Hướng dẫn ứng dụng Keysight 81134A: 4 quy trình đo mạch số 3,35 GHz

Keysight 81134A là máy phát xung và pattern hai kênh, chạy từ 15 MHz tới 3,35 GHz, với sườn xung dưới 60 ps. Trên bàn đo, nó không chỉ là “nguồn xung nhanh”: hai kênh độc lập, bộ nhớ pattern 12 Mbit mỗi kênh, PRBS phần cứng và ngõ vào điều khiển trễ để chèn jitter có kiểm soát biến 81134A thành một bộ kích thích cho mạch số tốc độ cao. Bài này đi qua bốn quy trình đo cụ thể, từ nối dây, đặt mức logic đến đọc kết quả. Mọi con số đều lấy từ data sheet 5988-5549 và trang sản phẩm của Keysight.

Keysight 81134A làm được gì trên bàn đo?

Data sheet của Keysight mô tả chung hai model 81133A và 81134A. Khác biệt chính là số kênh: 81134A là bản hai kênh, nên có bốn đầu nối ra vi sai (hai cặp) và hai ngõ vào điều khiển trễ. Những năng lực còn lại dùng chung:

• Chu kỳ xung lập trình được từ 66,6 ns (15 MHz) đến 298,5 ps (3,35 GHz) trên mọi kênh.
• Thời gian chuyển mức dưới 60 ps, biên độ ra 50 mV đến 2 Vpp, ngõ ra vi sai.
• Pattern từ bộ nhớ 12 Mbit mỗi kênh hoặc PRBS phần cứng từ 2⁵−1 đến 2³¹−1, định dạng NRZ, RZ và R1.
• Mô phỏng jitter tới ±250 ps qua ngõ vào điều khiển trễ.
• Xung clock nội, clock ngoài hoặc khóa theo tham chiếu 10 MHz bên ngoài.
• Điều khiển từ xa qua GPIB, LAN và USB 2.0 ở mặt sau.

Về trạng thái sản phẩm: tại thời điểm viết bài, trang sản phẩm Keysight vẫn cho đặt mua, thuê và yêu cầu báo giá 81134A, không có thông báo ngừng sản xuất hay model thay thế. Bạn có thể xem cấu hình đang bán tại trang máy phát xung Keysight 81134A của Techmaster.

81134A thông số cần nắm trước khi nối dây

Ba nhóm thông số quyết định bạn sẽ cấu hình máy ra sao. Thứ nhất là dải tần: 81134A không đi xuống tần số thấp, cận dưới là 15 MHz, nên nếu cần xung chậm hay xung đơn lẻ vài kHz thì dòng 81150A/81160A phù hợp hơn. Thứ hai là mức ra: 50 mV đến 2 Vpp đủ phủ các họ logic vi sai như LVDS, CML hay ECL, nhưng không phải nguồn xung biên độ lớn. Thứ ba là cách tạo dữ liệu: PRBS phần cứng cho phép chạy chuỗi dài 2³¹−1 mà không tốn bộ nhớ, còn bộ nhớ 12 Mbit mỗi kênh dành cho pattern bạn tự định nghĩa.

Quy trình 1: kiểm thử bộ thu số bằng chuỗi PRBS

Đây là bài toán phổ biến nhất: bạn có một bộ thu (deserializer, FPGA transceiver, cổng vào ADC số) và cần biết nó có nhận đúng dữ liệu ở tốc độ mục tiêu hay không.

• Chọn tốc độ. Đặt tần số clock trong dải 15 MHz – 3,35 GHz. Nếu hệ thống của bạn có clock tham chiếu chung, đưa 10 MHz vào để 81134A khóa pha theo, tránh trôi tần giữa nguồn và DUT.
• Chọn chuỗi. Bắt đầu với PRBS ngắn (2⁷−1) để kiểm tra liên kết, rồi tăng dần lên 2²³−1 hoặc 2³¹−1 để tạo chuỗi bit dài liên tiếp, làm lộ lỗi phụ thuộc mẫu dữ liệu.
• Đặt mức. Đặt biên độ và mức offset theo chuẩn ngõ vào của DUT, giữ trong giới hạn 50 mV – 2 Vpp. Dùng cả hai nhánh vi sai, cáp cùng chiều dài để tránh lệch pha giữa P và N.
• Đồng bộ đo. Nối trigger output vào máy hiện sóng để xem biểu đồ mắt ngay tại chân DUT.
• Giảm biên độ dần. Hạ biên độ từng bước đến khi DUT bắt đầu lỗi.

Lưu ý: 81134A là nguồn kích thích, không có bộ đếm lỗi bit. Việc so dữ liệu nhận được phải do DUT tự kiểm (PRBS checker trong FPGA) hoặc một máy đo tỷ lệ lỗi bit đảm nhận. Nếu cần hệ đo BER trọn gói, tham khảo bài về máy đo tỷ lệ lỗi bit Keysight M8020A J-BERT.

