Talk IT_ LeCroy_오창훈_110923

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Talk IT_ LeCroy_오창훈_110923

  1. 1. WaveRunner High Resolution Oscilloscopes최고의 신호 품질가장 높은 분해능가장 낮은 노이즈최고의 정확도
  2. 2. 내용 HRO 사양 소개 8비트와 12비트 오실로스코프의 차이점 12 비트 응용분야 예 WaveRunner HRO 6 Zi 스펙 완벽한 프로빙 솔루션 요약 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 2
  3. 3. WaveRunner HRO 6 Zi최고의 디버그 장비최고의 분해능가장 낮은 노이즈최고의 정확도
  4. 4. WaveRunner 시리즈 성공 스토리 1999 처음 소개된 이후 르크로이의 성공에 기여한 제품군 처음 출발부터, 가장 긴 메모리, 높은 샘플링 속도 및 시리얼 트리거 및 다양한 분석 능력을 보유한, 가격대 성능비가 뛰어난 장비 WaveRunner 6Zi & HRO 6Zi 400 MHz – 4 GHz Bandwidth WaveRunner WaveRunner-2 WaveRunner 6000 WaveRunner Xi WaveRunner Xi- 200 MHz – 500 200 MHz – 1 GHz 400 MHz – 2 GHz 400 MHz – 2 GHz A MHz 400 MHz – 2 GHz 1999 2001 2003 2006 2009 Company Confidential 2011 4
  5. 5. WaveRunner HRO 6 Zi Oscilloscopes 12-bit ADC 분해능  ERES 사용시 15-bit 분해능 가능  55 dB 신호대 잡음비(SNR) 최고의 정확도  ± 0.5% DC 수직축 게인 정확도 긴 메모리  256 Mpts/ch 고성능 분석 툴  연산 및 측정  향상된 FFTs  지터 분석  17 종의 시리얼 디코드 및 트리거  멀티 스태이지 트리거 및 측정 파라메터 트리거 5 Company Confidential 2011
  6. 6. WaveRunner HRO 6 Zi Oscilloscopes 400 MHz , 600 MHz 모델 모든 채널에서 2 GS/s 샘플링 속도 1 mV 수직축 민감도(@ full bandwidth) 최대 ± 400 V 옵셋 범위 20 MHz, 100 MHz, 200 MHz, 350 MHz 필터를 이용하여 추가적으로 노이즈 제거 혁신적인 12.1 인치의 회전 및 피봇 기능이 탑재된 터치스크린 화면 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 6
  7. 7. High Resolution OscilloscopeLow Voltage & Current Detection System 최고 수직축 민감도 설정한 전형적인 8-비트 스코프 동일한 설정에서 HRO 12-비트 스코프 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 7
  8. 8. 최고의 분해능12-비트는 8-비트 보다 16배의 분해능을 제공한다. 분해능 = 가능한 레벨의 개수 = 2 비트수 ADC 분해능 레벨 개수 동작범위* 8 256 48 dB 12 4096 72 dB 양자화 에러 낮은 분해능을 가진 오실로스코프 높은 분해능을 가진 오실로스코프 * 동작범위(Dynamic Range) : 표현가능한 최대 레벨과 최소 레벨의 비. 비율은 데시벨로 표시하며, 숫자가 클수록 미세 신호를 정확하게 측정할 수 있다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 8
  9. 9. 최고의 분해능12-비트 스코프는 미세 신호 변화 감지 가능 비트수가 높아진다는 것은 측정 가능한 전압 값이 작아짐을 의미  8V 신호를 측정한다고 가정하고, 8-비트와 12-비트 ADC를 비교하면, 8 비트 : 31.3mV, 가장 낮은 전압 레벨 12비트 : 1.95mV 로 12비트 스코프에서 더 정확한 신호 측정 가능 전체 범위 8 bits 12 bits 80 V 312.5 mV 19.5 mV 40 V 156.2 mV 9.76 mV 31.3mV 20 V 78.1 mV 4.88 mV 8V 31.3 mV 1.95 mV 4V 15.6 mV 976 µV 1.6 V 6.3 mV 390 µV 800 mV 3.1 mV 195 µV 8-비트 ADC 스코프 @8V 범위 400 mV 1.56 mV 97.6 µV 160 mV 625 µV 39 µV 1.95mV 80 mV 313 µV 19.5 µV 40 mV 156 µV 9.76 µV 16 mV 62.5 µV 3.9 µV 8 mV 31.2 µV 1.95 µV 12-비트 ADC 스코프 @ 8V 범위 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 9
  10. 10. 8 비트와 12비트 스코프 측정 비교  8비트와 12비트 스코프를 이용하여 5번째 오실레이션의 peak-to-peak 측정  8 비트 스코프에서도 파형이 관측되고는 있지만, 측정 값의 편차를 비교했을 8 Bit Scope 때 12 비트 스코프가 더 정확도가 높다는 것을 알 수 있음. 12 Bit Scope WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 10
