Neue Digitizer

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Agilent hat Module aus der U1084A-Serie für PCIe-Chassis-Aufbauten mit einigen neuen Features ausgestattet, so dass sich eine noch schnellere Signalverarbeitung ergibt.

© Agilent

Immer beliebter werden im Bereich der allgemeinen Labor- und HF-Messtechnik die in Standard-Systembus-Chassis nach dem PCI-Express- bzw. PXI-Express-Standard einbaubaren Digitizer-Module. Technisch sind diese Einschub-Baugruppen mittlerweile im Bereich der oberen Labor-Oszilloskop-Mittelklasse angelangt; sie bieten insbesondere den Vorteil, mit anderen und für einen speziellen Messaufbau optimal geeigneten Modulen in einem Chassis kombiniert werden zu können. Dies ist ein Vorteil gegenüber einem normalen Labortisch-Stand-alone-Oszilloskop, das viel mehr Fläche einnimmt und bestenfalls über eine speziell zu installierende Netzwerk-Konfiguration in eine bestehende oder neu aufzubauende Test- oder Messplatz-System-Architektur eingebunden werden kann. Dementsprechend viel tut sich auf diesem Geräte-Marktsegment, so hat beispielsweise Agilent Technologies die Reihe der Digitizer-Karten aus der U1084A-Serie für PCIe-Chassis-Aufbauten mit einigen neuen Eigenschaften versehen. Im Wesentlichen arbeiten diese Digitizer mit speziellen FPGAs, die es z.B. auch einem OEM-Anbieter erlauben, eigene Signalerfassungs- und Analyse-Routinen anwendungsspezifisch einzuprogrammieren.

Die genannte Digitizer-Serie ist nun in drei unterschiedlichen Basis-Versionen erhältlich. Das Top-Modell U1084A-001 bietet Abtast-raten bis 4 GS/s bei einer Bandbreite von 1,5 GHz. Die beiden anderen Basis-Typvarianten schaffen Abtastraten von 2 GS/s (Modell -002) und 1 GS/s (Modell -003). Gemeinsam ist allen Modulen der Zweikanal-Aufbau mit einem Interleaving-Modus beim Betrieb mit nur einem Kanal, dann aber mit erhöhter Abtastrate. Sehr nützlich ist auch der 15-ps-Trigger-Timing-Interpolator (TTI) für eine Präzisions-Verbesserung bei Zeitmessungen. Für spezielle Auswertungen können entsprechende Mathematik-Routinen in das FPGA geladen werden, das Ganze natürlich bei Erhalt der vollen Re-Konfigurierbarkeit des FPGA. Zur Verfügung stehen bis zu 512 Mbyte On-board-Speicher, wobei die Memory-Bereiche auch segmentierbar sind und jeweils mit eigenen Zeitstempeln versehen werden können. Zusätzlich zur normalen Digitizer-Funktion haben die Module eine so genannte Ping-pong-Puffer-Architektur, mit der sich Hunderttausende von Analogsignal-Erfassungen pro Sekunde auf dem PCIe-Bus übertragen lassen. Ein neuer Signal-peak-Algorithmus erlaubt es zusätzlich, Spitzen-Amplitudenwerte über längere Zeiträume hinweg in eine Histogramm-Aufzeichnung zu schreiben, so dass sich sehr gute zeitliche Übersichten über den Spitzenpegel von Signalen gewinnen lassen.

Ebenfalls zur Verfügung stehen eine Echtzeit-Sampling-Funktion sowie ein Mittelwert-Algorithmus, mit dem sich bis zu 16 Millionen Kurvenformen pro s mit einer Triggerfrequenz von maximal 500 kHz aufzeichnen lassen. Der Mittelwert-Algorithmus sorgt in diesem Fall für eine Reduzierung des Rauschteppichs und gleichermaßen für eine Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses und des resultierenden Dynamikbereichs.

5 GHz: Bandbreiten- Rekordmarke für PXI- Digitizer

Ganz schön schnell im PXIe-Chassis: Die beiden neuen Digitizer PXIe5186 und PXIe5185 mit 3 bzw. 5 GHz Bandbreite und 12,5 GS/s Abtastrate.

