Teledyne LeCroy établit de nouveaux records en oscilloscopie numérique

Avec la série WaveMaster 8000HD, le fabricant américain améliore encore un peu plus la bande passante, la résolution verticale et la fréquence d’échantillonnage des oscilloscopes numériques destinés à l’analyse des communications série de nouvelle génération.

Les technologies de données en série gagnent en vitesse : la PCI Express (PCIe) 6.0 offre désormais un débit de 64 GT/s et l’USB4 v2.0, un débit de 80 Gbit/s, ces deux nouvelles spécifications utilisant des signaux de modulation d’amplitude d’impulsions (PAM) à plusieurs niveaux. La complexité des liaisons de données série augmente également en raison de l’utilisation de l’égalisation dynamique des liaisons, de la négociation, de l’apprentissage et des opérations de prise de contact pour établir et maintenir les taux de transfert les plus élevés.

Certaines de ces opérations sont effectuées sur des liaisons de données sérielles parallèles à faible vitesse en utilisant une combinaison de signaux de la couche physique et de communications de protocole. L’augmentation de la vitesse et l’utilisation de signaux multi-niveaux nécessitent une augmentation de la bande passante et de la résolution verticale des oscilloscopes numériques.

C’est ainsi que Teledyne LeCroy, entité du conglomérat américain Teledyne Technologies, vient de dévoiler la série d’oscilloscopes numériques WaveMaster 8000 HD, qui établit de nouveaux « standards » en termes de bande passante, de « haute définition » (HD) et de fréquence d’échantillonnage. Les douze modèles d’ores et déjà disponibles – les six oscilloscopes WaveMaster 8000HD et les six analyseurs de données série SDA 8000HD – se caractérisent d’abord par la présence de 4 voies de mesure et une résolution de 12 bits.

« Cette résolution verticale est obtenue sans compromis de taille mémoire, de vitesse d’échantillonnage et/ou de bande passante, rappelle Jean Laury. La difficulté n’est pas tant d’avoir de CAN 12 bits très haute vitesse que de disposer d’un étage d’entrée, qui permet de restituer le signal en éliminant un maximum de bruit », explique Jean Laury, EMEA Vice President of Sales Deputy de Teledyne LeCroy.

Une fréquence d’échantillonnage jusqu’à 320 Gbit/s

La bande passante maximale est de 20 GHz (WaveMaster/SDA 8200HD), 25 GHz (WaveMaster/SDA 8250HD) et 33 GHz (WaveMaster/SDA 8330HD, 8500HD, 8590HD et 8650HD). Elle peut être étendue respectivement jusqu’à 50, 59 et 65 GHz pour les modèles WaveMaster/SDA 8500HD, 8590HD et 8650HD. Les oscilloscopes concurrents UXR de l’Américain Keysight Technologies et DPO70000SX de leur compatriote Tektronix affichent respectivement une bande passante maximale de 10 à 110 GHz, sous une résolution de 10 bits, et de 13 à 67 GHz (70 GHz typique), sous une résolution de 8 bits.

« S’ils ne se positionnent pas au-dessus des séries concurrentes, nos nouveaux oscilloscopes affichent toutefois un record mondial en termes de fréquence d’échantillonnage, qui atteint 160 Géch/s par voie en standard et, surtout, 320 Géch/s, par entrelacement des voies, pour les WaveMaster/SDA 8500HD, 8590HD et 8650HD », affirme Jean Laury. Les séries concurrentes atteignent quand même 128 Géch/s (256 Géch/s sur la moitié des voies) pour les UXR et 100 Géch/s, ou 200 Géch/s, pour les DPO70000SX.

Les nouveaux oscilloscopes de Teledyne LeCroy se distinguent également de la concurrence par leur profondeur mémoire : en standard, elle atteint 200 Mpoints par voie (400 Mpoints par voie pour les SDA) et, en options, jusqu’à 8 Gpoints (16 Gpoints). « Avec une mémoire 8 Gpoints, il est possible de capturer une durée de 100 ms à pleine fréquence d’échantillonnage. Une autre performance record des WaveMaster/SDA 8000HD est le déclenchement série matériel jusqu’à 8 Gbit/s en standard et 16 Gbit/s en option », ajoute Jean Laury.

Plate-forme matérielle et SDA Expert revus

Afin de proposer de telles performances, Teledyne LeCroy est reparti d’une feuille vierge pour la conception de sa nouvelle série. « Nous avons par exemple redévelopper de nouveaux composants et intégrer, pour la première fois, des FPGA, qui sont devenus réellement performants, pour réaliser le traitement de signal. Que ce soit pour les calculs (FFT, filtrage, analyse série) et pour la correction des données au niveau de la conversion », explique Jean Laury.

Le fabricant a par ailleurs amélioré son package logiciel SDA Expert. Les WaveMaster 8000HD conservent les capacités de validation et de débogage de ses prédécesseurs, tout en ajoutant de nouvelles options logicielles d’analyse de données série (analyse personnalisée pour PCI Express, USB, DisplayPort…). Il s’agit du premier outil d’analyse de diagramme de l’œil et de gigue avec expertise technologique intégrée, ce qui en fait un logiciel intuitif à utiliser.

« Nous nous sommes appuyés sur les retours d’utilisateurs pour revoir la façon de proposer les analyses : par le passé, il fallait appeler une fonction donnée pour configurer l’écran et lancer l’analyse ; maintenant, lors du lancement, le logiciel demande le type de signal à visualiser et montre alors un schéma sur la façon d’effectuer la mesure (points de mesure par SMA ou par sonde, égalisation ou non). Il y a une assistance plus complète et une interface encore plus conviviale qu’auparavant pour effectuer les mesures avec une intégrité de signal optimisée », poursuit Jean Laury.

Des sondes dédiées aux signaux à haute vitesse

Teledyne LeCroy réserve par ailleurs d’autres particularités avec ses WaveMaster 8000HD, comme les nouvelles sondes ProAxial DH-PX pour les mesures à haute vitesse et à faible bruit, un processeur i7 avec 64 Go de Ram, indispensable pour traiter et analyser rapidement une quantité énorme de données, la fonctionnalité CrossSync PHY assurant une connection synchronisée entre un oscilloscope et un analyseur de protocole (couches physique et protocole d’un signal), la fonctionnalité de mesures TX et RX avec le testeur MP1000A du Japonais Anritsu.

« Nos WaveMaster/SDA 8000HD prennent une légère longueur d’avance sur les produits concurrents pour les applications de validation, d’intégration et de débogue », affirme Jean Laury. La nouvelle série va remplacer le modèle WaveMaster 8-Zi de bande passante de 20 GHz et se positionnera au-dessus des WavePro HD jusqu’à 4 GHz (8 GHz sur 2 voies) et 12 bits, ainsi que des modèles WaveMaster 8-Zi de bande passante de 8 et 13 GHz (8 bits). « Une extension des WaveMaster/SDA 8000HD est d’ores et déjà prévue en 2024 », annonce même Jean Laury.