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Rigol Technologies

Oszilloskop-Speicher effizient nutzen

2. Mai 2016, 10:32 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Optimierung durch »Ultra Vision«-Technologie

Rigol versucht, hier einen optimalen Mittelweg zu gehen. Die Architektur ist zwar CPU-basiert, aber es wurde auch eine autonome und intelligente Speicherverwaltung im FPGA implementiert, um die CPU so weit wie möglich zu entlasten. Dieses System wurde patentiert und findet sich hinter der Bezeichnung Ultra Vision wieder. Ein Trick ist, dass nicht immer der volle Speicher benutzt wird. Es gibt hierfür einen Automatismus, so dass immer nur der mindestens nötige Speicher (siehe Formel oben) belegt wird.

Der Vorteil ist, dass einerseits 140 Mio. Punkte im Speicher (pro zwei Kanälen) zur Verfügung stehen, aber auch Kurvenupdateraten bis zu maximal 110.000 wfm/s erreicht werden können. Um keine falschen Erwartungen zu wecken: Bei voller Speichernutzung kann natürlich nicht gleichzeitig die maximale Erfassungsrate erreicht werden. Dies ist generell nicht möglich, weil zur vollen Speichernutzung eine entsprechend große Zeitablenkung eingestellt werden muss. Beispielsweise kann bei einer Abtastrate von 4 GSample/s und einem verfügbaren Speicher von 4 Mpts ein 1-ms-Signal auf dem Bildschirm dargestellt werden. Das heißt, sogar ohne Blindzeit könnten nur 1000 Kurven pro Sekunde erfasst werden.

Die Oszilloskope der DS/MSO4000-Serie von Rigol verfügen über die oben beschriebene Technologie – und somit auch über den tiefen Speicher. Will man nun den maximalen Speicher bei immer noch maximaler Samplerate ausnutzen, kann man die Zeitablenkung auf bis zu 2 ms/div erhöhen. Das bedeutet, es sind nun 112 Mpts Speicher in Benutzung, und die Abtastrate ist immer noch bei 4 GSample/s. Die dargestellte Zeit ist 14 x 2 ms/div, also 28 ms.

Besonderheiten

Es gibt Szenarien, bei denen noch wesentlich längere Zeiten pro Einzelschuss dargestellt werden müssen, beispielsweise wenn ein Fehler nur einmal pro Sekunde auftritt. Als Konsequenz zur noch längeren Zeit muss die Abtastrate angepasst, genauer gesagt gesenkt werden. Bei 100 ms/div beträgt die Abtastrate nur noch 50 MSample/s, d.h. die zeitliche Auflösung hat sich bereits um Faktor 80 verschlechtert (Zeit zwischen zwei Samples: 0,25 ns - >20 ns).

Die Auswirkungen sind im dargestellten Fall überschaubar, aber das ist hauptsächlich der Tatsache geschuldet, dass Rigol einen vergleichsweise großen Speicher bietet. Der Vergleich mit einem Oszilloskop mit nur 4 Mpts Speicher sieht wesentlich drastischer aus. Hier hat man bei 100 ms/div und 14 div nur noch eine Abtastrate von ca. 2 MSample/s (Zeit zwischen zwei Samples: 500 ns). Das ist gleichbedeutend mit einer Verschlechterung der Auflösung um den Faktor 2000.