© National Instruments

Die schon seit längerem bestehende Kooperation zwischen National Instruments und Tektronix hat nun zur Realisierung eines mit 8 bit Amplituden-Auflösung arbeitenden PXIe-Digitizers geführt, der bezüglich Bandbreite und Abtastrate in dieser Gerätekategorie neue Rekordmarken setzt.

National Instruments bringt dieses neue Systembus-Gerätekonzept in zwei Varianten heraus: Der PXIe5186 ist ein Zweikanal-Digitizer mit einer maximalen Bandbreite von 5 GHz und einer Abtastrate von 12,5 GS/s. Das andere Modell ist der Typ NI PXIe-5185, der eine Bandbreite von 3 GHz und eine Abtastrate von 12,5 GS/s erreicht, ebenfalls in zwei Kanälen. Ein Beispiel für die Signaltreue, die auf den proprietären Oszilloskop-ASICs der „Tektronix Enabling Technology“ beruht, ist der laut Datenblatt sehr geringe RMS-Jitter von 500 fs, der zu einer beachtenswerten effektiven Bit-Anzahl (ENOB) von 5,5 bei 5 GHz führt. 

Genutzt werden auch spezielle High-speed-PXIe-Übertragungs-Routinen von National Instruments, die für einen hohen Datendurchsatz im Systembus-Rack sorgen: Die für die PXI-Express-Plattform ausgelegten Digitizer können schließlich Daten mit 700 Mbyte/s übertragen und Kanäle über mehrere Module hinweg bis zu einer Auflösung von 160 ps synchronisieren.

Die Digitizer lassen sich mit der Systemdesign- und Auswerte-Programmierumgebung NI LabVIEW für die Messgerätesteuerung und -automatisierung, der ANSI-C-Software-Entwicklungsumgebung LabWindows/CVI sowie mit .NET-Entwicklungswerkzeugen von Microsoft Visual Studio einsetzen. Alle Software-Pakete können mit Hilfe des Messgerätetreibers NI-SCOPE oder des neuen LabVIEW-Jitter-Analysis-Toolkit programmiert werden, das eine Bibliothek mit Funktionen speziell für hohen Durchsatz, Jitter-Messungen, Augendiagramm-Erfassungen und Phasenrauschmessungen bietet.

Labor-Oszilloskope

In den RTO-Oszilloskopen ist ein High-speed-ASIC für die meisten Verarbeitungs- und Messfunktionen zuständig, zusätzlich minimieren vier parallele Verarbeitungspfade in diesem ASIC die Verarbeitungszeit.

© Rohde & Schwarz

Die Datenverarbeitung und die Aufbereitung der Messkurven für die Darstellung auf dem Display sind die beiden größten, die Blindzeit von Oszilloskopen bestimmenden Faktoren. Der Schwerpunkt der Architektur der von Rohde & Schwarz im Markt platzierten Oberklasse-Scopes der Reihe R&S RTO liegt daher auf der Optimierung der Verarbeitungspfade sowie auf den Funktionen des Grafik-Controllers.

Das RTO-Oszilloskop führt die meisten Messkurvenverarbeitungs- und Messfunktionen deshalb in einem dedizierten ASIC aus. Im Gegensatz zu softwarebasierten Lösungen sind CPU-Zugriff und zugehöriger Datentransfer nicht erforderlich. Zusätzlich minimieren die vier parallelen Verarbeitungspfade in diesem ASIC die Verarbeitungszeit. Mit dieser Architektur lässt sich im Verarbeitungspfad nach dem Erfassungsspeicher ein Fünftel der Datendurchsatzraten des Echtzeitpfads vor dem Erfassungsspeicher erreichen. Dies ergibt eine theoretische aktive Erfassungszeit von 20 %. Der Daten-Overhead verringert diese im realen Gerät auf 10 %, wenn es mit der maximalen Abtastrate von 10 GS/s betrieben wird.  Dieser hohe Wert verbessert die Geschwindigkeit bis auf das Zwanzigfache verglichen mit anderen digitalen Oszilloskopen.

