Oszilloskop-Trigger
Geistersignale
Flimmernde, flackernde Kurvenzüge auf dem Display des Oszilloskops können durchaus etwas Gespenstisches an sich haben: Mal sind sie da, mal nicht - die irrlichternden »Geister«, die sich von dem erwarteten Erscheinungsbild eines ordentlichen repetitiven Eingangssignals so deutlich unterscheiden. Gut, dass moderne Oszilloskope auch die Werkzeuge bereitstellen, um diese intermittierenden Störenfriede in Quarantäne zu nehmen.
Auf ein repetitives Eingangssignal eingestellte Oszilloskope erfassen gelegentlich ein Ereignis, das sich von dem normalen Kurvenzug wesentlich unterscheidet. Das kann ein unregelmäßig auftretender schmaler Überschwinger, eine flüchtige Zeittaktverschiebung, ein winziger Puls oder aber alles das sein, was von dem erwarteten Erscheinungsbild abweicht. Das zuverlässige Erfassen, Identifizieren und Beheben solcher zufällig und unregelmäßig auftretenden Signalanomalien gehört zu den schwierigsten messtechnischen Aufgaben. Was kann nun das Oszilloskop dazu beitragen?
Bandbreite und Abtastrate sind die ersten Spezifikationen, die man in diesem Zusammenhang unter die Lupe nehmen sollte. Die Echtzeit-Bandbreite und die damit verknüpfte Abtastrate eines Oszilloskops bestimmen, wie detailliert das Signal erfasst werden kann. Wenn ein unregelmäßig auftretender Überschwinger eine sehr hohe Anstiegsrate hat oder sehr schmal ist, könnte ein Oszilloskop mit zu niedriger Bandbreite diesen sogenannten »Glitch« komplett ausfiltern und würde ihn niemals darstellen.
Meist gilt die Speichertiefe als nächstwichtige Eigenschaft eines Oszilloskops. Wenn etwas unregelmäßig passiert und mit hoher Auflösung, also hoher Abtastrate, erfasst werden soll, ist der erste Gedanke, dass mehr Speicher dieses Problem lösen kann. Aber selbst wenn ein solches Ereignis zufällig im Pufferspeicher des Oszilloskops gelandet sein sollte - weiß man denn, dass es da ist? Und wenn man es nicht gleich auf dem Display sieht: Wie weiß man, dass man danach suchen muss, oder wonach überhaupt zu suchen ist?
Aktuelle Anzeige
Das wichtigste Leistungsmerkmal eines Oszilloskops, um diesen »Gespenstern« das Handwerk zu legen, ist die Aktualisierungsrate der Anzeige. Je öfter das Oszilloskop die Darstellung des Signals aktualisiert, desto wahrscheinlicher werden unregelmäßig auftretende Anomalien erfasst und dargestellt, selbst dann, wenn man gar nicht speziell danach sucht.
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Bild 1 zeigt ein Beispiel für ein »Geistersignal«, das von einem Oszilloskop der Serie»InfiniiVision 4000 X« von Agilent eingefangen wurde. Das Gerät aktualisiert den Bildschirm mit 1 000 000 Kurvenzügen pro Sekunde. Oszilloskope mit niedrigerer Auffrischrate wer-den dieses »Gespenst« - eine unregelmäßig auftauchende, nicht-monotone Flanke - vermutlich niemals erkennen.
Angenommen die Aktualisierungsrate des Oszilloskops ist hoch genug, um solche »Geister« sichtbar zu machen. Dann gilt es, das Gerät so einzustellen, dass man auf das Ereignis triggern, es isolieren und seine Ursache ermitteln kann. Ist die unregelmäßig auftretende Signalanomalie ein schmaler Glitch, bietet sich dafür der Pulsbreitentrigger an. Ist es ein Impuls mit minimaler Amplitude, hilft der Runt-Trigger. Die Unstetigkeit in der Flanke des hier gezeigten Beispielsignals kann mit Triggern auf die Anstiegszeit erfasst werden.
Unglücklicherweise lassen sich manche der anspruchsvollen parametrischen Triggermodi leichter aufzählen als einsetzen. Eine Alternative für Anwender, die sich nicht zu den Oszilloskop-Experten zählen, ist der Zonentrigger dieser Oszilloskopmodelle. Über den berührungsempfindlichen kapazitiven Touchscreen kann der Anwender ein Rechteck - die Zone - um den »gespenstischen« Teil des Signals ziehen (großes Bild), und das Oszilloskop zeigt nur mehr die Signalanomalitäten in diesem Bereich.
Über die Autoren:
Johnnie Hancock ist Product Manager und Peter Kasenbacher ist EMEA Marketing Segment Manager, beide bei Agilent.
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