  11. 11. 8 비트와 12비트 스코프 측정 비교  르크로이의 WaveStream 디스플레이를 이용하여 점유 레벨 확인  12 비트 오실로스코프에서 노이즈가 낮음을 확인할 수 있음. 8 Bit Scope 12 Bit Scope WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 11
  12. 12. 8 비트와 12비트 스코프 측정 비교  12 비트 오실로스코프 HRO에서 phase noise 를 매우 효과적으로 수행할 수 있다. 8-bit 12-bit 8비트 트레이스에서는 아래의 피크를 확인할 수 없음. Baseline noise of -82 dBc Baseline noise of -94 dBc  8-비트 스코프 그림에서 미세한 성분들이 얼마나 사라졌는지 확인.  12 비트 스코프에서 8비트 스코프 보다 노이즈 플로어가 얼마나 향상되는지 확인 가능 Company Confidential 12
  13. 13. 8 비트와 12비트 스코프 측정 비교  Single Tone 신호의 FFT 결과에서 12 비트 HRO 에서는 감지된 톤을 8 비트에서는 구분하지 못하고 있다. 8-bit 12-bit  HRO에서 쉽게 8번째 톤을 감지하여 표시했지만, 8 비트 스코프에서는 표시하지 못하고 있다. Company Confidential 13
  14. 14. 멀티 톤(Multi – tone) 12 비트 높은 분해능을 가진 오실로스코프가 8 비트 스코프보다 높은 동작 범위를 가지고 있음을 알 수 있다. Dynamic Spurious 78dB 44dB 89dB 80dB WaveRunner 6Zi 8bit WaveRunner HRO 6Zi 12bit WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 14
  15. 15. 긴 메모리와 빠른 샘플링 속도가장 빠른 신호와 가장 느린 신호를 쉽게 포착할 수 있음. 256 Mpts/ch 의 분석 메모리 – 기존의 8비트 WaveRunner 시리즈와 동일한 메모리 길이 제공 전 채널 에서 2 GS/s 제공최고의 수직축 분해능으로 포착한 순간적으로 30 초 동안 발생된 신호를 10MS/s의 샘플링빠르게 변화된 신호. 속도로 포착하여, 측정 값의 경향와 특정 이벤트를 검색할 수 있다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 15
  16. 16. 55 dB 신호대잡음비8 비트 오실로스코프 보다 약 3-4 배 좋은 특성 신호대잡음비(SNR):  데이벨(dB)로 표시되며, 필요한 신호와 불필요한 노이즈가 섞여 있을 경우, 신호 성분과 노이즈 성분과의 비.  SNR이 클 수록 정확한 신호 검출이 가능하다.  8비트 스코프의 SNR은 약 35 dB, 12 비트 오실로스코프는 약 55 dB ~ 44- 48 dB SNR 55 dB SNR 8-bit Oscilloscope WaveRunner HRO 6 Zi 12-bit Oscilloscope WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 16
  17. 17. WaveRunner High Resolution Oscilloscopes12-비트 스코프가 필요한 응용분야 예
  18. 18. 문제 해결의 예 12 비트 분해능을 가진 오실로스코프가 필요한 응용분야  높은 분해능을 가진 센서 및 액츄에이터  의료 분야 (EKG, EEG 등의 신호는 노이즈 레벨에 가까운 낮은 신호)  RF-신호 / 모듈레이션  전력 측정  비파괴 검사…. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 18
  19. 19. 높은 분해능을 가진 센서 및 액츄에이터 센서와 액츄에이터는 높은 분해능으로 동작  8 비트 스코프는 최대 256레벨로 신호를 포착하고 보여준다.  만약 256 레벨 이상을 사용한다면, 더 높은 분해능을 가진 오실로스코프가 필요하다. 예:  Revolutions per minute (RPM)  고도 차 측정  ... WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 19
  20. 20. 높은 분해능을 가진 센서 및 액츄에이터 8 Bit Scope 8 Bit Scope with ERES 12 Bit Scope 12 Bit Scope with ERES WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 20
  21. 21. 높은 분해능을 가진 센서 및 액츄에이터 결론:  높은 분해능을 가진 센서와 액츄에이터는 높은 분해능의 오실로스코프가 필요하다.  8비트 오실로스코프에서 포착한 신호는 비교적 노이즈가 섞여있다.  더 나은 결과를 얻기위해서는 , 노이즈 필터 (ERES-Enhanced Resolution) 을 사용할 수 있다.  ERES 필터를 적용했을 때, 신호의 에지 부분에서 발생되는 빠른 오실레이션 신호가 필터링 될 수 있다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 21
  22. 22. 의료 분야 측정 의료용 측정 장비들은 매우 낮은 전압 신호를 측정해야 한다.  8 비트 스코프는 충분하지 않은 측정범위(Dynamic Range)를 가지고 있기 때문에 진폭이 낮은 신호 측정에 문제가 발생할 수 있다. range. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 22
