泰克(Tektronix)的 PatternPro™ 系列可编程脉冲码型发生器(PPG) 是高性能误码率测试(BERT)解决方案的核心信号源组件,尤其擅长高速数字接口、光通信和半导体物理层测试。该系列(如 PPG4000、PPG3000 等)提供极其灵活、精确且干净的测试信号,支持多种关键测试功能,以下是其主要测试功能和应用领域:
泰克误码率测试仪PatternPro PPG 系列测试功能
1.高质量、可编程码型生成:
●支持标准码型: 内置丰富的预定义码型,如:
•PRBS (伪随机二进制序列): PRBS7, PRBS9, PRBS11, PRBS13, PRBS15, PRBS23, PRBS31, PRBS58 等,覆盖从低频到超高速应用。
•标准字码型: 如 K28.5(用于 PCIe/SATA/SAS 的 comma 检测)、固定重复模式(1010, 1100等)。
•自定义帧结构: 支持生成符合特定通信标准(如 Ethernet, Fibre Channel, CPRI, OTN, SDH/SONET)的帧头和有效载荷。
●深度可编程用户自定义码型: 提供非常大的码型内存(深度可达数 Mbits 甚至 Gbits),允许用户定义任意复杂的、重复或非重复的码型序列,用于模拟真实数据流、特定压力场景或协议测试。
2.精确的时钟和数据输出:
●独立时钟输出: 提供与数据输出完全同步、超低抖动的参考时钟信号。
●数据输出:
•支持 NRZ 和 PAM4 调制格式(取决于具体型号,如 PPG4000 支持 PAM4)。
•极高的输出幅度(通常可达 2Vpp 差分)和可调偏移(DC Level)。
•优异的信号质量(超低固有抖动、低噪声、快速上升/下降时间)。
•支持多通道输出(多路同步数据流生成)。
3.高级抖动注入:
●可控制、可校准的抖动施加: 这是 BER 测试和接收机容限测试的关键功能。
●抖动类型:
•正弦抖动: 用于测试接收机对周期性抖动的容忍度。
•随机抖动: 用于测试接收机对宽带噪声引起的抖动的容忍度。
•有界不相关抖动: 模拟更真实的信道抖动特性。
•占空比失真: 测试接收机对脉冲宽度变化的敏感度。
●精确控制: 可独立设置抖动幅度(UI)和频率。
4.信号损伤模拟:
●幅度控制: 精确控制输出信号幅度,用于测试接收机的灵敏度(最小眼高)和过载点。
●上升/下降时间控制: 可故意劣化边沿速度,模拟信道损耗影响。
●预加重/去加重: 模拟发射端的均衡策略或补偿信道损耗。
●噪声注入: 可在信号上叠加可控的宽带高斯噪声(SNR 测试)。
5.通道模拟 (Channel Emulation):
部分高端型号或配合特定选项,可集成或外接信道模拟器功能,直接模拟 PCB 走线、电缆或背板的损耗(S 参数模型),用于更真实的系统级接收机测试(接收机均衡器测试)。
6.眼图生成:
●作为信号源,PPG 输出信号的质量直接决定了被测器件输入端的“压力眼图”特性。通过精确控制码型、抖动、噪声、幅度和均衡设置,可以生成各种张开度、形状的压力眼图,用于接收机灵敏度测试。
泰克误码率测试仪PatternPro PPG 系列应用领域
1.接收机(Rx)测试:
●误码率(BER)测试: 这是 PPG 最核心的应用。向被测接收机(如 SerDes、光模块、PHY 芯片、网络设备端口)发送带有可控损伤(抖动、噪声、幅度降低、码间干扰)的信号,配合误码检测仪(误码分析仪,如 Tek 的 PPA 系列)测量其在不同压力条件下的误码率性能。
●接收机抖动容限测试: 通过注入不同类型和幅度的抖动,测量接收机在满足特定 BER(如 1E-12)下能容忍的最大抖动值。
●接收机灵敏度测试: 通过降低信号幅度或增加噪声(降低 SNR),测量接收机在满足 BER 要求下的最小可接收信号电平。
●接收机均衡器测试: 配合信道模拟功能,测试接收机均衡器(CTLE, DFE)在不同信道损耗条件下恢复信号的能力。
2.发射机(Tx)参考测试:
●提供超低抖动的理想参考时钟信号给被测发射机。
●生成理想的参考数据码型,用于与 Tx 输出信号进行比较(虽然更常用 BERT 的 ED 直接分析 Tx,但 PPG 可作为理想参考源)。
3.串行接口标准一致性测试:
●用于测试符合 PCI Express (PCIe), USB, Thunderbolt, Ethernet (10/25/40/100/200/400GbE), SAS/SATA, Fibre Channel, InfiniBand, DisplayPort, HDMI, CPRI/OBSAI, OTN 等标准的器件和系统的物理层性能,特别是接收机测试部分。
4.高速 SerDes 和 PHY 芯片验证:
●在半导体设计和验证阶段,对高速串行接口进行全面的特性分析和压力测试。
5.光模块测试:
●测试 光接收模块 的灵敏度、抖动容限和 BER 性能。PPG 的电信号输出可以直接驱动被测模块(电输入型模块)或通过高品质电光调制器转换成光信号(测试光输入型模块)。
6.存储接口测试:
●如 DDR5/4/3, GDDR6/5, HBM 等高速存储接口的接收机测试(虽然传统上多用 BERTScope 或采样示波器分析 Tx,但接收机测试需要 PPG 作为压力源)。
总之,泰克 PatternPro PPG 系列的核心价值在于它能够产生高质量、高度灵活且参数精确可控的数字测试信号(码型)。其核心测试功能围绕为接收机(Rx)施加各种可控的压力信号(损伤),以进行:
●误码率(BER)测试
●抖动容限测试
●接收机灵敏度(电压/SNR)测试
●接收机均衡器容限测试
泰克误码率测试仪PatternPro PPG是验证高速串行数据通信系统(芯片、模块、板卡、设备)接收端鲁棒性、可靠性和符合性不可或缺的专业工具,广泛应用于数据中心、电信、高性能计算、消费电子和半导体行业的前沿技术研发与生产测试中。选择具体型号(如 PPG3000 vs PPG4000)需根据所需的数据速率(NRZ/PAM4)、通道数、抖动性能和预算来决定。
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