泰克 Tek BA1500 誤碼率測試儀

主要特點和優點支持高1.6Gb/s 數據碼型發生/ 誤碼檢測，快速、精確地對數據通信系統進行參數測試PRBS或者8Mb長度用戶自定義碼型可以靈活的調試和驗證任何數字信號內建極精確的時鐘源可調節幅度、偏置、邏輯閾值和端接等參數，為接收機測試提供靈活多樣的信號激勵差分或單端IO 確保滿足所有通信總線標準BitAlyzer? 誤碼分析快速理解被測系統的誤碼率極限、評估確定性和隨機性誤碼，詳細的碼型相關誤碼分析，進行突發(Burst)分析以及無誤碼時間間隔分析等自動化眼圖測量和快速眼圖模板測試提供了對被測系統快速的信號完整性分析ANSI 標準的抖動測量 (RJ、DJ 和TJ)，能夠測量BER 在10-12時的TJ 和RJ支持Q 因子分析，揭示眼高和BER 之間的關系BER 輪廓揭示眼圖和BER 的關系，可以將輪廓導出為眼圖模板內建的前向誤碼糾錯 (Forward Error Correction) 可以仿真通信系統FEC 設計的性能誤碼定位及分析 (Error Maping) 揭示信號出現誤碼的位置和原因

主要應用半導體性能參數驗證進行眼圖模板、BER 和抖動測試衛星通信系統功能測試無線通信系統功能測試光線系統或模塊測試前向誤碼糾錯(Forward Error Correction)評估

泰克 Tek BA1500 誤碼率測試儀

超群的性能、快速深入分析被測系統BitAlyzer? 系列誤碼率測試儀是當前工業界應對信號完整性挑戰和BER問題佳的解決方案，面向用戶提供對復雜電子和通信系統驗證、參數測試以及調試和測試。整個產品系列擁有超乎想象的數據發生和分析功能，而且操作非常的直觀、簡單，幫助用戶加快日復一日的工作任務。集合了完善的分析功能與便捷的操作與一體，大化的幫助用戶得到被測系統的信息。簡單的用戶界面上圖是BA1500 和BA1600 界面的起始頁。在右邊的一列按鈕引導用戶選擇不同的功能模塊，觀測不同的視圖，進行詳細的配置等。支持觸摸屏操作。BA1500 和BA1600 有著在所有誤碼儀中良好的用戶界面系統。界面上直觀的分布著儀器的控制按鈕和狀態參數。通過起始頁開始，用戶能夠快速的學習如何使用儀器。非常方便的幫助系統，可以連接到Internet，支持 和網絡打印。用戶可以通過開始設置 (Getting Started) 向導，一步一步的完成對儀器的學習，掌握新的分析功能。不出一個小時，就能夠完成儀器的基本設置，進行誤碼率測量并且可以研究誤碼的統計特性了。碼型發生器簡單直觀的界面。用戶可以非常輕松的完成時鐘源、數據靈活的配置.BA1500 和BA1600 包含內部碼型發生器，能夠產生預設的PRBS 碼流，或者用戶自定義、長度不超過8Mb 的碼型。數據發生器即可以受控于內部時鐘，也可以通過外部時鐘輸入產生數據。精度達到0.1% 的延遲線用于調整時鐘和輸出數據之間的時延。用戶自定義數據可以在線編輯或從外部文件讀取。廠家預設值包含了常用的邏輯閾值電平。另外，數據和時鐘的擺幅、偏置可以單獨調節，可以輸出差分或者單端的信號。碼型檢測器支持差分和單端輸入，閾值電平和電壓可以自由調節。預設了常用的邏輯種類。通過對輸入數據和參考數據一位一位的比較來確定誤碼。接收序列中的誤碼可以通過內部的處理器實時的找到，并且存儲在內部的硬盤上有待后續分析。接收機將自動同步正常或者反向的PRBS 碼型，或者是用戶自定的碼型。碼型檢測器支持差分或者單端信號的輸入，可以*控制閾值電平和端接的設置。儀器自身預設了一些常用的邏輯種類的設置，自動設置 (Auto Scale) 功能能在2 秒鐘之內自動找到眼圖的中心。用戶碼型編輯器上圖所示的捕獲到的碼型，通過手動修改，再從碼型發生器向外發出。用戶可以使用內建的碼型編輯器為碼型發生器和檢測器內存提供或者修改碼型。可以將捕獲到的數據進行編輯，從而創建參考碼型。碼型編輯器支持PRBS 關鍵字、重復循環和可變的賦值?？梢允褂檬M制、十進制或者二進制進行編輯。碼型文件存儲在計算機硬盤內，或者也可以通過網絡進行文件存取?？