Ansonsten bieten die Geräte Bandbreiten von 2 GHz, sie können bis zu 1 Million Messkurven/s analysieren und verfügen über ein durchdachtes Touchscreen-Bedienkonzept. Für Mittelklasse-Anwendungen hat dieser Hersteller übrigens die Universal-Oszilloskope R&S RTM im Markt, die 500 MHz Bandbreite, 5 GS/s maximale Abtastrate und bis zu 8 MSamples Speichertiefe bieten.

Beachtliche Funktionsvielfalt zum Economy-Preis

Andreas Grimm (links) und Holger Asmussen sind überzeugt, dass die neuen 70- bis 200-MHz-HMO-Scopes von Hameg einen neuen Preis/Leistungs-Maßstab in der Economy-Oszilloskop-Kategorie setzen.

© Elektronik

Eine neue Oszilloskope-Serie von Hameg kann mit einem in der Economy-Kategorie bislang nicht verfügbaren Preis/Leistungs-Gefüge aufwarten: Die Scopes der neuen HMO-Reihe zählen zur 70- bis 200-MHz-Klasse, sie bieten eine beachtliche Funktionsvielfalt im unteren Preisbereich.

Die neuen Oszilloskope gibt es als 2- bzw. 4-Kanal-Varianten mit (je nach Typ) 70 MHz, 100 MHz, 150 MHz und 200 MHz Bandbreite, so dass insgesamt acht unterschiedliche Modelle zur Verfügung stehen. Die MSO-Erweiterung lässt daraus mit den zusätzlichen Digitalkanälen dann insgesamt 16 Produktvarianten werden. Preislich liegen die Scopes zwischen 1148 Euro (HMO 722 mit 2 Kanälen, 70 MHz) und 2180 Euro (HMO 2024 mit vier Kanälen, 200 MHz). Im Datenblatt stehen als maximale Abtastrate (bei halber Kanalzahl) 2 GS/s, im Normalbetrieb tasten die Geräte mit 1 GS/s in jedem Kanal ab, so dass ein ausreichendes Oversampling gegeben ist. Hinter jedem Kanal zeichnet ein Speicher von 1 MPunkten die Daten auf, bei Kaskadierung in halber Kanalzahl sind es 2 MPunkte. Interessant an den Geräten ist nicht zuletzt die Mixed-Signal-Betriebsart, für die bereits in der Frontplatte ein Interface-Stecker für acht Logikkanäle integriert ist. Um die MSO-Funk-tionen dann nutzen zu können, ist für 290 Euro ein 8-Kanal-Logik-Tastkopf hinzuzunehmen.

Serienmäßig bieten die Oszilloskope acht benutzerdefinierte Ereignismarker zur einfachen Navigation, den Quick-View-Modus mit der on-the-fly laufend aktualisierten Anzeige von elf signaltypischen Parametern (zum Beispiel Anstiegszeit) und ein Zoom mit 1 : 50 000. Ein Gut-Schlecht-Test mit frei definierbaren Kurven-Masken, die Triggerbetriebsarten für Flanke, Video, Pulsbreite, Logik, verzögert und Ereignis sowie eine maximale Empfindlichkeit im Vertikalteil von 1 mV/Teil sind weitere, in dieser Preisklasse sonst nicht zu findende Charakteristika. In anderen Geräten dieser Klasse ebenfalls nicht verfügbar: Ein Offsetbereich bis maximal 20 V, ein Komponenten-Tester (X-Y-Darstellung von Spannungs-Strom-Diagrammen aktiver oder passiver Bauelemente), ein sechsstelliger Frequenzzähler, die Automatik-Messfunktion, ein Formeleditor, ein Verhältniswert-Cursor, eine FFT-Spektrumanzeige und ein Dreifach-USB-Interface für Massenspeicher, Drucker und Fernsteuerung (optional GPIB oder Ethernet/USB). Nicht zuletzt bei der Untersuchung von Mixed-Signal-Schaltungen interessant ist auch der aufwärts und abwärts scrollbare „Virtual Screen“, bei dem insgesamt in vertikaler Richtung fast die dreifache Bildschirmhöhe zur Verfügung steht.

