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Oszilloskoptechnik

Wie funktioniert der »Zonentrigger«?

7. Dezember 2012, 15:36 Uhr | Nach Unterlagen von Agilent

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Triggern auf metastabile Zustände

Als metastabiler Zustand wird hier im Wesentlichen ein selten auftretender Signalüberschwinger (»Glitch«) verstanden, wie er bei grenzwertigen Zeittoleranzen von Daten- und Taktsignalen auftreten kann. Das Beispiel in Bild 4 zeigt ein Datensignal, das gelegentlich dazu ansetzt, von einer logischen Eins zu einer logischen Null zu wechseln, dann aber wieder in den normalen Impulszug zurückfällt. Mit der schnellen und stabilen Auffrischrate des Agilent 4000X von 1.000.000 Kurvenzügen pro Sekunde lässt sich diese Anomalie bei Triggerung auf eine fallende Flanke des Datensignals (Bildmitte) deutlich erkennen. Um nur auf Signale mit einem solchen seltenen Ereignis zu triggern, könnte z.B. der Pulsbreitentrigger verwendet werden. Bei einer zu niedrigen negativen Amplitude des Überschwingers ist der Erfolg allerdings nicht immer sicher. Ein einfacheres und zuverlässigeres Verfahren bietet auch hier der Zonentrigger.

Nach dem Zeichnen einer »Must Intersect«-Zone auf dem Display im Bereich der Signalanomalie zeigt das Oszilloskop ausschließlich Signalzüge, die den »Glitch« als metastabilen Zustand aufweisen (Bild 5). Sobald es möglich ist, auf dieses Problemsignal zu synchronisieren, lassen sich andere Signale des Entwurfs daraufhin überprüfen, ob sie mit dem Ereignis korrelieren und damit einen Hinweis auf die Ursache liefern.

Triggern auf serielle Bitmuster

Obgleich der Zonentrigger meist zum Synchronisieren auf Problemsignale wie in den gezeigten Beispielen dient, lässt er sich auch zum Triggern auf definierte serielle Bitmuster einsetzen. Ein gängiges Beispiel dafür ist, das Oszilloskop so einzustellen, dass es auf einen isolierten Impuls triggert. Zum Charakterisieren der Qualität serieller Bussignale ist es oft erforderlich, isolierte logische Einsen und/oder Nullen zu untersuchen. Bei NRZ-Signalen ist eine isolierte Eins ein einzelnes High-Bit zwischen einer spezifizierten Anzahl führender und folgender logischer Nullen. Eine isolierte Null ist dementsprechend ein einzelnes Low-Bit, umgeben von einer definierten Anzahl logischer Einsen.

Bild 6 zeigt, wie das Oszilloskop auf die ansteigenden Flanken eines seriellen FlexRay-Signals mit 10 Mbit/s triggert. Zu diesem Zeitpunkt ist nicht mehr zu sehen als eine ansteigende Flanke im Zentrum des Displays, der Standard-Trigger-Position. Weil die serielle Datenrate dieses Signals 10 Mbit/s beträgt, sollte ein einzelnes Bit 100 ns breit sein. Eine Zeitbasis-Einstellung des Oszilloskops auf 100 ns/Teilstrich erleichtert das Schätzen der Breite und vereinfacht das Zeichnen der benötigten Qualifizierungszonen.

Bild 7 zeigt die beiden gezeichneten »Must Not Intersect«-Zonen zum Isolieren eines einzelnen High-Bits, angeführt von drei oder mehr und gefolgt von zwei oder mehr logischen Nullen. Man kann diese Zonen auch als »Keep-Out«-Felder betrachten. Nun, da die logische Eins isoliert ist, kann man die erforderlichen Parameter zur Qualifizierung des Impulses wie Anstiegszeit, Abfallzeit und Pulsbreite messen.