新技術ATIで実現した70GHz帯域のリアルタイム・オシロスコープ

テクトロニクス社は、数々の技術革新を搭載した超広帯域リアルタイム・オシロスコープDPO70000SX型70GHzATIパフォーマンス・オシロスコープを発表した（図1）。

ATIオシロスコープの技術革新

同社の新製品、リアルタイムオシロスコープDPO70000SX型の特長として同社は、世界初のATI技術、200GS/sのサンプル・レート、小型パッケージング、UltraSyncアーキテクチャーを挙げている。
　実は、この新製品は、ATI技術を採用したDPO77002SXとATI技術搭載ではない33GHz帯域、100GS/sのDPO73304SXとに分けられる。DPO7に続く70は70GHzを、33は33GHzを示している。
　ここでは、広帯域を実現する同社の特許技術ATI（非同期タイム・インターリーブ、Asynchronous Time Interleaving）を紹介していく。
　これまで、同社の競合ベンダーは、周波数インターリーブ技術を採用することで広帯域を実現してきた。これは、アナログ信号をデジタル化するためのADCに広帯域を処理する能力がないためで、その対策の一つが周波数インターリーブという技術。この技術では、入力信号を高い周波数と低い周波数に分割し、高い方だけをダウンコンバートして低い周波数に換える。その後、ローパスフィルタを通してそれをデジタル化する（図2）。
　この方式の問題点は2つあるとして、次のように指摘している。
　「まず、非対称となっているパスの違いが影響する。信号のリコンストラクションは非常に難しい。パスの違いにより、スティッチングの部分、広帯域部分と低滞域部分とのつなぎ目にギャップが出る。例えば、30GHz付近の振幅が2dB、20％落ちる。この部分で計測すると20％低い信号値として現れ、正確な測定にならない。もう1つ、それぞれ半分の周波数の信号に重畳したノイズが、リコンストラクトすると加算され、ノイズが増える」。
　指摘されている問題点は2つあり、スティッチング部分の振幅低下とノイズの増加である。このスティッチング部分の問題は、単にパスがシンメトリックでないことだけでなく、周波数インターリーブという方式そのものに問題があるともとれる。これらを克服する技術は、周波数インターリーブではなく、タイムインターリーブではあるが、ただADCの数を増やしてインターリーブすると「デバイスのタイム・アライメントのコントロールが難しくなる」として同社は、それにさらに一工夫した新技術ATIを開発した。同社の説明を聞く限りでは、ATIは「パラダイムシフト」と言っていいだろう。ATI技術については次のようになっている。

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出典元
https://ex-press.jp/wp-content/uploads/2015/05/LFWS201505_wn3.pdf