくらい重要な機能です。トリガー システムには、独自の異なる仕様セットがあります。トリガー パスは、通常、メインの入力信号パスの支流であり、感度、ジッターなど、多くの同じ環境特性を反映する必要があります。トリガーのパフォーマンスのもう 1 つの指標は、トリガー タイプの範囲、つまりトリガーが発生したときに定義できる条件です。
関連する「二次」指標
これまで説明してきた技術的な指標は、通常、帯域幅やサンプリング レートなどの主要な指標の二次的なものでした。しかし、実際には、オシロスコープの評価プロセスにおいて二次的な問題と見なされることが多い他の多くのパラメータがあり、厳しいエンジニアリング スケジュールを促進または妨げる可能性があります。
多くのシリアル規格では、組み込みクロック リカバリがオシロスコープのアイ ダイアグラム解析の基礎となっており、クロック/データ リカバリ (図 3 に示す CDR) などの測定もサポートしています。組み込みクロック信号を扱う設計者は、主要な指標を超えて、オシロスコープでクロック リカバリをより高速、簡単、柔軟、かつ繰り返し可能にする方法を検討する必要があります。
アプリケーション要件は常に選択の方向性を導きます。オシロスコープはオーバーホールや適合測定に使用できますか? どのようなクロック回復メカニズムが利用できますか? オシロスコープはリアルタイムでクロックを回復し、動的なアイ ダイアグラム機能を表示できますか?
ほとんどのハイエンド オシロスコープは、ソフトウェア ベースのクロック リカバリまたはハードウェア ベースのクロック リカバリという 2 つのクロック リカバリ方法のいずれかを提供します。ソフトウェア クロック リカバリは、保存された取得データから生成されます。TDSRT-Eye 自動適合性テストおよび分析ソフトウェアなどの手順を使用した適合性テストでは、ソフトウェア アプローチが最適なツールとして認識されています。
リアルタイム視力検査表取得に位相ロック ループ (PLL) ベースのクロック リカバリを使用することもできますが、ここでも、メトリックを慎重に検討する必要があります。PLL (ソフトウェア リカバリまたはハードウェア リカバリのいずれか) は、現在のシリアル標準で進化するクロック周波数に適応できるでしょうか。適応できるものもあれば、適応できないものもあるため、その違いを理解することが重要です。