Das Display ist ein 16,5-cm-TFT-VGA, nützlich ist in diesem Zusammenhang ein DVI-Ausgang, mit dem man einen Computer-Flachbildschirm oder Beamer zur 1:1-Wiedergabe des Scope-Bildschirminhaltes anschließen kann. Der interne Prozessor lässt die Scopes dieser Serie innerhalb weniger Sekunden nach dem Einschalten betriebsfertig sein, angenehm ist dabei, dass der Gerätelüfter überhaupt nicht zu hören ist. Mit einer Option gibt es eine Protokolldecodierung für I²C-, SPI-, UART-, RS-232-Busse (190 bzw. 290 Euro). Selbst ohne Logik-Tastkopf kann man die Protokolldecodierung durchführen, denn dies ist auch in den Analogkanälen möglich. Diese Scope-Klasse ist damit die erste im Markt, bei der in einem 70-MHz-Gerät die serielle Bus-Analyse realisierbar ist. Nach Angaben des Herstellers kommen weitere Protokolldecodierungen noch hinzu. Praxisgerecht auch einige kleinere neue Funktionen, wie z.B. die Benennung einzelner Kanäle, bei freier Namensvergabe oder Auswahl aus einer vorgegebenen Bibliothek.

Funktionsumfang praxisgerecht ausgebaut

Mit den DLM2000-Scopes lässt sich eine Liste mit exakten Zeitinformationen über das Auftreten von Triggerereignissen aus dem segmentierbaren Arbeitsspeicher generieren. Dies kann für bis zu 20.000 Triggervorgänge auch nachträglich geschehen.

© Yokogawa

Bereits im Markt eingeführt wurden von Yokogawa die Analog-/Mixed-Signal-Mittelklasse-Scopes der Serie DLM2000. Sie bieten eine Bandbreite bis zu 500 MHz, eine maximale Abtastrate von 2,5 GS/s und eine Speichertiefe bis zu 125 MPunkten. Interessant an diesen Geräten ist die Fähigkeit, den vierten Analogkanal zur Darstellung von acht digitalen Logikkanälen zu verwenden. Auf diese Weise lässt sich entweder ein herkömmliches Gerät mit vier analogen Eingangskanälen oder ein Mixed-Signal-Oszilloskop mit drei Analog- und acht Logikkanälen realisieren.

Ab sofort ist es mit diesen Scopes möglich, eine Liste mit exakten Zeitinformationen über das Auftreten von Triggerereignissen aus dem (bei Yokogawa zum Standard gehörenden) segmentierbaren Arbeitsspeicher zu generieren. Dies kann je nach Größe des Arbeitsspeichers für bis zu 20.000 Triggervorgänge auch nachträglich geschehen. So lässt sich eine Liste von zum Beispiel Netzausfällen oder dem Auftreten von Störungen mit einer Zeitauflösung von 50 ns generieren und als CSV-Tabelle speichern. Zudem wird der Anwender auch, selbst wenn er nicht am Oszilloskop sitzt, per E-Mail über Triggerereignisse informiert. Eine POP3-Server-Konfiguration macht es möglich, immer über die neuesten Ereignisse bei der Messung informiert zu bleiben, auf Wunsch mit Anlage einer Grafik oder mit den Messdaten. In der seriellen Datenanalyse erlaubt die DLM2000-Serie mit serieller Decodierung seit neuestem die Abspeicherung der seriellen Analysedaten, im Klartext ebenfalls als CSV. So sind auch im Nachhinein Darstellungen und Auswertungen der Messungen selbst ohne Gerät bzw. gerätespezifische Software möglich.

Auch in der ScopeCorder-Serie dieses Herstellers wurde mit der neuen Vielkanal-Geräte-Generation, dem DL850, der Funktionsumfang im Bereich CAN-Bus-Analyse erweitert. Hier stehen die Interpretation der CAN-Nachrichten und die Trend-Darstellung der Nutzdaten der CAN-Bus-Kommunikation im Vordergrund. Mit Hilfe von dbc-Daten interpretiert der DL850V „Vehicle Edition“ in Zusammenspiel mit dem CAN-Monitor-Modul die übertragenen Nachrichten auf dem CAN-Bus und stellt diese als gewohnte Messkurve am Gerätebildschirm dar. Anschließend sind alle üblichen Trigger und Analyse-Funk-tionen darauf anwendbar. Durch die Integration weiterer Module für bspw. Spannung, Temperatur und Drehzahl kann so die Gesamtheit eines Test-Systems überprüft werden.