Quy trình 2: tạo cặp clock và dữ liệu cho mạch đồng bộ

Lợi thế của bản hai kênh là bạn có clock và dữ liệu từ cùng một máy, cùng một nguồn thời gian. Cách làm:

• Đặt kênh 1 ở chế độ clock (chuỗi 1010 hoặc định dạng RZ), kênh 2 phát dữ liệu NRZ từ bộ nhớ pattern.
• Điều chỉnh độ trễ giữa hai kênh để dời sườn dữ liệu so với sườn clock. Quét độ trễ theo bước nhỏ, ghi lại vùng DUT chốt đúng dữ liệu: đó là cửa sổ setup/hold thực tế của mạch.
• Khi đổi tốc độ trong lúc chạy, dùng chế độ direct: data sheet cho biết máy đổi tần số không rớt xung trong phạm vi 1:2, hữu ích khi kiểm tra mạch PLL theo dõi tần số.

Quy trình 3: chèn jitter có kiểm soát để thử độ dung sai

Một bộ thu “đạt” với tín hiệu sạch chưa chắc đạt khi tín hiệu thật có jitter. 81134A có ngõ vào điều khiển trễ (delay control input) cho mỗi kênh: tín hiệu điều chế đưa vào đây sẽ dịch thời điểm sườn xung, tạo jitter tới ±250 ps.

• Nối một máy phát hàm (ví dụ dòng 33500B) vào delay control input của kênh dữ liệu.
• Bắt đầu với biên độ điều chế nhỏ, xác nhận trên máy hiện sóng rằng sườn xung dịch đúng như mong muốn.
• Tăng dần biên độ jitter cho đến khi DUT bắt đầu lỗi.
• Ghi lại kết quả theo dạng bảng: tần số điều chế – biên độ jitter tối đa không lỗi.

Đây là bài thử dung sai jitter ở mức kỹ thuật, chưa phải bài thử tuân thủ theo chuẩn giao tiếp cụ thể.

Quy trình 4: kích thích sườn nhanh để kiểm tra đường truyền

Sườn xung dưới 60 ps chứa năng lượng phổ cao, nên 81134A cũng hữu ích khi soi phản xạ và suy hao trên đường mạch in, cáp hay đầu nối. Phát một clock tần số thấp (gần 15 MHz) để mỗi sườn tách biệt rõ, quan sát tại đầu thu bằng máy hiện sóng băng thông đủ rộng. Sườn bị bo tròn cho biết suy hao cao tần; các gợn sau sườn cho biết điểm bất liên tục trở kháng.

Chọn 81134A hay một máy phát xung Keysight khác?

Trong dải máy phát xung của Keysight, 81134A đứng ở vị trí riêng: tốc độ GHz và pattern dài. Nếu bài toán của bạn là xung độ rộng thay đổi, tần số thấp hoặc dạng sóng tùy ý, các bài so sánh 81150A với 81160A và máy phát xung tần số cao 81160A sẽ giúp bạn chọn đúng. Nếu cần một kênh duy nhất, model 81133A trong cùng data sheet là lựa chọn gọn hơn.

81134A giá và cấu hình: hỏi gì khi đặt hàng?

Về 81134A giá, mức giá phụ thuộc cấu hình, phụ kiện và gói hiệu chuẩn, nên Techmaster không niêm yết cố định: vui lòng liên hệ báo giá. Khi gửi yêu cầu, nên nêu rõ: tốc độ dữ liệu mục tiêu, chuẩn mức logic của DUT, độ dài pattern cần dùng, có cần chèn jitter hay không, và bộ cáp, adapter vi sai đi kèm. Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025, hỗ trợ tư vấn cấu hình và hiệu chuẩn định kỳ. Xem thêm các dòng máy khác trên trang Keysight của Techmaster, hoặc gửi yêu cầu trực tiếp tại trang Keysight 81134A.

Câu hỏi thường gặp

Keysight 81134A có còn được sản xuất không?

Theo trang sản phẩm Keysight tại thời điểm viết bài, 81134A vẫn có tùy chọn mua, thuê và yêu cầu báo giá, không có thông báo ngừng sản xuất.

81134A có đo được tỷ lệ lỗi bit không?

Không. 81134A là máy phát pattern; việc kiểm lỗi phải do DUT hoặc một máy đo BER đảm nhận.

Biên độ ra tối đa của 81134A là bao nhiêu?

Data sheet Keysight ghi biên độ ra từ 50 mV đến 2 Vpp, ngõ ra vi sai.

Biên soạn bởi Khanh Nguyen — Marketing Manager, Techmaster Electronics JSC.