Labormesstechnik
Scope-Auflösung steigern - aber wie?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Abbildungsfehler müssen vermieden werden
Durch die nicht reduzierte Anzahl von Abtastpunkten kann meist eine zusätzliche Interpolation entfallen. Da bei dieser Funktion alle Punkte in dem Abtastfenster gleich bewertet sind, spricht man hier auch von einem Boxcar-Fenster oder auch von Hypersampling.
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Durch die gleichwertige Boxcar-Bewertung aller Abtastpunkte führt diese Funktion bei High-Speed-Signalen zu Abbildungsfehlern. Betrachtet man z.B. ein Rechtecksignal mit genau acht Abtastwerten pro Periode, so entsteht durch die Mittelung von vier Abtastwerten aus dem rechteckigen Ausgangssignal fälschlicherweise ein Dreiecksignal mit gleicher Periode (Bild 3).
Um diese Abbildungsfehler zu minimieren, kann eine Bewertung im Mittelungsfenster genutzt werden. Durch diese Bewertung werden Punkte am Anfang und Ende des Fensters weniger stark gewichtet als die Punkte in der Fenstermitte.
Ersetzt ERES ein 12-bit-DSO?
Wie ausführlich beschrieben, hat jede der beschriebenen Funktionen ihre Nachteile und kann das Original nur bedingt richtig wiedergeben.
Dies ist auch mit der Funktion ERES nicht anders; im Bild 5 ist dies sehr schön zu erkennen. Wird nun noch mehr Dynamik benötigt, so sollte man schon das 12-bit-Scope wählen. Und natürlich lassen sich alle Verfahren der Auflösungserhöhung dann auch auf die mit 12 bit digitalisierten Signale anwenden. Im Bild 6 wurde der ERES-Modus eingeschaltet, um das Rauschen zusätzlich zu minimieren. Dabei werden keine wichtigen Signaldetails herausgefiltert.
Letztlich lässt sich das Fazit ziehen, dass es gute Ansätze gibt, mit der die Auflösung in einem 8-bit-DSO verbessert werden kann, diese aber immer ihre Grenzen haben und im Grenzbereich sehr schnell dazu führen können, dass Signale falsch dargestellt und damit auch falsch interpretiert werden.
Für den Nutzer ist es dabei nahezu nicht zu erkennen, wo der kritische Grenzbereich beginnt. Die bessere (und sichere) Wahl ist auf jeden Fall die Verwendung eines DSO mit höherer Hardware-Auflösung, wie beispielsweise die Geräte der HDO4096-Reihe von Teledyne LeCroy, die nicht nur echte 12 bit Wandler-Auflösung haben, sondern die auch eine verbesserte und an die höhere Auflösung angepasste Hardware besitzen.
Der Autor
| Thomas Stüber |
|---|
| ist Leiter der Applikation bei Teledyne LeCroy und Spezialist für komplexe Oszilloskop-anwendungen und Fragen der Signalintegrität. |
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