Function & clock generators

Wählen Sie den CG635, wenn das Design einen programmierbaren Takt, eine besonders feine Frequenzeinstellung, einstellbare CMOS-Pegel oder GPIB-Steuerung erfordert. Er deckt 1 µHz bis 2,05 GHz ab und bietet oberhalb von 10 kHz eine Auflösung von 16 Stellen, während sich der CMOS-Ausgang von 0,5 V bis 6,0 V einstellen lässt. Wählen Sie den CG792, wenn zwei oder mehr zusammengehörige Takte erzeugt und synchronisiert werden müssen, da er standardmäßig zwei Kanäle bietet und auf vier erweitert werden kann. Der CG792 ergänzt dies zudem um interne und externe Frequenz-, Phasen- und Jittermodulation sowie Ethernet und USB. In der Praxis hängt die Entscheidung vor allem von der Wahl zwischen einkanaliger Flexibilität und Mehrkanal-Synchronisation mit umfassenderer Anbindung an die Auto­mati­sierung ab.

Beide Modelle spezifizieren einen RMS-Jitter von weniger als 1 ps, gemessen über eine Bandbreite von 1 kHz bis 5 MHz. Dieser Wert ist relevant, wenn Taktunsicherheit direkt zum Abtastrauchen eines ADC, zum Rekonstruktionsrauschen eines DAC oder zum horizontalen Schließen eines seriellen Datendiagramms beiträgt. So kann es beispielsweise einen Taktjitter von unter 1 ps erfordern, um bei der Digitalisierung eines ausgesteuerten 10-MHz-Signals mit einem 14-Bit-ADC den zeitbedingten Fehler unter einem halben LSB zu halten. Der Wert umfasst nicht alle möglichen Quellen von Systemjitter, etwa Verkabelung, Abschluss, Versorgungsrauschen oder das Zielbauteil selbst. Entwickler sollten daher den gesamten Taktpfad bewerten, anstatt die Generatorspezifikation als Gesamtergebnis des Systems zu betrachten.

Behandeln Sie die differentiellen Hoch­geschwindig­keitsausgänge als Signale auf Leitungen mit kontrollierter Impedanz. Die komplementären BNC-Ausgänge des CG635 haben eine Quellimpedanz von 50 Ω und sind für 50-Ω-Lasten ausgelegt, während seine rückseitigen LVDS- und RS-485-Ausgänge 100-Ω-Differentialstrecken über Category-6-Kabel verwenden. Die differentiellen BNC-Ausgänge des CG792 sind ebenfalls für eine beidseitige 50-Ω-Last gegen Masse spezifiziert. CMOS-Ausgänge erfordern eine andere Handhabung: Der CMOS-Ausgang des CG635 ist dafür ausgelegt, eine hochohmige Last über ein 50-Ω-Koaxialkabel anzusteuern, und ein 50-Ω-Abschluss halbiert seinen programmierten Pegel. Der CG792 liefert 3,3 V ohne Abschluss und etwa 1,6 V mit 50-Ω-Abschluss, daher sollte vor dem Anschluss die Schaltschwelle der empfangenden Logik geprüft werden.

Verwenden Sie die Standard-Zeitbasis, wenn für das Messintervall und die Betriebsumgebung eine Stabilität von unter 5 ppm ausreicht. Die OCXO-Option erhöht die Stabilität auf unter 0,01 ppm, während die Rubidium-Option sie auf unter 0,0001 ppm verbessert und zudem eine geringere Alterung bietet. Bei einem Ausgang von 1 GHz entsprechen diese Stabilitätsgrenzen nominalen Frequenzunsicherheiten von 5 kHz, 10 Hz bzw. 0,1 Hz, bevor weitere Fehler berücksichtigt werden. Für den CG792 sind etwa 20 Minuten Aufwärmzeit für den OCXO und eine Stunde für die Rubidium-Zeitbasis spezifiziert. Alternativ kann eine externe 10-MHz-Referenz verwendet werden, wenn der Taktgenerator einem vorhandenen Labor- oder Systemfrequenzstandard folgen muss.

