Test and measurement

정확한 Phase Coherent의 멀티채널 Acquisition을 위한 Channel-to-channel 정렬 개선

오실로스코프는 멀티채널 기능을 갖추고 있어 MIMO 신호(예: 5G NR, WLAN), 멀티 안테나 레이더 신호, 디퍼런셜 고속 디지털 신호(예: USB 3.x)와 같은 멀티채널 애플리케이션에 적합합니다. 이러한 애플리케이션에서는 오실로스코프 채널을 밀접하게 정렬해야 합니다. 즉, Channel-to-channel의 Residual Skew를 보상할 수 있도록 정확한 측정이 필요합니다. Channel-to-channel 위상 불일치가 최소화되며, 이는 신뢰할 수 있는 측정 결과를 달성하는 데 매우 중요합니다.

그림 1: 측정 셋업
그림 1: 측정 셋업
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목표

이 애플리케이션 카드는 R&S®RTO 및 R&S®RTP Oscilloscope(R&S®RTO-B7/R&S®RTP-B7 옵션 필요)에 사용 가능한 고속 디퍼런셜 펄스 소스를 사용할 때, Channel-to-channel Skew를 측정하는 방법과, 신호 소스와 오실로스코프 채널 입력 사이의 전체 신호 경로에 대하여 보상하는 방법을 보여줍니다.

그림 2: 지연 측정 설정
그림 2: 지연 측정 설정
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로데슈바르즈 솔루션

디퍼런셜 출력 간 Skew가 0.5 ps 미만인 경우, R&S®RTO-B7/R&S®RTP-B7 옵션은 다채널 측정 셋업을 Deskew하기 위한 정확한 소스입니다. 테스트 셋업에서 Skew를 수정하려면 측정에 사용하는 케이블 세트를 R&S®RTO-B7 출력에 연결합니다. 그런 다음 두 오실로스코프 채널로 공급하고 Channel-to-channel Skew를 측정합니다. 측정 셋업은 그림 1에 나와 있습니다.

R&S®RTO-B7/R&S®RTP-B7 옵션이 발생하는 신호의 디퍼런셜 특성으로 인해, 입력 중 하나를 반전해야 합니다. 그런 다음 해당하는 자동 측정 기능을 사용해 입력 신호의 두 상승 엣지 사이의 지연을 측정할 수 있습니다(그림 2). 다른 방식은 한 신호의 상승 엣지와 다른 신호의 하강 엣지 간 지연을 측정하는 것입니다. 이 경우에는 반전이 필요하지 않습니다. 하지만 동일한 형태의 두 펄스를 비교하는 것이 더 직관적이기 때문에 위에서 설명한 첫 번째 방식을 권장합니다. 측정 중 통계를 활성화할 경우, Channel-to-channel 평균값을 얻고 이 값을 Skew 오프셋으로 사용해 Deskew를 수행할 수 있습니다.

그림 3: 측정된 Channel-to-channel Skew와 히스토그램 및 주요 통계 수치
그림 3: 측정된 Channel-to-channel Skew와 히스토그램 및 주요 통계 수치
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또한 측정된 지연의 히스토그램을 그려 통계 분포를 확인할 수 있습니다. 그림 3은 채널을 Deskew하기 전에 얻은 결과를 나타냅니다. Skew의 평균값을 확인한 후에는, 그림 4와 같이 프로브 설정에 Skew 오프셋을 적용할 수 있습니다. 결과는 그림 5와 같이 채널이 정렬되어 있고, Skew 평균값이 1 ps 미만인 것을 명확히 확인할 수 있습니다.

정렬이 수행된 후에는 장시간 안정적이며, 재시작 및 예열 후에도 해당 정렬은 유효합니다. 이유는 R&S®RTO 및 R&S®RTP Oscilloscope의 정교한 온도 관리 때문입니다. 다만, 이 정렬은 Deskew 절차 중 사용한 것과 동일한 케이블을 측정에 계속 사용하는 경우에만 유효합니다.

그림 4: 채널 2 Deskew 설정
그림 4: 채널 2 Deskew 설정
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애플리케이션

다음의 Phase-coherent Acquisition:

  • RF MIMO 신호(예: 3GPP LTE/5G, IEEE 802.11ac)
  • 멀티 안테나 레이더 신호

다음의 채널 밀접 정렬:

  • 디퍼런셜 고속 디지털 신호(예: USB 3.x)
  • 병렬 고속 인터페이스(예: DDR4)
그림 5: Deskew 후 측정된 Channel-to-channel Skew와 히스토그램 및 주요 통계 수치
그림 5: Deskew 후 측정된 Channel-to-channel Skew와 히스토그램 및 주요 통계 수치
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