梢詫崿F多臺BA1500 和BA1600 之間的數據共享。誤碼記錄(Error Logging)BER 日志記錄的界面非常的直觀。用戶設定BER 閾值并且定義記錄何種數據。記錄的時間間隔和誤碼發生的時間間隔**。對于通常的誤碼率檢測應用而言，需要記錄誤碼測量和其他重要測試結果。BA1500 和BA1600 內建的日志記錄功能，可以記錄超過要求的BER情況時的參數，包括同步丟失或者設置的改變等，都會記錄下來。記錄日志文件能夠打印或者歸檔，可以驗證系統性能或者快速瀏覽誤碼是否出現?；綛ER 統計單獨的誤碼率和比特計數顯示在基本的BER界面中。這種簡單的分離能使的調試的注意力放在正確的區域。強大的誤碼定位分析 (Error Location Analysis) 技術能找出BER和碼型中比特位的確切關系。BitAlyzer能夠揭示出誤碼和具體碼型中比特的關系，而傳統的誤碼儀僅能完成BER的測量。BitAlyzer同時檢測單獨比特和突發模式 (Burst) 誤碼統計列表， 使得用戶準確的了解究竟在那個比特位或突發位上發生了多少次錯誤。所有的誤碼定位分析 (Error Location Analysis) 數據實時的分析和記錄在硬盤上以供后續分析和歸檔。分析引擎允許設定文件名稱、誤碼記錄模式等參數。BER 帶狀圖可以在帶狀圖中上分析誤碼率趨勢圖。溫度循環變化和改變測試條件等對通信系統的影響能非常明顯的觀察出來。研究誤碼率的變化趨勢是非常重要的。帶狀圖（Strip Chart）通常用于監視測量結果隨時間的變化。BitAlyzer內建的柱狀圖視圖允許用戶觀測比特、突發和總誤碼隨時間的變化。時間軸刷新的速度根據實際的數據率和比特位個數（包含誤碼）而調整。另外，可以設置顯示的zoom 級別。低頻的重復發生的誤碼能在這個視圖中非常明顯的分辨出來。例如，每隔6 秒鐘出現的一組誤碼能夠描繪出來。柱狀圖可以工作在實時的數據中，也可以工作在已存儲下來的數據集中。無誤碼時間間隔(Error-free Interval)分析重復出現的無誤碼時間間隔說明了系統性的錯誤。找到如上圖所示的毛刺，能夠正確揭示干擾的頻率。無誤碼時間間隔分析的是系統中多久出現一次誤碼的時間規律。無誤碼時間間隔能分析出系統的、而非隨機性的誤碼行為。同時，重復的無誤碼時間間隔長度能指出干擾發生的頻率，提供了解決誤碼的線索。無誤碼時間間隔信息積累的非常快，因此不需要耗費大量數據和長時間測試來定位異常。通過調節直方圖起始點和終止點，可以控制BA1500和BA1600的無誤碼時間間隔分析的分析長度。碼型靈敏度分析(Pattern Sensitivity)在這個例子中，碼型長度為127 位，誤碼幾乎每次都出現在同一個位置。請注意直方圖下面的NRZ數據，光標突出顯示了問題比特的位置，和直方圖上的光標的位置是*的。碼型靈敏度分析是一個定位數據相關性錯誤的優秀的工具。這個直方圖顯示了測試碼型中每一個比特出現誤碼的個數。測試碼型可以是內建的PRBS，或者用戶自定義的碼型。視圖中的光標用來標記出碼型相關性錯誤的位置。用長的PRBS碼型進行的擴展測試可能會因為誤碼個數太少而 失敗。使用碼型靈敏度分析功能，能夠非常清楚的看到是否誤 碼都出現在碼型中同一個比特位上，還是隨機散布在不同的碼 型上。碼型靈敏度分析包括在物理層測試套件選件中。突發長度 (Burst Length) 直方圖這是一個非常典型Viterbi加密的通信信道中的突發長度直方圖。光標用于測量突發的長度。比特和突發錯誤通常由不同的物理現象引起。BitAlyzer能測量的突發錯誤長達32000個比特，并用直方圖來顯示，允許用戶快速區別錯誤的類型。用戶可以定義必須要滿足某一個的突發錯誤需求。當設計錯誤糾錯編碼系統時，突發長度直方圖是系統正常工作的非常有用的特征。數字處理引起的錯誤其長度是重復出現的，然而通常干擾引起 的錯誤長度會發生變化。這個分析通常和無誤碼時間間隔分析 一起使用，從錯誤的長度和頻率更好的分析、理解系統的行為。 突發長度直方圖包括在物理層測試套件選件中。