Hochleistungs-Scopes

Die DPO7000C-Serie bietet Decodierungs-, Trigger- und Suchoptionen für die in eingebetteten Systemen am häufigsten verwendeten Busse. Hier der Typ DPO 7354C.

© Tektronix

Nachdem es in letzter Zeit bei den Highspeed-Oszilloskop-Entwicklungen von Tektronix relativ ruhig war, lässt nun wieder eine Ankündigung aufhorchen: Mit dem seit rund fünf Jahren bekannten 8HP-SiGe-Bipolar-CMOS-Prozess von IBM in der vierten Generation, der mit Strukturgeometrien von 130 nm arbeitet und eine Transitfrequenz von 200 GHz in den Datenblättern stehen hat, will Tektronix in den HF- bzw. Wandler-Stufen demnächst die 30-GHz-Marke überspringen: Immerhin arbeitet Tektronix seit über zehn Jahren mit IBM im Bereich der SiGe-Halbleiterprozess-Anwendung zusammen. Der Vorteil im Vergleich zu relativ exotischen Materialien wie Indiumphosphid oder Galliumarsenid ist dabei, dass das gleiche Substrat wie bei der bewährten Silizium-Halbleitertechnologie genutzt werden kann. Um wieviel die 30-GHz-Marke allerdings übertroffen werden wird, war bislang nicht zu erfahren.

Tektronix stellte auch zwei neue Versionen seiner Laborscope-Familien vor, und zwar die Reihe DPO7000C sowie neue Modelle mit 4, 6 und 8 GHz für die Serien MSO/DPO/DSA70000C. Außerdem kündigte das Unternehmen neue Seriell-Decodierungs-Algorithmen für die MIPI-Alliance-Spezifikationen CSI-2 und DSI an, denn eine stetig wachsende Anzahl von Herstellern drahtloser Mobilgeräte verwendet diese MIPI-Spezifikationen für Kommunikationsbusse zwischen Hauptkomponenten wie Steuergeräten, Kameras und Bildschirmen. Außerdem ermöglichen die MIPI-Standards einen größeren Funktionsumfang mit höheren Bit-Raten. Außerdem sind die neuen Oszilloskop-Modelle mit dem Betriebssystem Windows 7 erhältlich, was die Integration in Datennetzwerke vereinfacht und eine intuitive Bedienung sowie kürzere Startzeiten ermöglicht. Außerdem verfügen die Oszilloskope über eine leistungsfähigere Rechenplattform. DPOJET-Jitter-Messungen zum Beispiel liefern, so der Hersteller, Ergebnisse bis zu dreimal schneller. Die Konformität mit dem LXI-Vernetzungsstandard Klasse C sorgt zudem für eine unkomplizierte Integration in automatische Prüfstationen.

Die DPO7000C-Serie verfügt beispielsweise über Analysefunktionen für serielle Busse und bietet Decodierungs-, Trigger- und Suchoptionen für die in eingebetteten Systemen am häufigsten verwendeten Busse. Unterstützt werden unter anderem I2C, SPI, RS 232/422/485/UART, USB 2.0 sowie die bereits erwähnten MIPI-Spezifikationen. Bei der MSO70000C-Serie schließlich bieten neue Logiktastköpfe (P6750) in bis zu 16 Kanälen gute Kontaktiermöglichkeiten auch bei sehr beengten Platzverhältnissen. Darüber hinaus verfügen alle diese Instrumente jetzt standardmäßig über verbesserte Debugging-Funktionen mit erweiterten Such- und Markierungswerkzeugen.

High-speed in Vielkanal-Konfiguration und sehr hohe Bit-Auflösung

Bis zu 20 Kanäle mit max. 36 GHz Bandbreite: Vielkanal-High-end-Scope-Konfigurationen können mit der neuen LabMaster-9-Zi-A-Architektur und ihrer Master-Slave-Konfiguration realisiert werden. Hier gezeigt: oben der „Master“, unten die „Slaves“.

