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Oszilloskop-Triggertechnologien

Analoges oder digitales Triggern?

3. August 2022, 15:00 Uhr | Von Joel Woodward, Strategic Planning Manager Oscilloscopes bei Rohde & Schwarz

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Weitere Vorteile digitaler Trigger

Ein weiterer Vorteil digitaler Trigger gegenüber der Analogtechnik betrifft die Signalverarbeitung. Bei Oszilloskopen mit analogen Triggern werden Nachverarbeitungsvorgänge wie Deembedding erst nach dem Trigger durchgeführt. Somit ist die Gestalt des Signals nach dem Deembedding zum Zeitpunkt der Triggerung noch nicht bekannt, und die entsprechenden Attribute können folglich nicht berücksichtigt werden. Oszilloskope mit digitalem Trigger haben in dieser Hinsicht einen Vorteil, da beispielsweise das Deembedding noch vor der Triggerung durchgeführt werden kann, sodass das Oszilloskop auf das resultierende Signal triggern kann.

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Um aber auf die Flankentriggerung zurückzukommen: Oszilloskope mit digitaler Triggerung bieten einen weiteren Vorteil gegenüber analogen Systemen. Bei Oszilloskopen mit hoher Bandbreite, die analoge Trigger verwenden, ist die Bandbreite für Flankentrigger oft nach oben begrenzt. Beispielsweise kann ein Oszilloskop mit einer Erfassungsbandbreite von 8 GHz die Triggerung auf maximal 2 GHz einschränken. Die Arbeit mit digitalen Signalen wird dadurch nicht unbedingt wesentlich beeinträchtigt, da meistens ein Oszilloskop gewählt wird, das die drei- bis fünffache Bandbreite der Grundfrequenzen bietet, damit auch die dritte und fünfte Harmonische erfasst werden können. Auf die Grundfrequenz zu triggern mag ausreichend sein.

Allerdings geht in diesem Fall die Möglichkeit verloren, auf Anomalien im Zusammenhang mit Oberschwingungen zu reagieren. Der Benutzer kann diese über das Erfassungssystem des Oszilloskops zwar erkennen, nicht aber auf solche Anomalien triggern, die oberhalb der Triggerfrequenz liegen. Bei Oszilloskopen mit digitaler Triggerung ist die Bandbreite der Flankentriggerung in der Regel gleich der maximalen Erfassungsbandbreite. Beim Oszilloskop R&S RTP mit 16 GHz Bandbreite unterstützt das digitale Triggersystem zum Beispiel auch die 16-GHz-Triggerung.

Ein weiterer Vorteil der Digitaltechnik betrifft die Trigger-Hysterese. Oszilloskope mit digitaler Triggerung lassen die Einstellung der Trigger-Hysterese durch den Benutzer zu. Der Benutzer kann also festlegen, welche Hysterese das Oszilloskop anwenden soll, um zwischen Rauschen und echten Signalübergängen zu unterscheiden. Ein Beispiel hierfür ist in Bild 3 dargestellt, wo auf dem Oszilloskop-Display eine Hystereselinie zu sehen ist, die dicker wird, wenn der Benutzer eine größere Hysterese anwendet, und dünner, wenn ein kleinerer Hysteresewert gewählt wird. Hier hat der Benutzer die Wahl: Bei einer Hysterese von 1 Div wird auf die fallende Flanke des größeren Impulses getriggert, während bei einer Hysterese von 0,1 Div der digitale Trigger auf die sehr kleine fallende Flanke des kleinen Impulses anspricht. Es kann sehr hilfreich sein, mit dem Signal auch eine visuelle Darstellung der Trigger-Hysterese zu erhalten, insbesondere bei rauschbehafteten Signalen. Bei Oszilloskopen mit analoger Triggerung ist ein Hysteresewert fest in den analogen Schaltkreis integriert und kann vom Benutzer nicht geändert werden. Daher sind Oszilloskope mit digitaler Triggerung unter dem Aspekt der Trigger-Hysterese vorzuziehen.

Sowohl analoge als auch digitale Triggerschaltungen bieten die Möglichkeit, Rauschen durch Einstellung der Bandbreitenbegrenzung zu unterdrücken. Bei Oszilloskopen mit analogen Triggern umfassen die Triggereinstellungen in der Regel eine Hochfrequenz- und/oder eine Niederfrequenzsperre. Dabei handelt es sich jedoch um feste Werte – der Benutzer hat keine Möglichkeit, die ursprüngliche Auslegung der analogen Triggerschaltung zu ändern. Oszilloskope mit digitaler Triggerung bieten wesentlich flexiblere Frequenzfiltermöglichkeiten für den Triggerpfad. Außerdem kann die Bandbreitenbegrenzung für den Triggerpfad in der Regel entweder gleich der Bandbreitenbegrenzung des Erfassungspfads sein oder aber abweichend eingestellt werden. Dies ermöglicht es dem Benutzer, präziser auf relevante Ereignisse zu triggern, während das Signal mit oder ohne Bandbreitenbegrenzung dargestellt werden kann.

Der einfache Flankentrigger ist zwar für die meisten Anwender das Standardwerkzeug, um die Erfassung durch das Oszilloskop auszulösen. Oszilloskope bieten aber darüber hinaus noch verschiedene speziellere Triggermodi. Die Triggerarten und die Auswahl an Triggermodi sind bei Oszilloskopen mit digitaler und analoger Triggerung in der Regel ähnlich. Dazu gehören Glitch, Pulsbreite, Runt, Window, Timeout, Slew Rate, Setup-and-Hold, State, Pattern und Triggering serieller Busse. Alle diese Triggermodi werden von Oszilloskopen mit analoger und digitaler Triggerung unterstützt. Viele Oszilloskope verfügen über eine zusätzliche Triggermöglichkeit, den sogenannten Zone Trigger, wobei Oszilloskope mit digitalem Trigger häufig mit umfangreicherer Funktionalität aufwarten.