Tektronix/Oszilloskoptechnik Asynchronous-Time-Interleaving - was ist das?

Tom Freeman, Tektronix: »Die wichtigsten Vorteile von ATI sind ein geringeres Eigenrauschen und eine höhere Signaltreue. Dies wird durch zwei symmetrische, aufeinander abgestimmte Digitalisierungspfade erreicht. Es gibt keine zusätzliche Mischerschaltung in nur einem der Pfade, wie bei anderen Verfahren.«
Tom Freeman, Tektronix: »Die wichtigsten Vorteile von ATI sind ein geringeres Eigenrauschen und eine höhere Signaltreue. Dies wird durch zwei symmetrische, aufeinander abgestimmte Digitalisierungspfade erreicht. Es gibt keine zusätzliche Mischerschaltung in nur einem der Pfade, wie bei anderen Verfahren.«

Mit den 70-GHz-Geräten der Serie DPO70000SX hat sich Tektronix im High-end-Oszilloskop-Segment zurückgemeldet. Basis für die hohen Bandbreiten ist die patentierte Asynchronous-Time-Interleaving-Technologie, kurz ATI. Im Interview mit Markt&Technik erklärt Tom Freeman von Tektronix, was es damit auf sich hat.

Markt&Technik: Mit den High-end-Oszilloskopen der Serie DPO70000SX hat Tektronix eine völlig neue Herangehensweise für die Erreichung hoher Bandbreiten vorgestellt, die so genannte ATI-Technologie. Bitte beschreiben Sie kurz deren wesentliche Merkmale.

Tom Freeman, Product Marketing Manager, Performance Oscilloscopes Product Line von Tektronix: Die von Tektronix patentierte Asynchronous-Time-Interleaving-Technologie, kurz ATI, ermöglicht Echtzeit-Oszilloskope mit einem großen Störabstand und einer extrem hohen Bandbreite – wie beispielsweise die 70 GHz unserer DPO70000SX-Geräte. Bei der ATI-Technologie erfolgt eine Vorabtastung des gesamten eingehenden Signals mit Hilfe von zwei symmetrischen Digitalisierungspfaden. Dabei werden vor der Digitalisierung die hohen Frequenz-Anteile auf das untere Frequenz-Spektrum »gefaltet«. Die digitalisierten Signale sind mathematisch »ungefaltet«, so dass sich zwei Kopien des ursprünglichen Eingangssignals wiederherstellen lassen, die anschließend addiert werden. Weil die Vorabtastung in den beiden symmetrischen Pfaden mit einem Phasenversatz von 180° erfolgt, heben sich alle Artefakte des »Faltungsprozesses« bei der Addition der Signale auf. Und weil zwei Kopien addiert werden, ist das resultierende Signal dann durch zwei zu dividieren. Somit reduziert sich das Rauschen um 3 dB, während das volle 70-GHz-Spektrum wiederhergestellt wird.

Wo liegen die Unterschiede zu den Technologien, die Ihre Mitbewerber einsetzen?

Es gibt zwei entscheidende Unterschiede zwischen ATI und anderen Verfahren, die auf einer älteren Technologie basieren. Erstens: Die anderen Techniken spalten das eingehende Signal zuerst in einen oberen und unteren Bandbreitenbereich auf. Bei ATI dagegen bleibt das komplette Eingangssignal erhalten, es wird nicht aufgespaltet. Zweitens: Die anderen Techniken nutzen getrennte Mischer-Schaltungen, um den Anteil der oberen Bandbreite herunterzumischen, so dass dieser digitalisiert werden kann. Durch die separaten Mischerschaltungen ergeben sich für den hohen und den niedrigen Bandbreitenbereich zwei unterschiedliche Digitalisierungspfade. ATI hingegen nutzt zwei symmetrische, gut aufeinander abgestimmte Digitalisierungspfade, um das Signal zu digitalisieren.

Welche Vorteile ergeben sich daraus?

Die wichtigsten Vorteile von ATI sind ein geringeres Eigenrauschen und eine höhere Signaltreue. Durch die Digitalisierung des gesamten Signals in jedem der beiden Pfade lassen sich die Störungen reduzieren. Es sind schließlich zwei Kopien des kompletten Signals vorhanden, aus denen ein Mittelwert gebildet werden kann. Die anderen Techniken digitalisieren dagegen nur das halbe Signal in jedem der zwei Pfade, so dass nur eine Signalkopie und nicht zwei zur Verfügung stehen. Damit ist auch keine Mittelwertbildung möglich. Die höhere Signaltreue bei ATI wird also durch zwei symmetrische, aufeinander abgestimmte Digitalisierungspfade erreicht. Es gibt keine zusätzliche Mischerschaltung in nur einem der Pfade, wie bei anderen Verfahren. Diese Extra-Schaltung in nur einem der beiden Pfade kann zu Verstärkungs- und Phasen-Differenzen zwischen den zwei Digitalisierungspfaden führen. Diese sind schwierig auszugleichen und können die Signaltreue negativ beeinflussen.