© LeCroy

Serielle High-speed-Datenströme in Kommunikationssystemen werden immer mehr zum Standard. Das Ganze auch in „Mehrspur“-Konfigurationen, mit denen dann parallele Hochgeschwindigkeits-Datenkanäle realisiert werden. Man denke nur an Architekturen mit dem 100-Gbit-Ethernet, wo z.B. zehn Datenströme zu 10 Gbit/s zu verarbeiten sind. Hohe Bandbreiten mit vielen Erfassungskanälen sind hier gefordert. Highlight von LeCroy sind derzeit neue Modelle der im Mai 2011 vorgestellten Serie LabMaster 9 Zi-A. Sie verfügen je nach Konfiguration über max. 36 GHz analoge Bandbreite auf vier bzw. acht Kanälen bei jeweils 80 GS/s Abtastrate und maximal 768 MPunkten Analysespeicher pro Kanal.

Im Normalbetrieb ohne Digital Bandwidth Inter-leaving (DBI) haben die Geräte eine analoge Bandbreite von 20 GHz auf acht bzw. 16 Kanälen je nach Konfiguration. Die Systemarchitektur dieser Scope-Kategorie trennt die Signalerfassungseinheit vom Display und den Steuerungs- und Signalverarbeitungsfunktionen. Das „Master“-Modul beinhaltet das Display, die Steuerung wie bei einem klassischen Oszilloskop und eine leistungstarke CPU der Serverklasse mit 33,6 GHz an effektiver Taktfrequenz sowie bis zu 192 Gbyte RAM. Zusammen mit der patentierten X-Stream-II-Streaming-Architektur verarbeitet diese Scope-Kategorie also immense Datenmengen mit enormer Geschwindigkeit. Bis zu 4 „Slave“-Module, die die eigentliche Signalerfassung durchführen, lassen sich ankoppeln. Da die zu messenden Signale über Kabel in das Oszilloskop gelangen, statt Tastköpfe oder einen differenziellen Verstärker einzusetzen, wird das Rauschen um 3 dB oder mehr reduziert und damit die Signalreinheit des Messsystems weiter erhöht. Der modulare Aufbau des LabMaster 9 Zi-A ermöglicht eine kosteneffiziente Lösung im Vergleich zu Systemen aus tradi-tionellen Oszilloskopen und erlaubt ein leichtes Aufrüsten sowohl in Hinblick auf die Bandbreite als auch auf die Anzahl der Kanäle, wenn dies in der Zukunft notwendig sein sollte.

Eine wichtige Problemstellung in diesem Zusammenhang ist die Synchronisation dieser Vielkanal-Anordnung. Eine spezielle ChannelSync-Elektronik im LabMaster 9 Zi-A ahmt die Architektur eines normalen Oszilloskops nach, obwohl dabei sogar 20 Kanäle synchronisierbar sind. Dabei wird ein einfaches 10-GHz-Taktsignal im „Master“-Modul generiert und an bis zu vier „Slave“-Module verteilt. Die 10 GHz Taktfrequenz (also die 1000-fache Frequenz der traditionellen 10-MHz-Referenz-Taktung) bieten letztlich eine deutlich präzisere und feiner granulierte Zeitauflösung als bisherige Synchronisierungs-Konzepte. Resultat ist ein extrem niedriger Jitter  von 275 fs (rms-Wert) zwischen den Kanälen. Übrigens werden „Slave-Module automatisch vom „Master“ erkannt, eine Software korrigiert die statische Erfassungsverzögerung zwischen den Erfassungsmodulen. Im Ergebnis arbeiten in einer derartigen Konfiguration dann bis zu 20 Kanäle mit höchster Bandbreite wie in einem normalen Laborgerät.

Neu auch bei diesem Hersteller: die Oszilloskope der Serie WaveRunner 6 Zi HRO (High Resolution). Sie bieten eine Vertikalauf-lösung von 12 bit und ein Signal-Rausch-Verhältnis von 55 dB. Die beiden 400- bzw. 600-MHz-Modelle (64 Zi und 66 Zi) der Serie nutzen einen neuen 12-bit-A/D-Wandler und erzielen damit erstmals für ein Gerät im Boxenformat diese rein hardwaremäßig realisierte Vertikalauflösung. Mit Hilfe der so genannten Enhanced-Resolution-Funktion (ERES) ist sogar eine mathematische Auflösung von 15 bit möglich. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) liegt laut Hersteller bei bis zu 55 dB. Bei- de 12-bit-Geräte bieten eine Abtast-rate von 2 GS/s. Auch haben sie das bei LeCroy mittlerweile eingeführte und um 90 Grad drehbare 12,1-Zoll-WXGA-Touchscreen-Display. Das HRO 64 Zi kostet 16 850 Euro, der Typ HRO 66 Zi geht für 18 950 Euro über den Ladentisch.

