[发明专利]超高速数字荧光串行信号分析仪

权利要求书

1.一种超高速数字荧光串行信号分析仪，包括宽带模拟前置通道、多通道数据采集及处理器、串行信号分析模块、主控计算机、操作系统及软件体系、显示及用户交互模块以及电源模块；所述主控计算机在操作系统及软件体系监控下实现信号、波形数据的显示及用户交互；其特征在于：所述串行信号分析模块的硬件包括时域均衡器、CDR、DEMUX、FPGA，输入信号首先送入宽带模拟前置通道，进行放大或衰减，而后送入多通道数据采集及处理器的ADC，同时送入串行信号分析模块的时域均衡器进行均衡；经均衡后的信号送入CDR进行时钟提取；再进入DEMUX进行分相送入FPGA，在FPGA内进行8b/10b解码以及码型匹配，从而生成触发信号实现码型触发；所述串行信号分析模块的软件过程包括眼图生成、抖动分析、抖动定时分析、协议解码以及模板比较；所述多通道数据采集及处理器还包括依次双向连接的采样模块、数据交换与管理模块、波形数据测量与分析系统、数据存储模块、数字荧光成像模块；所述数字荧光成像模块还与数据交换与管理模块双向连接；所述多通道数据采集及处理器采用基于数字信号处理及数字预失真的信号链补偿模块；信号链补偿模块是由参考信号源、模拟前端、ADC、时域均衡器、滤波器以及信号链补偿控制器构成的一个闭环回路；参考信号源产生校准信号；校准信号经过模拟前端后分别送入多片ADC，转换为多路数字信号后送入时域均衡器和滤波器，经信号链补偿模块补偿后的参考信号送入信号链补偿控制器，由信号链补偿控制器进行计算，得出进一步的补偿参数送入时域均衡器和滤波器，直到达到最佳信号质量；其中时域均衡器实现了信号的时域补偿，包括非线性补偿和线形补偿，滤波器实现了频域均衡和相位调整。

2.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述的校准信号经过模拟前端后分别送入4片ADC，转换为4路数字信号后送入时域均衡器和滤波器。

3.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述多通道数据采集及处理器的协议及串行码型触发为调试串行构架，使用硬件时钟恢复电路对NRZ串行数据流进行串行码型触发，并将物理层和链路层中的事件关联。

4.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述宽带模拟前置通道采取了微波薄膜电路、射频继电器、EDA设计、信号链补偿模块。

5.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述数字荧光成像模块采用数字荧光波形成像引擎和高速成像算法；数字荧光波形成像引擎的工作方式是通过对物理示波管的数字化模拟实现高性能的波形成像技术；数字扫描器产生扫描信号经过数字光栅的控制在数字荧光体上成像，其成像位置受进入数字光栅的数字化波形信号流而偏转；而数字荧光体的特性类似于化学荧光粉，被“激发”时会增加“亮度”，其余时间“亮度”会逐渐衰减；所不同的是，其激发过程和余辉过程都是完全可编程决定的；在数字荧光波形成像引擎中，数字荧光体由高速半导体存储器实现，其写入时钟频率为533M字/s。

6.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述数据存储模块采用数据压缩方法，存储的波形经过数字荧光波形成像引擎成像及数据处理后，形成了512×1024×9位的图像；采用高速串行接口；系统采用星形拓扑结构，每个通道采用点对点的数据链路连接至数据交换模块；每个链路采用两对差分传输线实现全双工传输；在数据通过PCI总线传输至主控计算机的同时，主控计算机即将数据写入硬盘。

7.根据权利要求6所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：波形的帧传输速率定为60fps。

8.根据权利要求6所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述硬盘为PC用硬盘驱动器；这里使用500GB的2.5英寸硬盘驱动器。

9.根据权利要求1所述的超高速数字荧光串行信号分析仪，其特征在于：所述电源模块包括依次连接的开关电源、DC-DC变换器和模块电源。