传统上,高速信号采集和处理要求在示波器前端进行一系列连接和切换。信号从被测器件(DUT)输送到示波器,通过同轴电缆传送到PCB,经过球栅阵列(BGA)封装,然后到达第一个集成电路(IC),进行模拟放大或衰减。然后信号输出封装,输送到PCB上,然后发送到包含跟踪和保持(T/H)集成电路的下一个封装。只有在经过这一大串连接之后,信号才准备进行采样、模数转换和存储。遗憾的是,这一系列连接和切换及之后多次反复会在采样前劣化信号,进而损害示波器带宽和信号保真度。
为克服这些问题,泰克在DPO/DSA70000D系列示波器采用定制设计、高度集成的前端多芯片模块(MCM)。MCM把多种前端采集和处理组件,包括同轴电缆输入连接器、前置放大器、跟踪和保持芯片及端接电阻,合并到一个封装中,因此在高速信号被采样前永远不会接触PCB。
DPO/DSA70000D系列的定制前端MCM封装把以前分散的大量组件集成在一起,包括:
n 两块前置放大器芯片;
n 一块8路跟踪和保持(T/H)芯片,带模拟滤波器;
n 50欧姆端接电阻;
n 高性能100 GHz带宽连接器;
n 到PCB的弹性接口。
由于它是一种自含式模块,MCM减少了信号流经的连接数量及可能的错误来源数量。用户不会再经过单芯片封装和PCB层而发生多个信号跳变,那样会在采样前劣化信号保真度和示波器带宽。通过使用高性能电缆,高速信号从示波器输入直接传送到MCM及内部的集成电路中。只有在被T/H芯片捕获后,信号才接触PCB,从而提供了100 GS/s采样率及行业领先的噪声性能。
MCM上的集成电路采用IBM的8HP硅锗(SiGe) BiCMOS专业铸造技术铸造。由于在速度、精度和高集成度之间实现了完美均衡,SiGe技术在多条通道中支持杰出的性能,同时最大限度地缩小了老式芯片组中的噪声。IBM的8HP技术是一种130纳米(nm) SiGe双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)工艺,其性能是上一代工艺的两倍。SiGe技术利用拥有50年历史的硅行业中相关的高度可靠、成熟的铸造工艺,而其性能水平相当于特殊材料的性能,如磷化铟(InP) 和砷化镓(GaAs)。与替代材料不同,SiGe BiCMOS可以接入与标准CMOS相同的晶粒上的高速双极晶体管,实现了一种既有优异性能、又有大规模集成能力的电路。
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