Oszilloskope und Netzwerkanalysatoren im Automotive-Einsatz
Wie beherrscht man Automotive-Systembusse?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Wie beherrscht man Automotive-Systembusse?
BroadRReach
Der mit MOST konkurrierende Standard BroadRReach basiert auf 100Base Ethernet, wobei der Physikalische Layer modifiziert wurde. So wird im Gegensatz zu dem üblichen 100BaseT nur ein differentielles Leitungspaar für Up- und Downstream benutzt. Dadurch hat BroadRReach gegenüber anderen Technologien wie LVDS Kostenvorteile, weil sie mit günstigen Single-UTP-Kabeln (UTP: Unshielded Twisted Pair) arbeiten kann. »Um die Signalgüte bei BroadRReach testen zu können, müssen im DUT spezielle Testpattern generiert werden«, erklärt der Experte. »Dies ist notwendig, weil aufgrund des bidirektionalen Datenverkehrs eine Signalbeurteilung am laufenden System nicht möglich ist. Unsere QualiPhy-basierende Compliance-Testlösung beinhaltet alle Testroutinen, die für die Qualifizierung nötig sind, und sie erleichtert über eine grafische Darstellung sowie aufgrund eindeutiger Anweisungen bezüglich der zu generierenden Testsignale die Durchführung der Tests.« Wie bei allen QualiPhy-Paketen kann der Anwender die detaillierten Testergebnisse in einem Report ausgeben lassen.
LVDS birgt noch ganz andere Herausforderungen
Für LVDS-basierende Systeme im GHz-Bereich sind die Übertragungseigenschaften des Physikalischen Layers maßgeblich für die Signalgüte am Empfänger. Aber auch Stoßstellen durch Impedanzsprünge sowie frequenzabhängige Dämpfung spielen bei zunehmender Datenrate eine immer größere Rolle. »Um diese Übertragungseigenschaften zu messen und Stoßstellen aufzuspüren, eignen sich zum Beispiel Netzwerkanalysatoren oder auf Sampling-Oszilloskopen basierende TDR-Systeme«, so Stüber. »Beide sind teuer, schwer zu bedienen und aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts für einen Einsatz im Fahrzeug ungeeignet.«
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LeCroy hat vor diese Applikationen die Netzwerkanalysatoren der »SPARQ«-Serie entwickelt. Sie basieren auf einer TDR-basierenden Netzwerkanalyse, sind sehr kompakt, leicht und deutlich preisgünstiger als vergleichbare klassische Netzwerkanalysatoren. Dank ihrer schaltbaren Signaleingänge sind die SPARQs bei abgeschaltetem TDR-Puls statisch unempfindlich - was speziell im Kfz ein großer Vorteil ist, weil hier Signalleitungen häufig statisch aufgeladen sind. Der SPARQ kann sowohl Messungen im Zeitbereich (z.B. Impedanzplot) als auch im Frequenzbereich durchführen (S-Parameter). Er ist als 2-, 4-, 8- oder 12-Kanalsystem erhältlich und eignet sich somit auch für Messung zwischen mehreren Leitungspaaren (Übersprechen). Dank seiner hohen Bandbreite von 30 GHz können Stoßstellen <=1 mm zeitlich aufgelöst werden, was speziell bei Steckern eine große Hilfe bei der Suche nach der Ursache einer Stoßstelle ist. Für weitergehende Analysen oder zur Verwendung in Simulationstools können die Daten im standardisierten Touchstone-Format ausgegeben werden.
»Oft ist es schwer, anhand von S-Parametern oder Impedanzplots eine Aussage darüber zu treffen, ob sich ein Übertragungskanal für eine bestimmte Bitrate oder einen speziellen Standard eignet oder nicht«, erläutert Stüber. »Bisher war es notwendig, ein komplettes System inklusive Sender aufzubauen, um die Signalgüte am Empfänger beurteilen zu können. Mit unserem neuen Signal Integrity Tool, bestehend aus dem SPARQ und der Signal-Integrity-Studio-Software, haben wir eine sehr interessante alternative Methode zur Bestimmung der Signalgüte eines Übertragungsmediums, etwa eines Kabels, entwickelt. Dazu wird das passive Übertragungsmedium mit dem SPARQ vermessen, um die S-Parameter zu bestimmen. Die daraus gewonnenen S-Parameter werden nun in der Signal-Integrity-Studio-Software zur Simulation des Übertragungskanals benutzt. In der Software lassen sich Eingangssignale nahezu jeder beliebigen Güte und Frequenz mathematisch erzeugen, und dank der S-Parameter kann nun am Ende des Übertragungsmediums ein Augendiagramm - oder andere Parameter wie beispielsweise Jitter - simuliert werden. Mit dieser Methode ist es sehr einfach und rein softwarebasiert - ohne den Einsatz von Hardware - möglich, einen Übertragungskanal auf alle Eventualitäten hin zu überprüfen.«
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