Labormesstechnik
Grundlagen der Signalintegrität
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Einblick in den Frequenzbereich mit Hilfe von Echtzeit-Spektrum-Analysatoren
Für einige schwer erfassbare Ereignisse kann ein Messwerkzeug mit einer höheren Frequenzauflösung erforderlich sein. Nur so lassen sich kleine Frequenzereignisse, wie Takt-Phasen-Verschiebungen, Mikrofonie und PLL-Einschwingen (Phase-Locked Loop), erkennen. Zu den allgemeinen Messaufgaben gehören:
- Beobachtung von Signalen, die durch Störungen maskiert sind
- Erkennung von Taktsignalen, die durchSpread-Spektrum-Signale maskiert sind
- Entdeckung und Analyse transienter und dynamischer Signale
- Erfassung von Burst-Übertragungen, Störimpulsen und Schaltvorgängen
- Charakterisierung von PLL-Einschwingzeiten, Frequenzverschiebungen und Mikrofonie
- Taktsignale mit Frequenzstufen
- Test und Diagnose von transienten EMV-Effekten
- Charakterisierung zeitvariabler Modulationsschemen
- Isolation von Software- und Hardware-Wechselwirkungen
Konventionelle Spektrum-Analysatoren (SA) und Vektor-Signalanalysatoren (VSA) liefern einen Schnappschuss des Signals im Frequenz- oder Modulationsbereich. Meist reicht diese Information nicht aus, um die dynamische Natur von modernen Signalen zuverlässig zu beschreiben. Echtzeit-Signalanalysatoren (wie die Tektronix RSA5000 Serie) vermeiden diese Einschränkungen, indem sie bis zu 400.000 Spektren pro Sekunde aufzeichnen und somit Transienten von nur 2 bis 3 µs erfassen können. Dies ist durch die Verwendung komplexer Trigger und der Darstellung des erfassten Signals in mehreren Domänen möglich, was eine Identifizierung und Isolierung der transienten Signale erlaubt, welche die Signalintegrität beeinflussen.
Zusammenfassung
Signalintegritätsmessungen sind mittlerweile ein entscheidender Schritt in der Entwicklung von digitalen Systemen. Der Entwicklungsingenieur muss derartige Probleme überall im System isolieren und beseitigen können. Dafür sind leistungsfähige und vollständige Messtechnik-Werkzeuge erforderlich, die auch die notwendige Bandbreite und zeitsparende Funktionen für Highspeed-Signale beinhalten. Zu diesen Tools gehören Digital-Oszilloskope, Mixed-Signal-Oszilloskope, Logikanalysatoren, Echtzeit-Spektrum-Analysatoren, Zeitbereichs-Reflektometrie-Lösungen, Signalgeneratoren, High-Fidelity-Tastköpfe und Analyse-Software. Innovative Messlösungen, wie high-density compression-Tastköpfe, anwendungsspezifische Jitter-Software und integrierte Logikanalysator / Oszilloskop-Signaldarstellung sind heute erhältlich und unterstützen den Entwickler bei Problemen mit der Signalintegrität. Mit diesen leistungsfähigen Tools kann der Ingenieur Fehler schnell ausfindig machen und deren Ursachen ermitteln. Bislang führten unerkannte Signalintegritätsprobleme bei neuen Digitalprodukten häufig zu Terminverzögerungen und Zuverlässigkeitsproblemen. Jetzt kann der Entwickler mit Hilfe geeigneter Messungslösungen selbst die kompliziertesten Signalintegritätsherausforderungen lösen. Weitere Information sind verfügbar unter: http://www.tek.com/application/signal-integrity
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