誤碼糾錯(Error Correlation)當測試MUX/DEMUX電路時，將顯示出和復用器寬度相關的串行或者并行的誤碼。找到系統構架或者偶發事件和誤碼率統計之間的關系對鑒別許 多誤碼是非常關鍵的。誤碼定位分析(Error Location Analysis) 中使用到的技術用來找到這些相關。相關分析使得用戶設置一 個比特塊的長度(例如數據總線的寬度或包的大小)，或者通過 外部Marker(標記)輸入決定一個時間間隔(例如硬盤的區段標識 符或者引擎的旋轉標記)，來觀察這些誤碼是如何和這些數據塊 相關起來的。當在塊中所有的比特位置有相同的錯誤個數，說明是不相關 的；然后，如果塊中特定偏移位置上有異常高的錯誤率，說明 相關性是存在的。誤碼糾錯包括在物理層測試套件選件中。碼組誤碼分析 (Block Error Analysis)對于系統運行而言，碼組誤碼統計通常比單個誤碼率測量更重要。碼組的大小可以設定，直方圖顯示了碼組中出現誤碼出現次數的分布。許多現在流行的系統需要驗證碼組誤碼率(block error rate)。BA1500 和BA1600 允許用戶定義一個碼組的長度，用直方圖顯示在碼組中不同的錯誤個數?？梢允褂霉鈽朔浅７奖愕恼页龊姓`碼個數的碼組。大 的碼組長度是4千萬個比特，足以覆蓋通常的使用到的碼組長 度。碼組誤碼分析包括在物理層測試套件選件中。眼圖可選的眼圖測試用以在誤碼測試之前檢查波形質量眼圖是物理層選件中的一部分。集成在誤碼儀上的眼圖分析，可以替代額外的示波器來進行測試。自動測量包括上升/ 下降時間、抖動、幅度、噪聲幅度和眼張開度比等。用戶可以在眼圖周圍對局部的細節進行放大，理解信號在誤碼測試中的行為。眼圖顯示了被測信號和BER電路二者聯合的效果。模板測試基于內建BERT測試方法，工業標準和用戶自定義模板測試速度非?？?。眼圖模板測試是物理層選件中的一部分?？焖傺蹐D模板測試是保證測試效率的關鍵。傳統的示波器工作在一個固定的有效的采樣率上，積累眼圖需要許多的時間。通過基于BER測試的方法，BitAlyzer可以在幾秒鐘之內，以更高的置信度測試到眼圖的周邊、內部、上面和下面。BitAlyzer 內置了各種通信標準的模板，用戶也可以自定義模板。模板也可以在BER 輪廓測試結果中自動生成，作為誤碼率的黃金模板。模板可以自由縮放或者移動。Q 因子分析在13 秒之內完成Q 因子測試。佳的電平由光標顯示出來。注意，并不在眼張開度的中心，而是100mV，有較大的標準偏差。Q 因子分析是物理層選件的一部分。Q 因子分析的是幅度域，而抖動屬于時域范疇。Q 因子測量的是信號幅度的信號比，描述了眼高的張開度，0 和1 的難易程度。因為BitAlyzer 是誤碼分析儀的構架，所以具有非常高的采樣率，測試速度快，但重要的是，它能夠對接近眼圖中心的跳變位進行測試，而這些跳變位很可能會導致誤碼。Q因子分析的結果顯示佳的電平設置，以及好的BER預測。BER 輪廓隨著長時間的運行，會提高BER 輪廓的測試精度。這個例子中采集了1.5 分鐘的信號。佳的BER 預測和采樣點如圖所示。BER輪廓測試時物理層選件中的一部分。這個分析計算眼圖邊沿的誤碼率，然后根據加性噪聲的預測，將計算結果擬合到誤碼率響應曲線中。等高線的深度可以通過推算得到比實際測量更低的誤碼率水平。BER 輪廓用于鑒定系統的裕量。BER 輪廓也能導出生成一個“黃金"模板，用以和已知的好的樣本進行對比。抖動峰值(Jitter Peak)為了得到更好的結果，在預測更深的BER 時，大于1e-4 以上的BER結果不能使用。測試運行時間越長，測試精度越高。抖動峰值(Jitter Peak)是物理層選件中的一部分。使用快速BER 掃描技術，提供自動的RJ、DJ 和TJ 測量。抖動測量的精度是數據樣本深度的函數，沒有任何一種抖動分析方法的樣本深度能能和使用BERT 掃描數據的深度向匹敵。更復雜的BER 測量意味需要使用更多的數據點。抖動分布視圖中的左邊和右邊是分別測試得到的結果。中心“綠色"區域是確定性抖動，而兩邊是高斯分布的隨機抖動。