Nachgehakt: DPO Serie 7 Vom Quantencomputing bis zur Hochenergiephysik

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Mit seiner neuen Oszilloskop-Familie will Tektronix neue Maßstäbe setzen. Es geht um geringes Rauschen, schnellere Datenausgabe und auch um die Signalqualität. Ein Gespräch mit Andrea Vinci von Tektronix.

Mit dem DPO Serie 7 stellt der Messtechnikhersteller Tektronix ein neues Referenzprodukt für die Messtechnik vor. Es wurde speziell für anspruchsvolle Anwendungen wie der Hochenergiephysik oder von Tests in der Halbleiterfertigung konzipiert.

Das Oszilloskop soll ein Fortschritt bei der Datenakquisition und -analyse sein. Damit können Entwickler und Ingenieure arbeiten, die an den Grenzen der Hochgeschwindigkeitskommunikation, des Quantencomputings und weiterer fortgeschrittener Technologien forschen.

Im Gespräch mit Andrea Vinci vom technischen Marketing geht es um die technischen Details und welche Verbesserungen Entwickler im Alltag unterstützen können.

Herr Vinci, wie verbessert die neue QuietChannel-Architektur die Signalqualität und welchen Einfluss hat sie auf die Messgenauigkeit?

Wenn ein Signal mit bereits stark gedämpften hochfrequenten Oberwellen am Eingang des Oszilloskops anliegt, fällt das vom A/D-Wandler aufaddierte Rauschen besonders ins Gewicht. Denn der A/D-Wandler ist die Hauptquelle des Rauschens. Unser eigener Tek085-Vorverstärker verstärkt gezielt die Amplitude der Oberwellen. Das wiederum reduziert den relativen Einfluss des A/D-Wandlers-Rauschens auf diese Komponenten.

Nach der Messung wird die Verstärkung geglättet und gefiltert. QuietChannel basiert auf diesem Ansatz und hat ihre Wirksamkeit durch verschiedene Tests bewiesen. Das De-Embedded-Signal zeigt sich nach langen Leiterbahnen deutlich verbessert, im Vergleich zu herkömmlichen Channel-De-Embedding-Methoden.

Welche Auswirkungen hat die aufrüstbare Bandbreite (von 8 GHz auf 25 GHz) auf praktische Anwendungen in verschiedenen Projekten?

Nicht alle Anwendungen, wie beispielsweise eine Datenrate von 10 GBit/s, erfordern die volle Bandbreite für umfassende Compliance-Tests. Für Kunden, die mit einer Datenrate von 5 GBit/s oder weniger arbeiten, wäre eine Bandbreite von 25 GHz überdimensioniert. Ähnliches gilt für die Pulserkennung oder Quantenanwendungen. Nutzer können mit der exakt benötigten Bandbreite starten und später aufrüsten. Wir bieten ein unkompliziertes Upgrade vor Ort, sodass das unser Oszilloskop DPO Serie 7 mit den steigenden Bandbreitenanforderungen der Kunden mitwachsen kann.

Wie funktioniert das Daten-Offloading mit 10 GBit und welche Effizienzgewinne können durch die bis zu fünfmal schnellere Datenübertragung erzielt werden?

Der Ethernet-Port mit nativen 10 GBit/s ermöglicht eine sehr schnelle Datenübertragung. Hier kommt die TekHSI-Technik zum Einsatz, welche ein nahezu latenzfreies Streaming und Abrufen großer Datenmengen ermöglicht. Bei kritischen Anwendungen müssen erfasste Daten sicher für eine Offline-Analyse gespeichert werden. Das schnelle Verschieben großer Datensätze zu sicheren Netzwerkspeicherorten ist dabei essenziell für den effizienten Arbeitsablauf unserer Kunden.

Welche spezifischen Vorteile bietet die Unterstützung von Windows und Linux?

Unser Marktsegment umfasst verschiedene Anwendungen. Viele Kunden schätzen das offene Windows-Betriebssystem, um parallel zu unserer TekScope-Anwendung eigene Softwaretools zu nutzen. Andere ziehen ein geschlossenes, eingebettetes Betriebssystem vor, bei dem das Gerät als reines Oszilloskop funktioniert. IT-Abteilungen bevorzugen oft Nicht-Windows-Geräte wegen des geringeren Verwaltungsaufwands. Die Wahl zwischen beiden Optionen bietet zudem eine gute Absicherung: Wenn Windows nicht mehr unterstützt wird, können Kunden einfach auf das eingebettete Betriebssystem wechseln und das Gerät weiter nutzen.

