Die Bedeutung von tiefem Speicher bei digitalen Oszilloskopen

Ihre Anforderung

Embedded Designs sind ein integraler Bestandteil von heutigen Elektroniksystemen, die sowohl Analogsignale als auch Signale von seriellen und parallelen Bussen führen. Bei der Fehlersuche in solchen Designs sieht man sich oft mit der Herausforderung konfrontiert, gleichzeitig genügend Anteile von langsamen als auch schnellen Signalen mit ausreichender Auflösung zwischen den Abtastpunkten zu erfassen, um zoomen zu können und Signaldetails zu sehen. Eine genügend hohe Auflösung ist unabdingbar, um zu gewährleisten, dass keine wichtigen Signalereignisse verloren gehen, z. B. Störimpulse, Nadelimpulse oder andere Anomalien, die zu einer Fehlfunktion des Designs führen können.

Messtechnische Lösung

Ein Oszilloskop mit tiefem Speicher löst dieses Problem. Der Zusammenhang zwischen Abtastrate, Aufzeichnungslänge und Aufzeichnungszeit wird in der Abbildung dargestellt.

Die maximal mögliche Aufzeichnungslänge für eine Erfassung wird durch die Speichertiefe des Oszilloskops bestimmt. Je tiefer der Speicher, desto höher kann die Abtastrate gewählt und beibehalten werden, auch wenn längere Zeitabschnitte erfasst werden. Dies wiederum führt zu exakteren und zuverlässigeren Messungen und mehr Vertrauen darauf, dass keine wichtigen Signalereignisse ausgelassen werden.

Anwendungsbeispiele

Bei der Analyse von langsamen Signalereignissen wie Transienten von Schaltnetzteilen oder Anlaufprozessen beim Einschalten von Platinen ist es unabdingbar, dass man längere Zeitabschnitte betrachten kann. Hohe Auflösung und folglich tiefer Speicher sind entscheidend, wenn man versucht, gleichzeitig schnelle und langsame Signale zu betrachten und die Signalinhalte zu korrelieren, z. B. analoge und digitale Komponenten von Embedded Designs. Ein weiteres Beispiel ist die Spektrumanalyse eines Signals: Die Frequenzauflösung hängt davon ab, wieviel Zeit für die Analyse verfügbar ist. Mehr Zeit bedeutet eine feinere Auflösung. Darüber hinaus gilt: Je höher die Abtastrate, desto höher ist die maximale Frequenz, die der Anwender sehen kann.

Segmentierter Speicher: die Aufzeichnung auf relevante Signalelemente beschränken

Bei der Signalaufzeichnung mit einem segmentierten Speicher wird der zur Verfügung stehende Speicher in Abschnitte mit einer definierten Abtastpunktzahl aufgeteilt. Die Länge der Abschnitte wählt der Anwender in Abhängigkeit von den relevanten Teilen des Signals, z. B. die Paketlänge einer protokollbasierten Nachricht. Zum Triggerzeitpunkt werden die betreffenden Daten zusammen mit dem Triggerzeitstempel im Speicher abgelegt. Die Zeiträume ohne interessante Aktivitäten werden nicht erfasst. Folglich nutzen die Anwender den Speicher auf optimale Weise und zeichnen deutlich mehr relevante Daten auf als bei einer Single-Shot-Aufzeichnung.

History-Funktion: ein Blick in die Vergangenheit

Das Aufspüren der eigentlichen Fehlerursache ist oft erst durch den Blick in die Vergangenheit einer Signalsequenz möglich. Mit dem History-Modus des Oszilloskops lässt sich dies realisieren. Der Bediener kann die Erfassung jederzeit anhalten und unverzüglich die früheren Messdaten unter Ausnutzung der gesamten Gerätefunktionalität analysieren. Ein Zeitstempel pro Messkurve stellt dabei die zeitliche Zuordnung der Ereignisse sicher.

Vergleich mit Mitbewerbern

Traditionell bieten Oszilloskope von Rohde & Schwarz bereits standardmäßig mehr Speicher als die Geräte von Mitbewerbern. Die Optionen für Speichererweiterungen bieten sogar einen noch größeren Vorteil.