NBSG111评估板：助力高速时钟数据驱动评估

在电子设计领域，对于高速时钟数据驱动的评估至关重要。ON Semiconductor推出的NBSG111评估板，为工程师们提供了便捷、高效的评估方案。下面，我们就来详细了解一下这款评估板。

文件下载：NBSG111BAEVB.pdf

评估板概述

NBSG111评估板是专门为快速评估NBSG111 (GigaComm ^{TM}) 1:10时钟数据驱动器而设计的。该驱动器允许在两个输入之间进行选择，并扇出10个相同的差分输出。其采用的Reduced Swing ECL（RSECL）输出，能确保最小的噪声和快速的开关边沿。评估板采用两层设计，以实现更高的性能。在标准实验室设置和测试中，需要使用分体（双）电源，这样示波器的50阻抗就可以用作ECL信号的终端（在分体电源设置中，(V{TT}=V{CC}-2.0 ~V) ，VTT为系统接地）。

可进行的测量

使用该评估板，可以在单端或差分操作模式下进行以下测量：

• 抖动：衡量信号在时间上的不稳定程度。
• 输出偏斜：各输出信号之间的时间差异。
• 增益/回波损耗：反映信号传输过程中的能量损失情况。
• 眼图生成：直观展示信号的质量和性能。
• 频率性能：评估信号在不同频率下的表现。
• 输出上升和下降时间：体现信号的转换速度。
• VIHCMR（输入高共模范围）：确定输入信号的共模电压范围。

需要注意的是，单端测量只能在 (V{C C}-V{E E}=3.3 ~V) 的板设置下进行。

时域测量设置

基本设备

设备描述	示例设备	数量
双输出电源	HP6624A	1
示波器	TDS8000带80E01采样头	1
差分信号发生器	HP 8133A、Advantest D3186	1
带SMA连接器的匹配高速电缆	Storm、Semflex	10
带夹子的电源电缆		3

设置步骤

1. 连接电源：通过表面贴装夹子为电路板提供 (VCC) 、 (V{EE}) 和GND三个电源电平。使用分体电源模式时， (GND=V{TT}=V_{CC}-2.0 ~V) 。具体电源连接如下：
   • 3.3 V设置：(VCC = 2.0 V) ，(VTT = GND) ，(VEE = −1.3 V) 。
   • 2.5 V设置：(VCC = 2.0 V) ，(VTT = GND) ，(VEE = −0.5 V) 。
2. 连接输入：
   • 差分模式（3.3 V和2.5 V操作）：将发生器的差分输出连接到设备的差分输入（CLK0和CLK0）。
   • 单端模式（仅3.3 V操作）：将交流耦合单端输出发生器连接到输入。为获得最佳效果，未连接的输入应通过50电阻端接到 (VTT) 。
3. 设置输入信号：
   • 将信号发生器的幅度设置为500 mV，信号发生器的幅度可在75 mV至900 mV之间变化，以产生400 mV的被测设备输出。
   • 将信号发生器的偏移设置为660 mV（标称RSECL PECL输出的中心）。只要 (V_{IH}) 在 (IHCMR) 范围内，信号发生器的偏移就可以变化，具体可参考设备数据手册。
   • 将发生器输出设置为PRBS数据信号，或设置为占空比为50%的方波时钟信号。
4. 连接输出信号：将设备的输出（Q0、Q1等）连接到示波器。示波器采样头必须具有内部50接地终端。当使用单个输出时，该对中未连接的输出必须通过50电阻端接到VTT，以实现最佳操作。未使用的对可以不连接。由于 (V_{TT}=0 ~V) ，建议使用标准的50 SMA终端。

频域测量设置

基本设备

设备描述	示例设备	数量
双输出电源	HP 6624A	1
矢量网络分析仪（VNA）	R&S ZVK（10 MHz至40 GHz）	1
180°混合耦合器	Krytar Model #4010180	1
带50 Q电阻终端的偏置三通		1
带SMA连接器的匹配高速电缆	Storm、Semflex	3

设置步骤

1. 连接电源：与时域测量的电源连接方式相同。需要注意的是，对于频域测量，不建议使用2.5 V电源，因为需要额外的设备（如偏置三通等）才能正常工作，并且输入信号必须进行适当的偏移以满足设备的VIHCMR范围。
2. 测试配置：
   • 差分操作：
     • 小信号设置：
       • 输入设置：将VNA从1.0 GHz校准到12 GHz，将180°混合耦合器输出（被测设备输入）的输入电平设置为–35 dBm。
       • 输出设置：将显示设置为测量S21并记录数据。
     • 大信号设置：
       • 输入设置：将VNA从1.0 GHz校准到12 GHz，将被测设备输入的输入电平设置为−2.0 dBm（500 mV）。
       • 输出设置：将显示设置为测量S21并记录数据。
   • 单端操作：
     • 小信号设置：
       • 输入设置：将VNA从1.0 GHz校准到12 GHz，将被测设备输入的输入电平设置为–35 dBm。
       • 输出设置：将显示设置为测量S21并记录数据。
     • 大信号设置：
       • 输入设置：将VNA从1.0 GHz校准到12 GHz，将被测设备输入的输入电平设置为+2 dBm（500 mV）。
       • 输出设置：将显示设置为测量S21并记录数据。

评估板设计考虑

虽然NBSG111规定在12 GHz下工作，但该评估板设计为支持高达20 GHz的工作频率。为确保评估板实现高端微波性能，以下设计考虑起到了关键作用：

• 最佳SMA连接器发射：实现最小的插入损耗和信号色散。
• 精确的传输线匹配（50欧姆）：考虑旁路和噪声滤波时的分布效应。

示例测量与时域结果

文档中给出了一些时域测量的示例结果，如输出电压幅度（VOUTPP）/RMS抖动与输入频率（ (f_{in }) ）的关系图，以及6 Gbps下PRBS 2^31−1的眼图。从这些结果中，我们可以直观地了解NBSG111在不同条件下的性能表现。

其他信息

零件清单

零件编号	描述	制造商	网站地址
NBSG111BA	2.5V/3.3V SiGe差分1:10时钟/数据驱动器，带RSECL输出	ON Semiconductor	http://www.onsemi.com/NBSG111
32K243−40ME3	镀金连接器	Rosenberger	http://www.rosenberger.de
CO6BLBB2X5UX	2 MHz – 30 GHz电容器	Dielectric Laboratories	http://www.dilabs.com

板材料

材料	厚度
Rogers 6002	5.0 mil
铜镀层	32 mil

订购信息

可订购零件编号	描述	封装	运输
NBSG111BA	2.5V/3.3V SiGe差分1:10时钟/数据驱动器，带RSECL输出	4X4 mm FCBGA−49	100单位/托盘
NBSG111BA	2.5V/3.3V SiGe差分1:10时钟/数据驱动器，带RSECL输出	4X4 mm FCBGA−49	500单位/卷轴
NBSG111BAEVB	NBSG111评估板

更多信息获取

在实际使用过程中，我们可以通过ON Semiconductor的官方网站获取最新信息，包括设备和评估板的样品订单、新产品更新、文献下载/订购以及IBIS和Spice模型等。同时，文档中还提供了相关的参考文献和订购信息，方便我们进一步了解和使用NBSG111评估板。

各位工程师朋友们，你们在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你们的经验和见解。