FEC 仿真選件可以在實時數據或記錄的數據集中定義FEC參數。許多不同的FEC構架可以在同一個數據集上快速的測試。前向誤碼糾錯Forward Error Correction(FEC)仿真功能包括在 物理層測試套件選件中。因為采用了的誤碼定位技術，在 測試中可以確定每一個誤碼發生的位置。通過用假設誤碼糾錯 器，仿真內存塊典型的糾錯碼，例如Reed-Solomon結構，以 通過非相關數據通道的誤碼率測試，確定找到合適的FEC 方 法。用戶可以設置誤碼糾錯的力度，交織的深度以及確保符合 流行的糾錯硬件結構。一維的糾錯因子允許用戶設定FEC碼組的符號個數，以及可能糾錯的個數。之前可能會經過二維交織，增強碼組錯誤糾錯的性能。二維的糾錯也被用來實現乘積陣列(Product-Array)因子。在這個例子中，用戶了乘積陣列中的行和列，同時還制定了兩個維度的糾錯強度。在測試中錯誤一旦被發現，將被置于仿真表中，根據交織配置，檢查每一個糾錯因子，防止誤碼數量超過糾錯強度。在二維糾錯因子中，用戶也可以使用內部失敗編碼作為外部糾刪碼。在這種模式下，會將單一的大型碼組糾錯能力翻倍。在FEC處理過程中，用戶可以看到每一個碼字使用的次數以及失敗的次數，同時編碼效率同時也計算出來。使用BA1600 的FEC 分析工具能使FEC 設計開發者為信道出現的實際誤碼統計進行調校。如果信道中充滿了碼型敏感或是突發干擾，這些問題將通過FEC準確的解決。相比基于白噪聲誤碼的軟件糾錯的有著非常明顯的優勢。2D 誤碼定位及分析(Error mapping)選件二維誤碼映射非常方便的顯示出數小時或數秒之內的數據集合。用戶數據塊一列一列的連接起來以說明誤碼相關性。突發和非突發誤碼用不同的顏色顯示出來。在這個圖中，背景的突發問題被其他一些非突發問題所掩蓋。一個明顯的非突發問題在數據包大概存在24500 個比特。二維誤碼映射是BA1500 和BA1600 的選件。這個分析能夠根據測試中發現的誤碼創建一個二維的圖像。用戶可以根據通信系統或者實際的相互影響決定碼組因子(blocking factor)。誤碼定位及分析是一個垂直掃描的圖像，當誤碼發生時，在圖上顯示一個亮點。從突發中出現的誤碼將用不同的顏色表示，可以從圖中非常直觀的區分哪些是突發錯誤，哪些是非突發錯誤。碼組因子包含了封包的發小、復用器的寬度或者交織的深度等，或者決定于外部的標記信號。例如，硬盤驅動器的索引標記可以使2D map以硬盤柱面的讀作為重復周期。在同一位置出現重復的誤碼會使得誤碼定位及分析出現一條明顯的水平的條紋?；诜獍L度或者復用器寬度的誤碼定位及分析，如果在特定位置出現重復誤碼，就能說明誤碼和連接到復用器的并行總線有關系。這個可視化的工具允許人們通過肉眼觀察到誤碼的相關性，而通常用其他的儀器是根本無法看到的。誤碼定位及分析能夠在成千上萬的數據中迅速的縮放或平移。通過光標限定區域，在該區域中發現的誤碼個數將被統計出來。誤碼定位及分析成為了發現系統誤碼的*工具。典型的BA1600數據和時鐘數據輸出，數據率 1.5 Gb/s with 2 Vp-p 幅度設定。.碼型同步BA1500 和BA1600 支持PRBS 和用戶自定義碼型(長8Mb)自動同步。不像其他BERT，用戶自定義碼型可以有兩種方法同步，一種非常快速而另一種非常準確。對于快速的同步，是通過學習輸入的重復數據碼型來進行同步。通常，對于循環回路光纖實驗或者需要快速同步要求的測試，僅需要經歷幾次用戶碼型即可完成同步。對于準確的同步，BitAlyzer能夠預加載用戶碼型，進行硬件加速搜尋以完成同步。碼型發生器和誤碼檢測器外部控制BER實驗經常有對誤碼測量進行限定、重新同步精確的定時以及突發的包數據等測試需求。BitAlyzer有消隱輸入以限定誤碼計數，以及外部重新同步控制輸入。用戶可以提供具體應用的標記信號作為控制的輸入。碼型發生器能夠接受外觸發以重新開始碼型的產生。這樣可以在外部的控制下發出封包結構的數據，或者同步多個碼型發生器。差分輸入許多現在廣泛使用的高速通信系統使用了差分方式傳輸信號，以提高對共模信號的抑制。