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Oszilloskope von Teledyne LeCroy

12 bit erstmals bis 8 GHz

10. Juli 2018, 16:30 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Expertenwissen: HD9046 im Vergleich zu anderen Technologien zur Erhöhung der Auflösung

Hohe Auflösung. High Definition. HD-Modus. Nahezu jeder Hersteller wirbt derzeit mit diesen Schlagworten. Doch wo liegen eigentlich die Unterschiede zwischen den Ansätzen der einzelnen Anbieter? Thomas Stüber, Group Leader Application von Teledyne LeCroy, über die Unterschiede zwischen Teledyne LeCroys HD9046- und anderen Technologien zur Erhöhung der Auflösung:

»Der wesentlichste Unterschied ist, dass die HDO4096-Oszilloskope von Teledyne LeCroy in allen Baugruppen – also vom Eingangsverstärker bis zum A/D-Wandler und Erfassungsspeicher – auf 12 bit Auflösung hin entwickelt wurden. Damit muss der Anwender in keinem Bereich Einschränkungen eingehen. So ist bei den HDO4096-Scopes die 12-bit-Auflösung nicht nur über den ganzen Frequenzbereich nutzbar, sondern durch die auf 12 bit angepassten rauscharmen Vorverstärker ist auch gewährleistet, dass der hinzu gewonnene Dynamikbereich wirklich vom A/D-Wandler genutzt werden kann.

Durch den großen Erfolg der HDO4096-Serie sehen wir immer mehr Anbieter, die auch auf dieser Welle schwimmen möchten und DSOs und Funktionen mit ähnlichen Namen auf den Markt bringen, bei denen die erhöhte Auflösung jedoch nur sehr eingeschränkt nutzbar ist. Die gängigste Methode, um die Auflösung eines A/D-Wandlers in einem DSO zu erhöhen, ist die digitale Filterung und Bandbegrenzung des Eingangssignals. Dadurch verliert der Anwender analoge Bandbreite, und ein 1-GHz-DSO wird hier schnell zu einem DSO, das nur noch Frequenzen im MHz-Bereich analysieren kann.

Noch schlimmer ist, dass der Drang zu immer höheren Auflösungen dazu führt, dass völlig außer Acht gelassen wird, dass diese Filterung auch extreme Nachteile hat. So wird schnell einmal aus einem mit 12 bit gefilterten 100-MHz-Rechteck kein Sinus, sondern ein Dreieck, ohne dass der Anwender etwas davon ahnt. Auch der Ausdruck „Hardware“ in Bezug auf die Erhöhung der Auflösung kann irreführend sein, weil dies auch bedeuten kann, dass die Filterung im Hintergrund in einem Chip erfolgt, die echte Auflösung des A/D-Wandlers wird dabei aber verschwiegen.

Ein wesentlicher Nachteil aller Methoden zur Erhöhung der Auflösung ist, dass diese Methoden voraussetzen, dass das dem Signal überlagerte Rauschen innerhalb des Blocks, in dem die Mittelung stattfindet, ideal gaußförmig verteilt ist. Weil dies aber nicht wirklich innerhalb eines kurzen Blocks zutreffen muss, unterscheidet sich ein so gefiltertes Signal deutlich von dem eines Signals, das mit einem echten Wandler mit höherer Auflösung aufgezeichnet wurde. Wenn sich ein Kunde für ein DSO mit hoher Auflösung interessiert, sollte er vor dem Kauf nicht nur die Unterlagen der Herstellers heranziehen, sondern wenn möglich auch eigene Tests durchführen. Denn nur wenn ein DSO als Ganzes auf die höhere Auflösung entwickelt wurde, kann dieser Gewinn an Auflösung auch wirklich genutzt werden.«