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Mittelklasse-Scopes

Sechs wichtige Oszilloskop-Funktionen in der Praxis

3. September 2010, 12:28 Uhr | Nicole Wörner

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Sechs wichtige Oszilloskop-Funktionen in der Praxis

4. Zusätzliche Logikkanäle, Logik-Trigger und -Analyse

Es gibt nur noch wenige Anwendungsgebiete, bei denen Mikrocontroller oder Mixed-Signal-Designs keine Rolle spielen. Deshalb sind Logikkanäle am Oszilloskop inzwischen ein Muss, um sinnvoll Analysen sowohl an Analog- als auch an Logiksignalen durchführen zu können. Es stellt sich nur noch die Frage, wie viele zusätzliche Logikkanäle genügen: 8, 16 oder 32. Oft reicht das Minimum von acht Kanälen aus, weil das Gros der Anwendungen immer noch mit 8-Bit-MCUs läuft. Sinnvoll ist weiterhin, die Board-Busse SPI, I2C und UART über die Logikkanäle zu triggern und zu analysieren, damit weitere analoge Signale gleichzeitig beobachtet werden können, beispielsweise Sensorkanäle. Dies erhöht die Anzahl der insgesamt zur Verfügung stehenden Kanäle, wie dies beim Hybrid-MSO DLM2000 von Yokogawa gezeigt wird. Um zusätzliche Logikkanäle sinnvoll nutzen zu können, müssen auch Logik-Trigger und -Analysemöglichkeiten vorhanden sein. Diese sollten sowohl für die Logik-, als auch für die Analogkanäle anwendbar sein. Ein Beispiel ist die gleichzeitige Messung an einem CAN-Bus über die Analogkanäle und an UART mittels Logikkanälen auf Leiterplattenebene.

5. Leistungsmessung

Zu den meisten Projekten gehört auch die Entwicklung einer effizienten Stromversorgung, beispielsweise eines Schaltnetzteils. Dabei werden die Schalt-Halbleiter (IGBT, MOSFET, ...) in ihrer Verlustleistung immer mehr verbessert, damit die Bauformen kleiner werden. Dies geht nur durch Erhöhung der Schaltflankensteilheit. Zwischen Strom und Spannung ist dabei immer ein Phasenversatz, der das fehlerfreie Messen erschwert. »Um hier Messfehler zu vermeiden, muss ein modernes Oszilloskop eine Power-Option zur Leistungsanalyse anbieten«, verdeutlicht der Experte. »Die Verlustleistungsmessung sollte komfortabel mit automatischer Phasenkorrektur von Strom und Spannung durchgeführt werden.«

Als zweite wichtige Funktionskomponente ist die Harmonischen-Analyse notwendig, um die Eingangsstromverzerrungen zu prüfen. Diese Oberschwingungsanteile dürfen sich nach einschlägigen Normen nur in bestimmtem Grenzen bewegen, damit das geplante EMV-Verhalten erreicht wird. »Insgesamt nimmt das Thema Leistungsoptimierung einen immer höheren Stellenwert an, so dass die funktionale Unterstützung im Oszilloskop besonders wichtig geworden ist«, so Mathä.

6. Eingangsfilter für analoge Kanäle

Es ist meist unumgänglich, dass ein im Labor entwickeltes System in einer rauen, realen Umgebung geprüft wird, beispielsweise im Prüfstand. Ein oft immer erst in der praktischen Anwendung erkanntes Problem ist das Eliminieren überlagerter hochfrequenter Störungen. Ein Oszilloskop benötigt deshalb nach Mathäs Überzeugung zuschaltbare, variable Tiefpassfilter. »Analoge Filter direkt im Eingang vermeiden das Problem, die hochfrequenten Störungen über die A/D-Wandler im Oszilloskop digitalisieren zu müssen und damit die Dynamik des Messkanals zu verringern«, führt Mathä aus. »Für jeden analogen Kanal sollte die Grenzfrequenz der Filter umschaltbar sein, um damit Signalmessungen bei unterschiedlichen Störungen zu ermöglich. In der Praxis ist eine Kombinationsanwendung von analogen und digitalen Filtern üblich geworden. Die digitalen Filter übernehmen unterhalb 8 MHz Bandbreite eine feingestufte Filterung bis herab zu 8 kHz.«