Moderne Mixed-Signal-Scopes sollten mehr können als nur Analog- und Digitalsignale darstellen
Messen mit Mixed-Signal-Oszilloskopen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Messen mit Mixed-Signal-Oszilloskopen
Da alle Analog- und Logik-Eingänge mit der Triggerschaltung verbunden sind, werden beliebige Triggerkombinationen unabhängig von Analog/Logik-Umschaltungen der Anzeige möglich. Bei gemischter Triggerung wird ein Triggerversatz von weniger als 2 ns zwischen allen Kanälen (einschließlich Logik) und Bits vom ScopeCORE-Prozessor (dessen Blockschaltung in Bild 5 dargestellt ist) realisiert.
Mit der Logik-Funktion lassen sich außerdem Schwellwerte für einzelne Bits setzen, wenn der neue Logik-Tastkopf (Modell 701989, Option) verwendet wird. Damit ist die Beobachtung von I²C- und SPI-Bus-Schnittstellen möglich, die ja bekanntermaßen verschiedene Logikpegel aufweisen.
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Details zur Helligkeitsabstufung und History-Funktion
Beim Testen während der Systementwicklung muss sichergestellt sein, dass seltene Phänomene erfasst werden, um die korrekte Funktion der Schaltung schnell überprüfen zu können. Damit die Chance zur Erfassung seltener Ereignisse möglichst groß ist, wird eine schnelle Datenerfassung notwendig, und die Kurven müssen auf so viel Information wie möglich beruhen, z.B. auf einer hohen Zahl von Abtastwerten.
Dies wird bei der neuen Scope-Reihe mit der History-Speicherfunktion erreicht. Der History-Speicher ist eine spezifische Eigenschaft der Yokogawa-Oszilloskope, was einen Pluspunkt im Oszilloskop-Markt bedeutet, da auch die rückwirkende Analyse früherer Kurvenerfassungen möglich ist. Zur Funktionsweise: Der ScopeCORE-Prozessor erfasst die Kurven nicht synchron zum Anzeigezyklus (60 Hz), die Daten werden vielmehr „n-mal“ asynchron zum Anzeigezyklus im History-Speicher im primären Datenverarbeitungsbereich abgelegt. Bei der Generierung der Bildschirmdaten werden jedes Pixel der History-Daten verwendet und überlappende Abtastpunkte akkumuliert. Diese aufsummierte „Häufigkeitsinformation“ wird in Intensitätswerte umgewandelt und zum Anzeigespeicher geschickt (Bild 6). Die nachfolgende Datenakquisition wird gleichzeitig mit der Übermittlung der Bildschirmdaten ausgeführt.
Durch Wiederholung dieser Abläufe lassen sich Kurvenakquisitionsdaten von bis zu 20 000 Seiten/s zusammen mit der Intensitätsabstufung erreichen (Beispiel in Bild 7). Die Tabelle gibt hierzu den Zusammenhang zwischen der Speichertiefe und der maximalen Kurvenakquisitionsrate wieder. Lesebeispiel: Bei einer Speicherlänge von 1,25 KPunkten werden 20 000 Seiten mit Daten als History-Daten gleichzeitig mit der Kurvenerkennung akkumuliert – ein sehr wichtiger Punkt deswegen, weil die Datenanalyse danach ausgeführt werden kann.
Technische Basis dieses Gerätekonzeptes ist der so genannte „ScopeCORE“-Prozessor (Bild 2) mit folgenden Funktionen: In der Signalverarbeitung werden die Daten des A/D-Wandlers für die Anzeige erzeugt, die verschiedenen Kurvenzüge und Parameter berechnet und weitere Funktionen ausgeführt.
Ein zweiter Bereich dient der Trigger-Erkennung. Dadurch konnten bei dieser Oszilloskopkategorie eine um 25 % geringere Aufstellfläche und eine um 15 % niedrigere Stromaufnahme gegenüber konventionellen Geräten verwirklicht werden.
Die Signalverarbeitung des „Scope-CORE“-Prozessors basiert auf einer firmeneigenen Architektur und liefert eine schnelle Kurvenakquisition sowie eine verbesserte Datenaufbereitung und Kurvenanzeige. Dieser Prozessor ermöglicht den Bau von Mixed-Signal-Oszilloskopen mit Intensitätsabstufungs-Darstellung – das Ganze mit dem Handling eines tragbaren Analog-Oszilloskops.
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- Messen mit Mixed-Signal-Oszilloskopen
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