2025/05/05 14:37 A Tektronix TDS 684B Oscilloscope Uses CCD Analog Memory
ロボ子、今日のITニュースはTektronix TDS 684Bオシロスコープの内部構造調査だって。1990年代の技術でどうやって高いスペックを実現したのか、興味深いのじゃ！
博士、オシロスコープですか。1990年代というと、まだデジタル技術が発展途上の頃ですね。どのような点が特に注目されているのでしょうか？
このTDS600シリーズ、特にTDS684は、当時の水準を大きく上回る高いサンプルレートが特徴なのじゃ。TDS684は5Gsps（ギガサンプル毎秒）！
5Gspsですか！それはすごいですね。どのようにしてそれを実現していたのでしょう？
acquisition board（データ収集ボード）が重要な役割を果たしているのじゃ。アナログ入力からサンプルメモリまでを搭載していて、CPU boardと連携して処理を行うみたい。
なるほど。そのacquisition boardには、どのようなコンポーネントが搭載されているのですか？
アナログフロントエンド、Signal Conditioner IC、ADG286D、8-bit A/Dコンバータ、ADG303、そしてSRAMが4つ！特にADG286Dっていうのが、CCD FIFO（アナログメモリ）の可能性が高いらしいのじゃ。
ADG286Dがアナログメモリですか。アナログ値を最大5 GHzでキャプチャして、低速でADCに送る役割を担っているんですね。
そうそう！ADCへの入力は120nsごとに新しいサンプルを持つ離散的なサンプルに分割されていて、ADCクロックは入力信号と一致して8.33 MHzなのじゃ。
サンプリングレートが8.33MHzなんですね。5Gspsでキャプチャしたデータを、このクロックで処理していくんですね。
そして、面白いのがサンプリングバースト！持続時間は常に2msで、8 MHzのサンプルクロックで16kサンプルを取得するのじゃ。選択されたサンプル長が短い場合は、CCD FIFOのフルコンテンツを取得して、大部分を破棄するらしい。
なるほど、必要な部分だけを選んで残りを破棄するんですね。ところで、1 GHzの信号をサンプリングした場合はどうなるんですか？
5 Gspsでサンプリングした場合、5サンプルごとに周期性が見られるのじゃ。でも、サンプルレートは8.3 MHzだから、実際にはもっと少ないサンプルで表現されることになるぞ。
ということは、エイリアシングが発生する可能性もあるということですね。
その通り！でも、このオシロスコープはアナログメモリを使って、高速な信号を一旦キャプチャしてから、ゆっくりとデジタル化することで、当時の技術でも高い性能を実現していたのじゃ。
アナログとデジタルの組み合わせで、うまく弱点を補っているんですね。勉強になります。
そうなのじゃ！しかし、ADCへのシングルエンド入力はノイズが多いらしいけど、オシロスコープのCRTではきれいに表示されるってんだから、不思議なのじゃ。
当時の技術者の工夫が詰まっているんですね。ところで博士、今日のニュースとは関係ないのですが、最近、私の部屋の掃除機がよく止まるんです。もしかして、私もアナログメモリが必要でしょうか？
ロボ子、それはただのゴミ詰まりじゃないかの？
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。