  23. 23. 의료 분야 측정 8 Bit Scope 8 Bit Scope with ERES 12 Bit Scope 12 Bit Scope with ERES WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 23
  24. 24. 의료 분야 측정 결론:  EKG 의 진폭은 매우 낮아 8 비트 스코프의 자체 노이즈 레벨에 가깝다.  8 비트 스코프에서는 ERES 필터를 적용했을 때만, 원 파형 관측이 가능하지만, 신호의 품질이 좋지 않다.  12 비트에서는 신호에서 중요한 오버슛 또는 언더 슛 등을 포착할 수 있다. 8 비트 스코프 8 비트 스코프 (ERES) 12 비트 스코프 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 24
  25. 25. RF-신호 / 모듈레이션 신호 실시간으로 UWB, OFDM, IQ-신호를 포착하려면, 높은 주파수 대역이 높고, 동작 범위가 넓은 ADC가 필요하다. 8-비트 스코프는 이런 종류의 신호를 관측할 때 품질이 좋지 않을 때가 있다.  대부분의 신호들은 IF-Band 를 측정하기 때문에 HRO는 충분한 대역폭을 제공한다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 25
  26. 26. RF-신호 / 모듈레이션 신호 Dynamic Spurious 78dB 44dB 89dB 80dB WaveRunner 6Zi 8bit WaveRunner HRO 6Zi 12bit WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 26
  27. 27. RF-신호 / 모듈레이션 신호 결론:  IF-Band 신호를 포착하기에는 400 MHz/600 MHz 아나로그 주파수 대역은 충분한 대역폭이다.  12-비트 분해능은 높은 동작범위를 제공한다.  HRO는 55 dB 이상의 신호대잡음비를 제공한다.(SNR)  HRO는 뛰어난 spurious-free dynamic range를 제공한다.  IQ-신호에서 EVM 은 매우 중요한 파라메터이다. 보다 나은 EVM 결과를 얻기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요하다.  넓은 동작범위(Dynamic range)  높은 SFDR(Spurious free dynamic range )  높은 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio) WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 27
  28. 28. 전력측정 분야 전력 측정 분야에서는 두 가지의 신호 측정을 기반으로 한다.  전류 측정  전압 측정 일반적으로 큰 신호를 측정하기 위한 전압 범위에서 측정하지만 높은 분해능 오실로스코프를 사용하면 작은 신호의 변화도 감지 가능. 장시간 측정 필요 (매우 긴 포착 메모리 필요) 전압과 전류 측정 높은 High dv/dt 차동 모드 측정 (Flyback 컨버터의 예) (DA1855A Differential Amplifier 와 AP015 Current Probe 사용) WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 28
  29. 29. 전력 측정 분야  8 비트 스코프에서의 전압 측정  12 비트 스코프에서의 전압 측정 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 29
  30. 30. 전력 측정 분야 - SMPS  SMPS는 효율이 높고, 크기가 작아서 가장 많이 사용되고 있다.  작은 로드의 변화에 따른 파워 서플라이의 출력을 포착한 그림.  8 비트 Conventional 8 bit Scope 스코프에서는 보여 주지 못하는 오실레이션을 12 비트 오실로스코프에서는 빠른 주파수의 오실레이션을 확인할 수 있다. 12 Bit HRO Scope
  31. 31. 전력 측정 분야 결론:  12 비트 오실로스코프에서만 중요한 언더슛 또는 오버슛을 관측할 수 있다.  전력 계산(voltage x current)값은 높은 분해능을 이용했을 때 많은 장점이 있다.  8-bit voltage x 8-bit current = 256 Points x 256 Points = 65,536 Points  12-bit voltage x 12-bit current = 4096 Points x 4096 Points = 16,777,216 Points  조금나 리플성분은 높은 분해능에서 더욱 측정과 관측이 용이하다.  노이즈 제거를 위해서 ERES 필터를 사용하면, 빠른 신호의 에지 부분의 신호가 필터링 될 수 있다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 31
  32. 32. Phase Locked Loops (PLL) Applications Phase Locked Loops (PLL) 은 통신 분야에서 주파수 생성용으로 널리 사용되고 있다. 중요한 소자중의 하나인 Voltage Controlled Oscillator (VCO)가 최적의 성능을 낼 수 있도록 조심스럽게 평가해야 한다. VCO의 DC 제어 전압에 섞인 노이즈는 성능에 영향을 끼치며, 필터의 차단 주파수를 낮추는 것이 하나의 해결책. 하지만 이것은 측정 정확도와 주파수 스윕 율을 저하시키게 된다.
