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在 400G/800G 光通信与高速数字互连的研发验证中,低至 45 fs 的残余抖动往往是决定测量可信度的关键指标。是德科技(Keysight)N1060A 精密波形分析仪作为 DCA-X 平台的核心模块,将 50/85 GHz 双通道电气带宽、集成时钟恢复与精密时基浓缩于三插槽机身中,为 112 Gb/s PAM4 及更高速信号的抖动分析提供了兼具精度与效率的解决方案。
一、核心定位:三插槽宽的 DCA-X 高性能电气模块
N1060A 并非独立仪器,而是数字通信分析仪(DCA)模块,需搭配是德科技 N1000A DCA-X 主机使用。其物理形态为三插槽宽设计,专为高密度测试机架优化。
从仪器类型看,N1060A 属于等效时间采样示波器模块,最大采样率为 250 kHz,输入接口采用 1.0 mm 精密连接器。这一等效时间架构使其在测量重复性高速信号时,能够以远低于实时示波器的采样率实现极高的时间分辨率——这正是精密波形分析的核心价值所在。
该模块提供双电气通道配置(Channels 1A & 1B),支持差分波形显示与硬件偏斜校正。与光学模块不同,N1060A 专注电气信号路径,适合电-光转换前的驱动器输出、接收机输入以及高速背板互连的直接表征。
二、性能硬指标:>90 GHz 带宽与 45 fs 残余抖动
N1060A 的技术规格围绕两个核心数字展开:带宽与抖动。
带宽方面,模块提供两种硬件选件:Option 050(双 50 GHz 通道)和 Option 085(双 85 GHz 通道)。在 85 GHz 选件下,模块的 3 dB 带宽典型值可达 95 GHz(特性值),上升时间约 4 ps;即便在 50 GHz 选件下,上升时间也仅为 7 ps 左右。
更关键的是抖动性能。当启用精密时基(Precision Timebase, PTB) 并配合时钟恢复使用时,N1060A 的随机抖动可低至 45 fs(典型值,26.56 GHz) 。这一数值在等效时间采样示波器中处于顶尖水平,意味着仪器自身的噪声对测量结果的“污染”被压缩到极致,工程师能够更有信心地将观测到的抖动归因于被测器件本身,而非测试系统。
需要注意的是,45 fs 的实现依赖 PTB 选件与合适的参考时钟。在仅使用时钟恢复而无精密时基的场景下,随机抖动特性值约为 200 fs 至 400 fs,取决于主机配置。
三、时钟恢复与精密时基:简化测量的两大支柱
N1060A 将两项对高速测量至关重要的功能集成在模块内部,而非作为外置附件。
集成时钟恢复(CRU) 支持从 125 MBd 至 64 GBd 的数据速率范围,覆盖 NRZ 与 PAM4 两种调制格式。其峰值和环路带宽均可调节,工程师可以根据信号特征优化恢复时钟的质量。集成设计的最大好处是“单次连接、无需触发” 的操作模式:被测信号接入通道后,模块直接从数据流中恢复时钟,省去了外置功分器、触发电缆和额外的相位匹配步骤。
精密时基(Option PTB) 则进一步将抖动测量精度推向极致。该时基通过前面板的精密时基输入端口接入外部参考时钟(2.92 mm 接口,参考频率 2.4 至 32 GHz),使采样时刻的定位不再依赖主机时基,从而显著改善抖动底噪和时基线性度。对于需要在超低确定性抖动信号中精确分离 RJ 和 DJ 的应用,PTB 几乎是必选项。
四、选型要点:如何配置一台适用的 N1060A
N1060A 的选件体系较为精细,以下是几个关键决策维度。
带宽选件是首要分水岭。若主要面向 400G 光模块的电气眼图测试(约 53 GBd),50 GHz 通道通常够用;若涉及 800G 或更高速率的开发,85 GHz 选件提供的额外带宽余量能更准确地捕获快沿成分。
时钟恢复速率选件(216/232/264)需与被测信号的数据率匹配。选择 Option 264 可覆盖至 64 GBd,是面向 112 Gb/s PAM4 及下一代速率的稳妥之选。
精密时基(PTB) 和 抖动频谱分析(JSA) 在部分配置中被标注为“强制选件”,这反映了是德科技对 N1060A 核心价值的定位——它本质上是一台为抖动测量而生的分析仪,而非单纯的通用采样示波器。如果预算允许,PTB 带来的 45 fs 抖动性能提升通常是值得的。
此外,集成可变均衡器(EVA) 可在时钟路径中补偿通道损耗,对于经过较长电缆或 PCB 走线后的信号恢复有明显帮助。