Fehler im Signalpfad korrigieren

Im Setup dieses Oszillogramms auf einem Infiniium-Scope ist unten in der Mitte die Aktivierung des ganz neuen Software-Paketes „PrecisionProbe“ zu erkennen, das die durch Kabel und Tastköpfe verursachten Artefakte beseitigt.

© Agilent

Kabel und Tastköpfe verursachen eine Signaldämpfung, die in manchen Fällen signifikante Messfehler hervorrufen kann. In anderen Fällen können diese Unzulänglichkeiten Messwertschwankungen bewirken, die die Vergleichbarkeit von Messergebnissen beeinträchtigen. Zudem variieren die Frequenz- und Phasenfrequenzgänge von Tastköpfen je nach Exemplar. Deshalb müssen alle verwendeten Tastköpfe und Kabel individuell charakterisiert und die von ihnen verursachten systematischen Fehler korrigiert werden.

Dies soll die neue Software Agilent N2809A PrecisionProbe für die Infiniium-Oszilloskope der 90000-X-Serie und der Familie 90000A erledigen. Sie ist in den Kanal-Setup dieser Scopes inte-griert und erlaubt eine schnelle Korrektur der Einfügungsdämpfung von Kabeln und sonstigen Elementen, eine Korrektur der Phasenlinearität und des Amplitudenfrequenzgangs von Tastköpfen, die Anpassung aller Kabel und Tastköpfe an eine Schaltung und die Charakterisierung von Signalpfad-Elementen (beispielsweise Schaltern) ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Messgeräte.

Dies ist somit die erste Software für Echtzeit-Oszilloskope, die eine vollständige AC-Kalibrierung von Tastköpfen ermöglicht und hierbei nicht auf S-Parameter angewiesen ist. Die Software kann beim Kauf eines der genannten Oszilloskope mitbestellt werden. Sie ist auch nachträglich bzw. als server-basierte Lizenz N5435A-026 (Grundversion) oder N5435A-027 (erweiterte Version) erhältlich. Neben der genannten Software sind noch weitere Programmpakete für die Scopes der Familie Infiniium 90000A und der 90000-X-Serie verfügbar, darunter die Jitter-Software-Pakete E2681A EZJIT und N5400A EZJIT Plus, die Equalization-Software N5461A und die Software für die Analyse serieller Daten namens E2688A.

Handheld-Scopes

Für viele Messtechnik-Zwecke im Portabel-Einsatz die gute Alternative: USB-Scopes, wie hier sogar im Paket mit entsprechendem Zubehör die „NetScopes“.

© Meilhaus

Per USB an einen Rechner anschließbare Oszilloskope erfreuen sich wachsender Beliebtheit: Sie sind preisgünstig, da die Hardware auf die reine „Messtechnik“ reduziert ist. Den Rest übernimmt der Laptop oder der PC. Und die Software macht die Geräte sehr flexibel und zukunftssicher. Außerdem stehen die Oszillogramme sofort im PC zur Verfügung, ohne dass weitere Interface-Technik benötigt wird. Und die Geräte sind sparsam, kompakt und leicht - zusammen mit einem Netbook also recht gut nutzbar im mobilen Einsatz, bei Service und Wartung etc.. Neu im Vertriebsprogramm bei Meilhaus Electronic (http://www.meilhaus.com) sind nun beispielsweise Pakete aus USB-Oszilloskop, Netbook, Zubehör und Software, genannt NetScopes.