Der CG635 ist für die präzise Phasenpositionierung eines einzelnen Takts ausgelegt und bietet einen Einstellbereich von ±720° bei einer Phasenauflösung von unter 20 ps. Der CG792 bietet an jedem Kanal einen Phasenbereich von ±360° und ergänzt dies um eine automatische Synchronisation zwischen seinen unabhängigen Taktkanälen. Seine Synchronisationsspezifikation liegt bei einer absoluten Genauigkeit von weniger als 250 ps und einer Wiederholgenauigkeit von weniger als 25 ps. Die absolute Genauigkeit beschreibt, wie nahe die endgültige Phasenbeziehung am angeforderten Wert liegt, während die Wiederholgenauigkeit angibt, wie konsistent sich diese Beziehung reproduzieren lässt. Für FPGA-, Wandler- oder Messsysteme mit mehreren Takten bietet der CG792 daher eine direkte Kanalausrichtung, während der CG635 für die kontrollierte Phasenanpassung eines primären Takts geeignet ist.

Der CG635 akzeptiert ein externes analoges Zeitmodulationssignal mit einem Bereich von ±5 ns, einer Empfindlichkeit von 1 ns/V und einer Bandbreite von mehr als 10 kHz. Damit lassen sich Taktflanken gezielt verschieben, um die Empfindlichkeit gegenüber Phasenstörungen oder eingespeistem Jitter zu bewerten. Der CG792 unterstützt eine interne Frequenzmodulation mit Sinus-, Rechteck-, Dreieck- und Rauschsignalen bei einer Abweichung von bis zu 75 ppm des Trägers. Zusätzlich bietet er eine interne Jittermodulation bis zu 3 ms Spitze-Spitze sowie einen externen analogen Eingang von ±1 V mit einer Bandbreite von DC bis 35 kHz für Frequenz- oder Phasenmodulation. Diese Funktionen lassen sich nutzen, um Timing-Margins zu bestimmen, das Wiederherstellungsverhalten zu validieren und kontrollierte Taktstörungen während der Designverifikation nachzubilden.

Welche Schnittstelle geeignet ist, hängt vom Alter und von der Architektur des Testsystems ab. Der CG635 bietet GPIB und RS-232 und eignet sich damit für etablierte automatisierte Testplattformen, die bereits IEEE-488-Instrumentierung nutzen. Er kann zehn vollständige Gerätekonfigurationen speichern und wieder aufrufen, was wiederkehrende Aufbauten im Labor oder in der Produktion verkürzen kann. Der CG792 bietet Ethernet, USB und RS-232 sowie SCPI-basierte Befehle und Unterstützung für IEEE-488.2-Common-Commands. Ethernet ist nützlich für vernetzte Labore und Remote-Racks, während USB eine direkte lokale Verbindung ohne separaten GPIB-Controller ermöglicht. Vor der Auswahl der Schnittstelle sollten auch vorhandene Softwaretreiber, die erforderliche Befehlslatenz und Richtlinien zur Netzwerksicherheit geprüft werden.

Der CG635 bietet optional einen PRBS7-Generator mit bis zu 1,55 GHz sowie komplementäre LVDS-Takt- und Datenausgänge an SMA-Steck­verbindern. Diese Konfiguration eignet sich für Eye-Pattern-Tests mit höheren Datenraten, bei denen eine kürzere sich wiederholende Sequenz akzeptabel ist. Der CG792 umfasst die PRBS31-Erzeugung standardmäßig, die spezifizierte maximale PRBS-Rate liegt jedoch bei 100 MHz. PRBS31 liefert eine deutlich längere Sequenz und kann musterabhängiges Verhalten sichtbar machen, das mit PRBS7 möglicherweise nicht auftritt. Die Auswahl sollte daher auf der erforderlichen Datenrate, der Sequenzlänge, der Anordnung der Ausgangsanschlüsse und der Frage basieren, ob die Musterfunktion ohne zusätzliche Option enthalten sein muss.