  33. 33. Phase Locked Loops (PLL) Applications 8비트 스코프에서 보여지는 노이즈를 포함한 VCO 제어 파형. 낮은 분해능과 많은 노이즈는 제어 파형의 노이즈를 구분하기에 부족함이 있다. 12 비트 스코프에서 보여지는 동일한 제어파형. 제어 파형에 실려있는 노이즈를 쉽게 구분할 수 있다.
  34. 34. WaveRunner High Resolution Oscilloscopes사양 요약
  35. 35. WaveRunner HRO 6 Zi Oscilloscopes 12-bit ADC 분해능  ERES 사용시 15-bit 분해능 가능  55 dB 신호대 잡음비(SNR) 최고의 정확도  ± 0.5% DC 수직축 게인 정확도 긴 메모리  256 Mpts/ch 고성능 분석 툴  연산 및 측정  향상된 FFTs  지터 분석  17 종의 시리얼 디코드 및 트리거  멀티 스태이지 트리거 및 측정 파라메터 트리거 35 Company Confidential 2011
  36. 36. WaveRunner HRO 6 Zi Oscilloscopes 400 MHz , 600 MHz 모델 모든 채널에서 2 GS/s 샘플링 속도 1 mV 수직축 민감도(@ full bandwidth) 최대 ± 400 V 옵셋 범위 20 MHz, 100 MHz, 200 MHz, 350 MHz 필터를 이용하여 추가적으로 노이즈 제거 혁신적인 12.1 인치의 회전 및 피봇 기능이 탑재된 터치스크린 화면 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 36
  37. 37. WaveRunner HRO 6 Zi OscilloscopesModel LeCroy LeCroy  HRO 6 Zi 메모리 옵션 WaveRunner WaveRunner HRO 64Zi HRO 66Zi  128 Mpts/ChBandwidth 400 MHz 600 MHzChannels 4 4Resolution 12-bit 12-bit  256 Mpts/ChSample Rate(All Ch) 2 GS/s 2 GS/s  모든 시리얼 데이터, 연산, 측정Standard Memory 64 Mpts 64 Mpts(per Ch.) per Ch. per Ch. 및 분석 툴 옵션 제공Max Optional 256 256Memory (per ch) Mpts/ch Mpts/ch  완벽한 프로빙 솔루션 WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 37
  38. 38. 완벽한 프로브 솔루션 20 MHz ~ 1.5 GHz 의 차동 프로브ZD500, ZD1000, ZD1500 ADP300, ADP305 ZD200• 500 MHz, 1 GHz, 1.5 GHz • 20 MHz, 200 MHz • 200 MHz• Wide Dynamic Range • 1,000 VRMS Common Mode Voltage • Low Cost• Large Accessory options • 1,400 Vpeak Differential Voltage • Perfect for Serial Data/ Automotive WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 38
  39. 39. 요약 12-비트 분해능 (15-비트 분해능, ERES 사용시) 55 dB 신호대잡음비 (SNR)  낮은 진폭 신호를 쉽게 측정할 수 있음 ± 0.5% DC 수직축 게인 정확도 1 mV 전압 민감도 @ 전대역 ± 400 V 옵셋 범위  8 비트 스코프의 경우 ± 10 V 의 옵셋 범위 만 제공 ERES 는 대역폭을 제한하므로 신호의 모양을 변화시킬 수 있음.  ERES 를 사용하지 않은 12 비트 스코프를 사용하는 것이 8비트 스코프에서 ERES를 사용하는 방법보다 좋은 솔루션임. 큰 진폭을 가진 파형을 측정하면서, 그 안에 섞인 작은 신호를 보기 위해 수직축 분해능을 변화시키지 않은 상태에서 자세하게 관측/측정하는 것이 가능하다. WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 39
  40. 40. 참 석 해 주 셔 서 감 사 합 니 다.! Q&A WaveRunner HRO 6 Zi 9/23/2011 40

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