Inwiefern erfüllt das Oszilloskop der Serie 7 die Anforderungen anspruchsvoller Branchen wie der Hochenergiephysik oder der Halbleiterfertigung?

Die Oszilloskope der Serie 7 wurden für drei Hauptzielgruppen konzipiert: Signal-Integrity-Ingenieure, Wissenschaftler in der fortgeschrittenen Forschung und HF-Designer. Bei der Signal-Integrity arbeiten die Entwickler oft in der Halbleiterindustrie an seriellen Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Sie schätzen die das geringe Rauschen, insbesondere bei der Darstellung kleiner Signale in Augendiagrammen. Denn ein geringes Rauschen ist entscheidend für die Signalunterscheidung. Die QuietChannel-Technologie verstärkt diesen Vorteil noch weiter.

Forscher in Bereichen wie Hochenergiephysik und Mikrowellenspektroskopie benötigen eine hohe vertikale Auflösung, um Single-Shot-Phänomene präzise zu erfassen. Die Serie 7 bietet ihnen einen sehr guten ENOB-Wert, der genauere Messungen ermöglicht.

Schließlich die HF-Designer. Für sie sind Breitband-HF-Anwendungen wichtig, um modulierte Signale, wie beispielsweise 1.024 QAM zu erfassen. Hier liefern die Oszilloskope der Serie 7 eine sehr gute EVM und Phasenrauschleistung. Dadurch bleiben sie eine wertvolle Alternative zu teureren Spektrumanalysatoren und erweitern das Anwendungsspektrum der Oszilloskope.

Welche zukünftigen Entwicklungen plant Tektronix, die auf der Architektur der Serie 7 basieren, und wie werden sie auf die sich wandelnden Anforderungen an Hochleistungsmessungen reagieren?

Die Nachfrage nach höherer Auflösung ist nicht auf eine Bandbreite von 25 GHz beschränkt. Daher ist es unser klares Ziel, Auflösung, Präzision und Genauigkeit unserer zukünftigen Oszilloskope mit höherer Bandbreite weiterzuentwickeln, so wie wir es gerade bei der DPO-Serie 7 mit der Bandbreite von 8 bis 25 GHz getan haben.

Wie lässt sich das Oszilloskop der Serie 7 in andere Tektronix-Geräte integrieren, und welche Vorteile bietet das bei der Erstellung umfassender Test-Setups und Workflows?

Die Benutzeroberfläche und die Oszilloskop-Steuerung der Serie 7, die wir jetzt Tekscope nennen, findet sich in unserer gesamten Oszilloskop-Produktlinie wieder, von der Einstiegs- bis zur Performance-Klasse. Wir wollen den Ingenieuren, die auf mehreren Plattformen arbeiten, das Leben erleichtern, und eine flachere Lernkurve für die Benutzeroberfläche ist einer der wichtigsten Schritte.

Für unsere Oszilloskope werden wir regelmäßig Updates veröffentlichen, damit sich alles Hand in Hand weiterentwickelt und verbessert. Diese Updates sind nicht nur einfache Fehlerkorrekturen, sondern umfangreiche Verbesserungen und liefern erweiterte Funktionalitäten, die das Gerät kontinuierlich weiterentwickeln und die Benutzerfreundlichkeit verbessern.

Betrachten Sie Tektronix auch als ein breites Angebot oder Ökosystem von Lösungen: Beispielsweise können unsere AWG (Arbitrary Waveform Generator) in Verbindung mit dem Oszilloskop verwendet werden, um eine Source/Measure-Kombination zu bilden. Unsere Compliance-Test-Software steuert das Oszilloskop und übernimmt die gesamte Erfassungssteuerung, das Datenmanagement, die Messungen und die Berichterstellung der Ergebnisse.

Schließlich ermögicht unsere TekScope PC-Software Offline-Analysen und den Datenaustausch innerhalb von geografisch verteilten Teams. Das sind nur einige Beispiele aus einer Reihe unserer Angebote für unsere Kunden. (heh)

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