Welche Art von Oszilloskopen sind für die Messung von USB 3 Super Speed-Signalen geeignet?

USB 3.0 betreibt die zusätzlichen Lanes mit 5 Gbit/s, was einem Takt von 2,5 GHz entspricht. Sie benötigen also wahrscheinlich mindestens 3 GHz Bandbreite als absolutes Minimum . Ziemlich teuer! Um alles klar zu sehen, benötigen Sie noch mehr Bandbreite, da die Signale mehrere Harmonische haben - Sie benötigen mindestens die 3. Harmonische bei 7,5 GHz und vorzugsweise die 5. Harmonische bei 12,5 GHz, um auch nur annähernd quadratisch zu sehen.

Was die Leute jedoch vergessen, ist, dass ein Oszilloskop nur so gut ist wie die Sonden, mit denen es verbunden ist. Sie brauchen also nicht nur ein Oszilloskop mit ausreichender Bandbreite, sondern auch eine Sonde mit entsprechender Bandbreite. Die Signale sind auch differenziell, sodass wahrscheinlich eine differenzielle Sonde erforderlich ist.

Bei hohen Frequenzen wie bei USB 3.0 sind elektrische Signale in Drähten im Grunde EM-Wellen, die in einem Wellenleiter (dem Kabel) eingeschlossen sind. Diese Signale sind unglaublich empfindlich gegenüber Impedanzfehlanpassungen, so dass das Ankleben einer alten Sonde mit einem langen Kabel die Signale nur verzerren wird.

Sie benötigen eine Sonde mit sehr geringer Kapazität, die mit möglichst wenig zusätzlichem Kabel mit den Signalen verbunden ist. Um das Kabel kurz zu halten, ist im Wesentlichen ein aktiver Differentialtastkopf erforderlich. Erwarten Sie, dass eine solche Sonde alleine im Bereich von über 7.000 US-Dollar liegt!

Bei jedem Oszilloskop-Hersteller findet man einige Faustregeln, wie „5-fache Signalrate“ oder „Sie wollen mindestens die 5. Harmonische sehen“ und es kommt auch ganz darauf an, was man damit machen möchte. Wollen Sie nur versuchen, es zu entschlüsseln? Möchten Sie die Augendiagrammqualität mit und ohne Entzerrung beurteilen?

Als eines der Beispiele empfiehlt LeCroy für Signalqualitätsuntersuchungen die 2,5- bis 3-fache Bitrate (denken Sie daran, sie sind rechteckig), was für USB3 Super Speed ​​mit 4,8 Gbit/s eine analoge Bandbreite von 12 bis 14,4 GHz bedeutet, was dann bedeutet viel mehr Abtastrate und wirklich viel Geld.

Eine entsprechende LeCroy-Präsentation finden Sie hier

Das dient jetzt natürlich der Messung der Signalqualität, um überhaupt etwas zu sehen, kommt man wahrscheinlich mit der halben Bandbreite davon.

Hier ist das Diagramm. Benötigter Umfang BW 13 Ghz