Oszilloskope Grundlagenwissen, Teil 2 Welche digitalen Oszilloskope es gibt und was bei ihrer Auswahl zu berücksichtigen ist

Im ersten Teil haben wir Ihnen gezeigt, wie ein Oszilloskop verwendet wird, um Signale darzustellen und wie gemessen wird. In unserem zweiten Teil geben wir Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Arten digitaler Oszilloskope und wesentliche Faktoren für dessen Auswahl.

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In digitalen Oszilloskopen wird ein Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) eingesetzt, um die gemessene Spannung in eine digitale Information umzuwandeln.

Es erfasst das Signal in Form von aufeinander folgenden Abtastpunkten und speichert diese Abtastpunkte, bis genügend Punkte gesammelt wurden, um ein Signal zu beschreiben. Anschließend werden diese Punkte zur Anzeige des Signals auf dem Bildschirm wieder zusammengesetzt.

Digitale Oszilloskope können in folgende Gruppen unterteilt werden:

• Digitalspeicher-Oszilloskope (DSOs)
• Digital-Phosphor-Oszilloskope (DPOs)
• Mixedsignal-Oszilloskope (MSOs)

Das Digitalspeicher-Oszilloskop

Mit einem Digitalspeicher-Oszilloskop, wie dem TDS2024, lassen sich wiederholende Signale und/oder Einzelschussereignisse erfassen. Da die Signalinformationen in digitaler Form vorliegen, können diese direkt mit dem Oszilloskop oder mit einem externen Computer analysiert, ausgedruckt oder archiviert werden. DSOs bieten die Möglichkeit zur dauerhaften Speicherung von Signalen und erweiterten Signalverarbeitung.

DSOs bestehen aus Untersystemen zur Datenverarbeitung, die zum Sammeln und Anzeigen von Daten des gesamten Signals verwendet werden. Ein DSO nutzt eine serielle Verarbeitungsarchitektur, damit die Signale erfasst und angezeigt werden können (Bild 1).

Eine serielle Verarbeitungsarchitektur

Die Eingangsstufe eines DSO bildet der Vertikalverstärker. Über diesen kann die Amplitude des Signals eingestellt werden. Als Nächstes tastet der Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) das Signal zu diskreten Zeitpunkten ab und wandelt die Spannung des Signals an diesen Punkten in digitale Werte um. Dieser Vorgang wird als Digitalisierung eines Signals bezeichnet. Die Anzahl der Signalpunkte, die für die Aufzeichnung eines Signals verwendet werden, bezeichnet man als Aufzeichnungslänge.

Der Abtasttakt des Systems bestimmt, wie oft der A/D-Wandler eine Abtastung durchführt. Diese Rate wird als Abtastrate bezeichnet und wird in Abtastungen pro Sekunde ausgedrückt. Der Signalweg des DSO umfasst einen Mikroprozessor, durch den das gemessene Signal an den Bildschirm weitergegeben wird. Dieser Mikroprozessor verarbeitet das Signal, koordiniert Bildschirmaktivitäten, verwaltet die Bedienelemente des vorderen Bedienfelds und übernimmt weitere Aufgaben.

Je nach Funktionsumfang des Oszilloskops kann eine weitere Verarbeitung zur Verbesserung der Signaldarstellung erfolgen. Die meisten modernen Digitaloszilloskope bieten eine Auswahl automatischer, parametrischer Messfunktionen, die den Messvorgang vereinfachen.

DSOs eignen sich ideal für Anwendungen mit niedriger Wiederholungsrate oder Einzelschuss-, Hochgeschwindigkeits- und Mehrkanal-Designanwendungen.

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