Function & clock generators

Kies de CG635 wanneer het ontwerp één programmeerbare klok, een zeer fijne frequentie-instelling, instelbare CMOS-niveaus of GPIB-besturing nodig heeft. Het model bestrijkt 1 µHz tot 2,05 GHz en biedt een resolutie van 16 cijfers boven 10 kHz, terwijl de CMOS-uitgang instelbaar is van 0,5 V tot 6,0 V. Kies de CG792 wanneer twee of meer gerelateerde klokken moeten worden gegenereerd en gesynchroniseerd, omdat deze standaard over twee kanalen beschikt en kan worden uitgebreid tot vier. De CG792 voegt bovendien interne en externe frequentie-, fase- en jittermodulatie toe, samen met Ethernet en USB. In de praktijk draait de keuze vooral om flexibiliteit met één kanaal tegenover meerkanaalssynchronisatie met uitgebreidere connectiviteit voor automatisering.

Beide modellen specificeren minder dan 1 ps rms Jitter, gemeten over een bandbreedte van 1 kHz tot 5 MHz. Deze waarde is relevant wanneer klokonzekerheid direct bijdraagt aan de bemonsteringsruis van een ADC, de reconstructieruis van een DAC of de horizontale sluiting van een seriële-data-eye. Om bijvoorbeeld de door timing veroorzaakte fout onder een halve LSB te houden bij het digitaliseren van een 10 MHz-signaal op volle schaal met een 14-bits ADC, kan een klok-Jitter van minder dan 1 ps nodig zijn. Deze waarde omvat niet elke mogelijke bron van systeem-Jitter, zoals bekabeling, terminatie, voedingsruis of het doelapparaat zelf. Engineers moeten daarom het volledige klokpad beoordelen en de generatorspecificatie niet als het totale systeemresultaat beschouwen.

Behandel de hogesnelheids differentiële uitgangen als transmissielijnsignalen met gecontroleerde impedantie. De complementaire BNC-uitgangen van de CG635 hebben een bronimpedantie van 50 Ω en zijn bedoeld voor belastingen van 50 Ω, terwijl de LVDS- en RS-485-uitgangen aan de achterzijde 100 Ω differentiële paden via Category-6-kabel gebruiken. De differentiële BNC-uitgangen van de CG792 zijn eveneens gespecificeerd voor een belasting van 50 Ω naar aarde aan beide zijden. CMOS-uitgangen vereisen een andere aanpak: de CMOS-uitgang van de CG635 is bedoeld om via 50 Ω coaxkabel een hoogohmige belasting aan te sturen, en een terminatie van 50 Ω halveert het ingestelde uitgangsniveau. De CG792 levert 3,3 V zonder terminatie en ongeveer 1,6 V met een terminatie van 50 Ω, dus vóór aansluiting moet worden gecontroleerd of de logicadrempel van de ontvanger geschikt is.

Gebruik de standaard tijdbasis wanneer een stabiliteit van minder dan 5 ppm voldoende is voor het meetinterval en de bedrijfsomgeving. De OCXO-optie verhoogt de stabiliteit tot minder dan 0,01 ppm, terwijl de rubidiumoptie deze verlaagt tot minder dan 0,0001 ppm en bovendien minder veroudering geeft. Bij een uitgang van 1 GHz komen die stabiliteitsgrenzen overeen met nominale frequentieonzekerheden van respectievelijk 5 kHz, 10 Hz en 0,1 Hz, voordat andere fouten worden meegerekend. Voor de CG792 geldt een opwarmtijd van ongeveer 20 minuten voor de OCXO en één uur voor de rubidiumtijdbasis. Als alternatief kan een externe referentie van 10 MHz worden gebruikt wanneer de klokgenerator een bestaande laboratorium- of systeemfrequentiestandaard moet volgen.

De CG635 is bedoeld voor nauwkeurige fasepositionering van één klok en biedt een instelbereik van ±720° met een faseresolutie van minder dan 20 ps. De CG792 biedt een fasebereik van ±360° op elk kanaal en voegt automatische synchronisatie tussen de onafhankelijke klokkanalen toe. De synchronisatiespecificatie bedraagt minder dan 250 ps absolute nauwkeurigheid met een herhaalbaarheid van minder dan 25 ps. Absolute nauwkeurigheid beschrijft hoe dicht de uiteindelijke faserelatie de gevraagde waarde benadert, terwijl herhaalbaarheid aangeeft hoe consistent die relatie opnieuw kan worden gerealiseerd. Voor FPGA-, converter- of instrumentatiesystemen met meerdere klokken biedt de CG792 daarom directe kanaaluitlijning, terwijl de CG635 geschikt is voor gecontroleerde faseafstelling van één primaire klok.

De CG635 accepteert een extern analoog tijdmodulatiesignaal met een bereik van ±5 ns, een gevoeligheid van 1 ns/V en een bandbreedte die verder reikt dan 10 kHz. Daarmee kunnen klokflanken gecontroleerd worden verschoven bij het evalueren van gevoeligheid voor faseverstoringen of geïnjecteerde Jitter. De CG792 ondersteunt interne frequentiemodulatie met sinus-, blok-, driehoeks- en ruisgolfvormen, met een afwijking tot 75 ppm van de draaggolf. Daarnaast biedt hij interne Jitter-modulatie tot 3 ms piek-tot-piek en een externe analoge ingang van ±1 V met een bandbreedte van DC tot 35 kHz voor frequentie- of fasemodulatie. Deze functies kunnen worden gebruikt om timingmarges vast te stellen, herstelgedrag te valideren en gecontroleerde klokverstoringen tijdens ontwerpverificatie te reproduceren.

De geschikte interface hangt af van de leeftijd en architectuur van het testsysteem. De CG635 biedt GPIB en RS-232 en is daardoor geschikt voor bestaande geautomatiseerde testplatforms die al gebruikmaken van IEEE-488-instrumentatie. Het instrument kan tien volledige configuraties opslaan en oproepen, wat herhaalde bench- of productie-opstellingen kan verkorten. De CG792 biedt Ethernet, USB en RS-232, met SCPI-gebaseerde commando’s en ondersteuning voor IEEE 488.2 common commands. Ethernet is handig voor laboratoria in een netwerk en remote racks, terwijl USB een directe lokale verbinding biedt zonder aparte GPIB-controller. Bestaande softwaredrivers, vereiste command Latency en netwerkbeveiligingsbeleid moeten allemaal worden beoordeeld voordat de interface wordt gekozen.

De CG635 biedt een optionele PRBS7-generator tot 1,55 GHz, met complementaire LVDS-klok- en data-uitgangen op SMA-connectoren. Deze configuratie is geschikt voor eye-patroontests met hogere datasnelheden waarbij een kortere repeterende sequentie acceptabel is. De CG792 bevat PRBS31-generatie als standaardfunctie, maar de gespecificeerde maximale PRBS-snelheid bedraagt 100 MHz. PRBS31 levert een veel langere sequentie en kan patroonafhankelijk gedrag zichtbaar maken dat met PRBS7 mogelijk niet optreedt. De keuze moet daarom worden gebaseerd op de vereiste datasnelheid, sequentielengte, configuratie van de uitgangsconnectoren en de vraag of de patroonfunctie zonder extra optie aanwezig moet zijn.