Oszilloskoptechnik Wie funktioniert der »Zonentrigger«?

Ein kapazitives 12,1-Zoll-Display und eine übersichtliche Menüführung zeichnen die neuen Oszilloskope der InfiniiVision-4000x-Serie von Agilent aus
Ein kapazitives 12,1-Zoll-Display und eine übersichtliche Menüführung zeichnen die neuen Oszilloskope der InfiniiVision-4000x-Serie von Agilent aus

Agilents neue Oszilloskope der Serie »InfiniiVision 4000x« warten mit einem völlig neuen Triggerkonzept auf: Der Anwender zieht einfach mit dem Finger auf dem kapazitiven 12,1-Zoll-Touchscreen ein Kästchen um das interessierende Signalereignis, und schon triggert das Oszilloskop darauf. Wie das genau funktioniert, lesen Sie im nachfolgenden Artikel.

Bei der Fehlersuche in Digitalschaltungen erweist sich das Synchronisieren des Oszilloskops auf selten oder intermittierend auftretende Signalprobleme gelegentlich als schwierig bis unmöglich. In solchen Fällen hilft der Hardware-basierte »InfiniiScan Zonentrigger« der neuen Agilent-Serie »InfiniiVision 4000X« zusammen mit dessen konventionellen Triggermöglichkeiten. Darüber hinaus lassen sich mit dem Zonentrigger auch »gute« Signale charakterisieren, die so komplex sind, dass übliche Verfahren daran scheitern. Nachfolgend beleuchten wir die Funktion des Zonentriggers anhand einiger realer Messbeispiele.

Triggern auf nicht-monotone Flanken

Ein Digitalsignal mit einer diskontinuierlichen oder nicht-monotonen Flanke »stockt« oder weicht während des Anstiegs oder Abfalls zeitweise von der zu erwartenden Richtung ab. Bild 1 zeigt eine solche Flanke, die zufällig und nur sehr selten auftritt. Bei Aktualisierungsraten von bis zu einer Million Kurvenzügen pro Sekunde ist das Problemsignal deutlich zu erkennen, wenn auf eine beliebige saubere ansteigende Flanke des digitalen Impulszuges getriggert wird. Aufgabe ist es jetzt, auf genau dieses Signal mit der eigenartigen Anomalie zu triggern und nicht die guten Impulse mit den sauberen Flanken darzustellen. Wenn das gelingt, kann man sich mit einem anderen Tastkopf auf die Suche nach Signalen im System machen, die mit diesem Ereignis korrelieren. So lässt sich häufig die Ursache des Signalintegritätsproblems finden.

Bilder: 9

Der Zonentrigger der Agilent-InfiniiVision-4000x-Oszilloskope

Der Zonentrigger der Agilent-InfiniiVision-4000x-Oszilloskope

Einige Oszilloskope verfügen über einen Flankentrigger mit der Bedingung »größer als« oder »kleiner als« eine bestimmte Anstiegs- oder Abfallzeit. Das könnte dieses Triggerproblem lösen, aber die Einstellung des Oszilloskops auf eine solche eindeutige Triggerbedingung kann sich als schwierig und zeitraubend erweisen. Mit dem Zonentrigger lässt sich auf dem Display im Bereich der Signalanomalie einfach ein Rechteck - die Zone - zeichnen und festlegen, das ein Signal durchqueren muss, um individuell dargestellt zu werden. Das Oszilloskop zeigt dann ausschließlich Kurvenzüge, die diese Bedingung erfüllen (»Must Intersect«-Zone in Bild 2).

Diese Triggerbedingung ist auch invertierbar, also so definierbar, dass das Signal den markierten Bereich nicht durchqueren darf. In diesem Fall würde das Oszilloskop lediglich Signale mit normalen Anstiegsflanken darstellen (»Must Not Intersect«-Zone in Bild 3). Um dasselbe Ergebnis zu erzielen, lässt sich die ursprüngliche »Must Intersect«-Zone auf dem berührungsempfindlichen Display einfach mit dem Finger auf die gegenüberliegende Seite des normalen Signalzuges schieben.

Wird die Zonentrigger-Funktion aufgerufen, erfasst das Oszilloskop zunächst alle Signale, die die vorher spezifizierte Triggerbedingung erfüllen. Das ist meist das Triggern auf eine ansteigende oder abfallende Flanke; es lässt sich jedoch jede beliebige Triggerbedingung einschließlich des seriellen Triggers für diese Vorqualifizierung verwenden. Anschließend prüft das Oszilloskop jeden erfassten Signalverlauf in Relation zu den vordefinierten ein oder maximal zwei Zonen. Dieser Hardware-gestützte »Capture & Compare«-Zyklus läuft mit bis zu 200.000 Signalverläufen pro Sekunde. Anschließend werden ausschließlich die Kurvenverläufe dargestellt, die den durch die Zonen definierten Bedingungen entsprechen. Damit bietet der InfiniiScan-Zonentrigger ein sehr einfaches und zuverlässiges Verfahren zum Erfassen und Darstellen selten auftretender Signalanomalien.

Grundsätzlich gilt: Wenn es möglich ist, mit einer gängigen Triggerbedingung wie dem Flankentrigger auf dem Display solche Signalanomalien zu erkennen, während das Oszilloskop die Darstellung mit 1.000.000 Kurvenzügen pro Sekunde aktualisiert, dann kann der Zonentrigger diese Anomalie mit seiner Hardware-basierten Qualifizierungsrate von 200.000 Kurvenzügen pro Sekunde erfassen, isolieren und präsentieren.