因此，真正的差分接收機的設計對于誤碼測試時非常重要的。同時，對于抖動測量、眼圖測量和模板測試等，可調的邏輯閾值電平也是非常重要的。BA1500和BA1600全新的輸入技術允許可調的閾值電平、DC端接電壓、差分輸出以維持的回損性能。自動延遲校準精確的可變延遲線設定對于抖動、模板和眼圖測試是很關鍵的。過去的可變延遲線技術不是速度太慢，就是不支持長時間周期及不同頻率下的校準。BitAlyzer包含了全新的延遲線技術，并且支持自動校準，精度可達到亞ps級。因為校準速度很快，當測試環境有改變時，重新校準幾乎不會占用太多時間。自動眼圖模板眼圖模板測試通常是工業規范要求的測試項目；然而，這些模板通常是pass/fail一次性測試。更精確的模板將特定器件輸出波形限定在一個范圍之內，監視在生產實踐中系統微小的變化。BitAlyzer是*家支持誤碼率等高線分析功能誤碼測試儀，可以直接將等高線測試結果導出為模板。誤碼定位分析 (Error Location Analysis)BitAlyzer系列誤碼率測試儀增加了將誤碼研究并定位到具體測試流中比特位置的功能。。這項功能在過去的10 年中，證明對系統調試是非常有用的，能隔離誤碼的原因、發現相關性、鑒別干擾等。誤碼定位分析的設置和測量BER 幾乎一樣。眼圖對同一被測系統，眼圖和誤碼率測試有著相關性程度非常高。一個像素一個像素的采樣，快速的掃描電平和時間，形成信號的眼圖。輸出驅動器BitAlyzer系列的輸出驅動器來自于研發10Gb/s 通信系統的技術。精確的設計提供了低的輸出抖動、快的上升沿，以及允許改變輸出幅度、編制以覆蓋全面、流行的邏輯種類。因為是電流源驅動結構，用戶接口可以設置成不同的阻抗和端接電壓，以保持經校準的電壓擺幅。

性能碼型發生器性能指標 描述大頻率 BA1500 1500 MHz (1.5 GHz) BA1600 1600 MHz (1.6 GHz)小頻率 內部時鐘 800 kHz 外部時鐘 100 kHz外部時鐘/ 碼型使能 SMA 配置 單端 閾值 –2 V to +4 V 端接電壓 –2 V to +3.3 V時鐘/ 數據輸出 SMA 配置 差分 幅度 70 mV to +2 V 偏置 –1.85 V to +3.85 V 預設邏輯種類 PECL/LVPECL/LVDS LVTTL/CML/ECL 上升/ 下降時間<130 1="" 30="" 64="" ps="" ns="" ui="" or="" bnc="">1 VA/B 碼型page 切換 BNC 閾值 TTL數據種類 偽隨機 x7 + x6 + 1x15 + x14 + 1x20 + x17 + 1x23 + x18 + 1x31 + x28 + 1 用戶自定義 96 位字長 - 8 Mb2-4 Mb A/B 頁面32 位字長插入誤碼 長度(比特) 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 頻率 單次或重復*1 上升/ 下降時間在PECL 邏輯家族設置下測量(20% - 80%)。檢測器性能 描述大頻率 1600 Mb/s小頻率 BER 測試 100 Kb/s 自動優化眼圖 70 Mb/s 物理層測試 70 Mb/s時鐘/ 數據輸入 SMA 配置 差分 閾值 –2 V to +4 V 端接電壓 –2 V to +3.3 V 延遲范圍 30 ns 或 1 UI 延遲分辨率 0.1% UI 或 1 ps 采樣邊沿 時鐘的上升后者下降沿 靈敏度- 單端 60 mVp-p (典型值) 靈敏度- 差分 40 mVp-p (典型值)檢測使能 SMA 配置 Single ended 閾值 –2 V to +4 V 端接電壓 –2 V to +3.3 V 功能 觸發數據采集觸發輸出 BNC 類型 CLK/64 或碼型 幅度 >1 V誤碼輸出 BNC 功能 32 比特脈沖 幅度 >1 V標記輸入 BNC 閾值 TTL 功能 Error Analysis 定位 大頻率 推薦4K