고속 과도 신호 동기 측정 시스템 | PXIe-9827 1.2GS/s 디지타이저 + 나노초 다채널 동기

응용 배경

고속 과도 신호(High-speed Transient Signal) 측정 분야에서:

• 신호의 빠른 변화를 정밀하게 캡처
• 다수 프로브 데이터의 동기 수집
• 위 두 가지를 통해 공간 신호 분포도(Spatial Signal Distribution) 작성

이는 다음 분야의 핵심 기술입니다.

• SiC/GaN 전력반도체 스위칭 특성 평가
• 전자기 펄스(EMP) 측정
• 고속 회로 디버깅
• 입자 가속기/플라즈마 진단
• 부분 방전(PD) 펄스 위치 추정

본 사례는 프로브를 사용해 고속 과도 신호를 정밀하게 측정하며, 12개 이상의 프로브 출력 신호를 동기 수집해야 합니다. 다채널 정밀 데이터를 통해 공간 신호 분포도를 정확하게 작성하여, 고속 과도 신호 측정 관련 R&D 및 시험 검증 요구를 충족합니다.

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도전 과제

1. ±4 ns 다카드 동기 정밀도

고속 과도 신호는 매우 빠르게 변화합니다.

• 채널 간 미세한 시간 편차도 후속 데이터 분석에 심각한 왜곡 야기
• 고객 요구: 다카드 동기 ±4 ns 이내
• 기존 트리거 라인 연결 기반 동기 방식으로는 이 정밀도 충족 어려움
• 채널 수 증가에 따라 동기 난이도 지수적 상승

2. 무왜곡 캡처 능력

• 고속 신호의 빠른 상승/하강 시간(rise/fall time) 캡처
• 충분한 대역폭 + 샘플링 속도 필요

3. 고급 오실로스코프 수준 정확도

• 측정 정확도 검증
• 기존 고급 오실로스코프 측정 결과와 높은 일관성 보장

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솔루션

JYTEK은 PXIe 고속 버스 아키텍처 기반 모듈화 계측기 솔루션을 제공했습니다.

다수의 PXIe-9827 고속 디지타이저를 핵심으로 고속 과도 신호 동기 측정 시스템을 구축했습니다. PXIe 백플레인의 고대역폭 + 정밀 클럭 분배 기능을 활용하여 모든 수집 채널의 나노초(ns) 단위 동기를 구현했습니다.

시스템 구성

[고속 과도 신호원 (DUT)]
   ├── 프로브 1 ──┐
   ├── 프로브 2 ──┤
   ├── 프로브 3 ──┼─→ [PXIe-9827 카드 #1] (4채널)
   └── 프로브 4 ──┘
   ├── 프로브 5 ──┐
   ├── 프로브 6 ──┤
   ├── 프로브 7 ──┼─→ [PXIe-9827 카드 #2] (4채널)
   └── 프로브 8 ──┘
   ├── 프로브 9 ──┐
   ├── 프로브 10 ─┤
   ├── 프로브 11 ─┼─→ [PXIe-9827 카드 #3] (4채널)
   └── 프로브 12 ─┘
                ↓
   [PXIe-2519G2 9슬롯 섀시]
   ├── 고대역폭 백플레인
   └── 정밀 클럭 분배 ← ±4 ns 동기 달성
                ↓
   [PXIe-3125a 컨트롤러]
                ↓
   [SeeSharp 분석]
                ↓
   [공간 신호 분포도]

 

 

핵심 특장점

1. ±4 ns 나노초 동기

• PXIe 백플레인의 정밀 타이밍 동기 버스
• 모든 PXIe-9827 카드를 동일 시간 기준에 락(Lock)
• 트리거 라인 연결 방식 한계 극복
• 채널 증가에도 동기 정밀도 유지

2. 고속 디지타이저 PXIe-9827

항목사양

샘플링 속도	1.2 GS/s/채널
아날로그 대역폭	250 MHz
채널당 메모리	3.5 GB
채널 수	4채널
결합 모드	AC/DC
입력 임피던스	50 Ω / 1 MΩ 절환
측정 범위	다양한 옵션

→ 프로브의 빠른 과도 응답 신호를 무왜곡 캡처, 장시간 고샘플링 연속 기록 지원

3. 고급 오실로스코프 수준 결과

• 실측 파형이 고급 오실로스코프 측정 결과와 고도로 일치
• 이상적 실험 결과 달성

4. 모듈화 확장성

• PXIe-9827 모듈만 추가하면 채널 수 유연 확장
• 미래 시험 규모 확대에 완벽 대응
• 다채널 시스템 구축·유지보수 프로세스 대폭 간소화

5. 데스크탑 오실로스코프 대비 강점

• 데이터 획득 더 편리
• 다채널 동기 더 쉽게 구현
• 시스템 전체 사용성 + 가성비 우수

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사용 제품

하드웨어

PXIe-2519G2 — 9슬롯 풀하이브리드 PXIe 섀시

• 고데이터 전송 대역폭
• 정밀 클럭 분배

PXIe-3125a — 고성능 컨트롤러

• 11세대 Intel® Core™ i5-11500HE 프로세서
• 고속 데이터 처리

PXIe-9827 — 고속 디지타이저

• 4채널
• 샘플링 속도: 1.2 GS/s
• 아날로그 대역폭: 250 MHz
• 채널당 3.5 GB 메모리
• AC/DC 결합, 50Ω/1MΩ 절환

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• 다채널 동기 분석 도구
• 공간 분포 시각화 라이브러리

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적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 고속 과도 신호 측정에 활용됩니다.

• SiC/GaN 전력반도체 스위칭 평가
• 고속 IGBT 과도 특성 측정
• EMP(전자기 펄스) 측정
• 부분 방전(PD) 위치 추정 (다채널 시간차)
• 고속 신호 무결성(SI) 분석
• 임펄스 응답(Impulse Response) 측정
• 고전압 펄스 측정
• 레이저 펄스 시간 분석
• 입자 검출기 신호 처리
• 플라즈마 과도 현상 진단
• EMC 시험 노이즈 캡처

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왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
C# 기반 강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경

2. 검증된 제품 신뢰성
장기간 시장 검증을 거친 안정적인 성능

3. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

4. 고정밀도
까다로운 측정 정밀도·신뢰성 요구 충족 (오실로스코프 수준)

5. 비용 효율성
해외 주요 브랜드 대비 우수한 성능 + 합리적 가격으로 시험 비용 절감

6. 빠른 납기
프로젝트 일정 보장

7. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

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결과

본 고속 과도 신호 동기 측정 시스템의 성공적 구축은 JYTEK PXIe 모듈화 계측기 솔루션이 첨단 정밀 측정 분야에서 또 하나의 대표적인 응용 사례입니다.

JYTEK은 PXIe 버스 아키텍처의 기술 우위로:

• ✅ 나노초 단위 동기 (±4 ns)
• ✅ 고지표 수집 (1.2 GS/s, 250 MHz 대역폭)
• ✅ 유연한 확장
• ✅ 다채널 동기 수집 난제 성공적 극복
• ✅ 고집적도, 고신뢰성, 고적응성 측정 솔루션 제공

기존 방식 대비 JYTEK의 모듈화 솔루션은:

• 고속 과도 신호 측정의 정밀도와 효율 대폭 향상
• 향후 시험 규모 확대 + 기술 업그레이드를 위한 충분한 공간 확보

본 사례는 JYTEK의 모듈화 계측기 분야 기술력을 충분히 증명하며, 고속 과도 신호 측정·다채널 동기 수집 등 관련 분야의 계측기 선정과 시스템 구축에 우수한 참고 자료를 제공합니다.