Oszilloskop-Prüfstand

Spitze beim Messen - Drei 20-GHz-Oszilloskope im Vergleich

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Hard- und Softwaretrigger im Oszilloskop: Welche und Wozu?

Ergänzendes zum Thema
Wohin geht die künftige Oszilloskop-Entwicklung?

Es gibt eindeutig einen Trend zu immer höheren Bandbreiten, die auch technologisch für künftige Standards erforderlich sind. Neue Messgeräte sollten technologisch die Voraussetzung bieten, das Eigenrauschen und den Jitter zu minimieren. Ein großer Teil der Oszilloskope wird für Messungen in der Datenübertragung eingesetzt. Das bestätigen sowohl Tektronix als auch LeCroy. Allerdings zeigt sich, dass für elektrische Datenverbindungen eine bisher allgemein angenommene Bandbreite von der 5. Harmonischen des Datensignals bei sehr hohen Datenraten nicht mehr praktikabel ist. Verwendete Platinen, Steckverbinder, Kabel und auch die integrierten Bauelemente haben in der Regel eine begrenzte Anstiegszeit, die nicht beliebig, und vor allen Dingen kostengünstig, verringert werden kann. Trotzdem zeichnet sich ab, dass in Zukunft nicht nur die High-End-Kunden bei der Oszilloskop-Entwicklung profitieren werden: Viele Technologien wandern in die Mittelklasse-Oszilloskope und die Hersteller statten diese Geräte mit immer umfangreicheren Analysefunktionen aus.

Agilent sieht auf der Softwareseite einen stärkeren Einfluss von dedizierten Analyse-Paketen, die dem Ingenieur applikationsunterstützend zur Verfügung stehen. Das setzt eine Zusammenarbeit mit industriellen „Global Playern“ und Standardisierungsgremien voraus, um schnell spezifikationskonforme Lösungen anbieten zu können.

Ähnlich sieht das Tektronix: Für viele Oszilloskopanwendungen sind spezielle Softwareapplikationen notwendig, die dem Anwender die Aus- und Bewertung ihrer Messergebnisse ermöglichen. Hier besteht ein besonderer Bedarf bei Leistungsmessungen und Applikationen für Industriesegmente. Der Einsatz von Windows auf den Messplattformen erfordert erhöhte Sicherheitsanforderungen der IT-Abteilungen künftiger Anwender.

Das Gerät von LeCroy bietet hardwareseitig einen 18-GHz-Edge Trigger, 10 verschiedene SMART-Trigger, einen kaskadierten Trigger mit vier Triggerstufen sowie die Fehlersuche TriggerScan, die serienmäßig implementiert sind. Ein schneller serieller Trigger ermöglicht eine Triggerung auf serielle Muster bis 3,125 GBit/s und 80 Bit Länge.

Von der Softwareseite ist in dem LeCroy-Modell der Measurement-Trigger verfügbar der es ermöglicht, „einen Trigger Event auf eine qualifizierte Messung mit hoher Auflösung zu basieren. Der Assistent-Trigger optimiert den Trigger-Jitter auf wenige Femtosekunden, was den Trigger-Jitter des Bausteins eliminiert. Darüber hinaus triggert er auf Bandbreiten, die über die maximale Bandbreite der Hardwaretrigger liegen.“ So soll es laut LeCroy keine Bandbreitenbeschränkung geben.

Das Gerät von Tektronix besitzt mehrere Hardware-Trigger-Schaltkreise, die neben dem klassischen Flanken-Trigger (Edge) auch komplexe Zeit- und Spannungsabhängige Triggerfunktionen bieten. Mit der so genannten PointPoint-Triggerung werden bis zu 1400 Trigger-Kombinationen möglich, die aus Funktionen wie Edge, Glitch, Runt, Width, Transition Time, Timeout, Pattern, State, Setup/Hold, Window, Timer, Events oder seriellem Wort-Trigger (64 Bit) bestehen.

Für Datensignale unterschiedlichster Kodierung stehen dem Anwender spezielle Trigger-Funktionen wie AMI, HDB3, BnZS, CMI, MLT3, I²C, SPI und NRZ zur Verfügung. Eine Besonderheit ist laut Tektronix ein spezieller Hardware-Trigger für 8b/10b bis zu 6,25 GBit/s. Damit kann der Anwender auf 8b/10b-Charakter, Worte, Disparity- und Kodierungsfehler in Echtzeit triggern. Tektronix nennt die Funktion der Software-Trigger „Search and Mark“.

Softwaretrigger können nie die Hardwaretrigger ersetzen

Laborarbeitsplatz: Oszilloskope sind aus dem Alltag der Ingenieure nicht mehr wegzudenken (Bild: Tektronix)
Laborarbeitsplatz: Oszilloskope sind aus dem Alltag der Ingenieure nicht mehr wegzudenken (Bild: Tektronix)
„Für den Anwender ist es wichtig zu verstehen, dass alle am Markt befindlichen Software-Trigger ein Ereignis im Erfassungsspeicher suchen und damit keine Hardware-Trigger ersetzen kann, da große Erfassungslücken entstehen und deshalb Ereignisse übersehen werden können“, unterstreicht Schmidt-Peltzer von Tektronix die Software-Trigger-Funktionalität.

„Andererseits können mehrfache Ereignisse im Speicher markiert und/oder in eine Tabelle gelistet werden. Weiterhin können die Einstellungen Search und Mark auf die Hardware-Trigger kopiert werden, um dann auf diese Ereignisse in Echtzeit zu triggern. Zudem bieten unsere Geräte an, die gefundenen Ereignisse als Gating-Funktion für weitere Analyse-Funktionen des Oszilloskops zu verwenden. Damit kann man beispielsweise die gefundenen Read- und Write-Datenpakete eines DDR-Speichersignals in einem Augendiagramm darstellen oder eine Jitter-Analyse anstellen.“

Softwaretrigger ergänzen die Hardwaretrigger

Die Geräte von Agilent bieten hardwareseitig beispielsweise eine Flankentriggerung >20 GHz, Glitch, Line, Pulsbreite, Fenster, Runt, Timeout und Triggerung für Videosignale. Bei den Software-Trigger ist in den Infiniium-Oszilloskopen das „InfiniiScan“-Werkzeug imple-mentiert. Damit lassen sich grafisch auf dem Display bestimmte Zonen markieren, die den Trigger qualifizieren. Eine serielle Triggerung, aber auch Triggern auf die Messwerte, wenn der Wert größer oder kleiner als xy ist, ist möglich.

Hinzu kommt das Triggern auf non-monotonische Flanken und auf Protokolle wie SATA, SAS, PCIE, I²C, SPI, RS232, USB, USB3.0, JTAG, CAN oder LIN. „InfiniiScan“ kann zusätzlich mit dem zweistufigen Hardware-Trigger kombiniert werden, was besonders leistungsstarke und effiziente Signal-Isolierungsmöglichkeiten bietet.

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