01.10.2014

Innovationsschub

Die Relevanz des Oszilloskops als eines der wichtigsten Messgeräte ist mehr denn je gegeben - und die Entwicklung bleibt nicht stehen: Der Trend geht z.B. zu immer höheren Auflösungen bei schnellen Geschwindigkeiten, der Unterstützung von sehr hohen Frequenzen und einem geringen Rauschen auch schon bei Einsteigermodellen.

Autor: Holger Janssen, Technischer Berater Messtechnik, Distrelec Schuricht GmbH


Bild 1: In den letzten Jahren hat es bei den Oszilloskopen einen Innovationsschub gegeben - der Katalog- und Onlinedistributor Distrelec bietet eine breite Auswahl der beliebten Messgeräte.
Bild: Distrelec Schuricht GmbH

"Grundsätzlich lässt sich sagen, dass der Kunde immer mehr Funktionen für sein Geld bekommt - egal ob in der Einstiegs- oder der Profiklasse", so Patrik Kalberer, European Category Manager T&M bei bei dem High Service Distributor Distrelec. "Allerdings hat das auch zur Folge, dass sich viele Produktmerkmale über die Hersteller hinweg ähneln, was die Kaufentscheidung für den potenziellen Anwender nicht einfacher macht. Wir beraten daher unsere Kunden herstellerunabhängig, so lassen sich Preise und Leistungen optimal gegenüberstellen und vergleichen."

Mixed-Domain-Oszilloskope

Die Funktionsvielfalt bei Oszilloskopen geht mittlerweile so weit, dass auch Aufgaben anderer Geräte übernommen werden. So erfassen Mixed-Signal-Oszilloskope nicht nur Analog-, sondern auch Digitalsignale. Noch einen Schritt weiter gehen die Mixed-Domain-Oszilloskope: Sie vereinen die Funktionalitäten eines Oszilloskops mit denen eines Spektrumanalysators. Die weltweit ersten Geräte dieser Art hat Tektronix auf den Markt gebracht: Die MDO4000-Serie ermöglicht es, zeitkorrelierte analoge, digitale und zusätzlich hochfrequente Signale zu erfassen und damit ein Bild vom gesamten System zu erhalten. So lassen sich komplexe Probleme bei der Entwicklung schnell beheben, ohne zusätzlich einen Spektrumanalysator einzusetzen. Mit dem Gerät lassen sich zeitkorrelierte analoge, digitale und HF-Signale über vier analoge und 16 digitale Kanäle sowie einen HF-Kanal erfassen. Der HF-Eingangsfrequenzbereich unterstützt bis zu maximal 6GHz und bietet mit einer Erfassungsbandbreite von =1GHz bei allen Mittenfrequenzen eine 100x größere Bandbreite als herkömmliche Spektrumanalysatoren. Bis zu vier dekodierte serielle und/oder parallele Busse lassen sich auf dem Display gleichzeitig darstellen. Ingenieure können so exakte Zeitmessungen vornehmen, um Verzögerungen und Wartezeiten zwischen Befehls-/Steuerereignissen im Entwurf sowie Änderungen im HF-Spektrum besser zu verstehen. Die zum Patent angemeldete Funktion Spectrum Time´ macht es erstmalig möglich, das HF-Spektrum eines Signals zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines langen Erfassungszeitraums anzuzeigen. So lassen sich Veränderung des Spektrums über die Zeit komfortabel kontrollieren und auf einen Blick mit den analogen, digitalen und/oder dekodierten Bussen vergleichen. Zudem wird anhand von HF-Zeitbereichsdarstellungen gezeigt, wie sich die Amplitude, die Frequenz oder die Phase des HF-Eingangssignals relativ zur Zeit ändert. Damit lassen sich die Übergänge von Frequenzsprüngen, deren Einschwingzeiten und die zeitlichen Bezüge der HF-Ereignisse in Bezug zu anderen Systemkomponenten und Vorgängen leicht charakterisieren. Der HF-Zeitbereich wird im selben Fenster dargestellt wie die dekodierten Signale analoger, digitaler und serieller/paralleler Busse, sodass der Benutzer sofort Einblick in den Gerätebetrieb erhalten kann.

Rekonfigurierbare A/D-Wandler für Oszilloskope

Echte Innovationen sind jedoch nicht nur den Profi-Oszilloskopen vorbehalten, auch bei den Mittelklasse-Modellen gibt es laufend Neuerungen. So hat Pico Technology erstmals die rekonfigurierbare A/D-Wandler-Technologie in einem Oszilloskop eingesetzt, um bei einem einzelnen Gerät die Wahl zwischen Auflösungen von 8 bis 16Bit zu bieten. "Die meisten digitalen Oszilloskope verschachteln mehrere 8Bit-A/D-Wandler und erzielen somit hohe Abtastraten", so Kalberer. "Diese Vorgehensweise ist jedoch auch bei sorgfältigster Auslegung fehleranfällig." Das Konzept der der PicoScope 5000-Serie geht deshalb einen anderen Weg: Mehrere hochauflösende A/D-Wandler können in verschiedenen seriellen und parallelen Kombinationen an die Eingangskanäle angelegt werden, um wahlweise die Abtastrate oder die Auflösung zu erhöhen. Im seriellen Modus werden die A/D-Wandler verschachtelt, um eine Abtastrate von 1GS/s bei 8Bit zu erzielen. Die Verschachtelung setzt die Leistung der A/D-Wandler herab, das Ergebnis (60dB SFDR) ist jedoch deutlich besser als bei Oszilloskopen, die 8-Bit-A/D-Wandler verschachteln. Dieser Modus bietet alternativ eine Abtastrate von 500MS/s bei 12Bit Auflösung. Im parallelen Modus werden mehrere A/D-Wandler in Phase auf jedem Kanal abgetastet, um die Auflösung und das Dynamikverhalten zu verbessern. Die Auflösung wird auf 14Bit bei 125MS/s pro Kanal (70dB SFDR) angehoben. Wenn nur zwei Kanäle benötigt werden, kann sogar eine Auflösung von 15Bit erreicht werden. Im Einkanal-Modus werden alle A/D-Wandler kombiniert, um eine Auflösung von 16Bit bei 62,5MS/s zu erzielen.

Anzeige