Konkret verfügbar sind Komplett-Pakete, bestehend aus einem NetBook Eee Black oder Blue mit Windows 7 sowie einem USB-Oszilloskop (je nach Paket: Meilhaus MEphistoScope, RedScope25MHz, PicoScope oder Cleverscope). Außerdem dabei sind passende Tastköpfe, das USB-Kabel, eine CD mit Software sowie ein Buch zum Thema USB-Oszilloskope. Alle Komponenten sind „verliersicher“ in einer Transporttasche verpackt. Fast alle NetScope-Modelle können sogar netz-unabhängig betrieben werden, die Versorgung der Oszilloskope erfolgt hier vom Netbook-Akku über den USB. Bei Bedarf kann das Scope auch über USB an einem Desktop- oder Rack-PC angeschlossen werden.

NF-Oszilloskop für iPhone, iPad und Co

Wer einfachere NF- und HF-Messungen durchführen muss und ein iPad hat, kann mit einem Scope-Zusatz dieses Kommunikationsgerät als Anzeigesystem nutzen.

© Saelig

Es scheint naheliegend, dass man Multimedia-Geräte wie iPad und IPhone mit ihren einigermaßen guten Grafik-Eigenschaften (im Wesentlichen sind das schnelle Grafik-Prozessoren) auch zur Darstellung von Oszillogrammen nutzen könnte. Allerdings braucht man dafür natürlich noch einen Hardware-Zusatz mit der Kanal-, Zeitbasis- und Wandler-Elektronik. Und so scheint die jetzt in die Vertriebskanäle kommende Hard- und Software-Kombination „iMSO-104“ von Oscium/Dechnia einigermaßen interessant (Vertrieb Saelig). Sie macht ein iPhone oder das iPad zu einem Mixed-Signal-Scope, wobei ein kleines Hardware-Modul an den Erweiterungsport anzuschließen ist. Das streichholzschachtelgroße Modul (im Bild an das iPad angekoppelt) verfügt über einen analogen und vier digitale Kanäle.

Die analoge Bandbreite beträgt laut Hersteller 5 MHz, die Abtastrate liegt bei 12 MS/s - mehr geht bei dieser Konfiguration und bei diesem Aufbau sicher nicht. Die kostenlos im App Store erhältliche Software läuft auf dem iPad, dem iPhone und dem iPod touch mit mindestens iOS 3.1.3. Eine Demo-Software zum Ausprobieren ist ebenfalls dort verfügbar; dazu braucht man das Hardware-Modul noch nicht einmal. Einstellbar ist die Zeitbasis von 2 µs/Teil bis 1 s/Teil, die Vertikal-Empfindlichkeit reicht von 50 mV/Teil bis 2 V/Teil. Integriert ist ein 1-kHz-Referenzgenerator ebenso wie verschiedene mathematische Auswerte-Algorithmen, Trigger-Routinen und ein Persistence-Modus. Zur Bedienung muss man die typischen Mehrfinger-Gesten anwenden. So lässt sich der Analogtrigger durch Berühren der rechten Bildschirmseite und Auf- oder Abwärtsziehen einstellen.

Die vertikale und horizontale Skalierung wie auch das Zoomen funktionieren über das für i-Geräte übliche Zweifinger-Auseinanderziehen. Auch analoge und digitale Kanäle können Anwender durch einfaches Ziehen auf dem Touchscreen neu anordnen. Zum Lieferumfang gehören neben der MSO-Hardware ein 1×/10×-Analogtastkopf, fünf Logikanschlüsse (vier digital, einer Masse), SMD-Signalaufnehmer (vier digital, einer Masse), ein Schraubendreher zur Feineinstellung der analogen Signalkompensation sowie zwei Abdeckungen für den analogen Tastkopf. Im Inneren der MSO-Hardware arbeitet ein PSoC 3 von Cypress, das für die bidirektionale Kommunikation zwischen dem Oszilloskop und dem iOS-Gerät verantwortlich ist und die analogen und digitalen Signale vorverarbeitet. Interessant auch und auf die verwendete Hardware zurückzuführen: Man kann Oszillogramm-Screenshots unkompliziert über das iPhone oder iPad an eine Mail-Adresse verschicken. Der Preis für Hardware und Zubehör liegt bei 297,99 US-Dollar. Fazit: Wer nur NF- oder sehr einfache HF-Messungen machen möchte, für den ist diese Konfiguration eine bedenkenswerte Alternative.

Wolfgang Hascher, Elektronik