Welche Vorteile ein Digitaler Signal Prozessor bietet

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dataTec AG

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Teledyne GmbH

Flexible Verarbeitungs-Architektur

Die CPU-Cache Speicherübertragungen sind sehr schnell und durch Optimierung der Länge jedes einzelnen Signalelements auf den Cache-Speicher können die weiteren Verarbeitungsschritte inklusive DSP-Filter schnell und effizient realisieren. Ein weiterer Verarbeitungsschritt durch einen DSP-Filter hat keinen negativen Einfluß auf die Oszilloskop-Verarbeitungsrate, wenn sich das Signalelement schon im CPU-Cache-Speicher befindet.

Dieser Ansatz unterscheidet sich von anderen weniger flexibler Oszilloskop-Architekturen, die erfasste Signale in einem Stück weiterverarbeiten, die mehrere Mega-Punkte groß sein können. In diesen Fall wird durch den Einsatz von DSP die Verarbeitungsgeschwindigkeit deutlich reduziert. Aus diesem Grund kann DSP bei diesen Modellen abgeschaltet werden, um akzeptable Verarbeitungs-Updateraten zu erzielen.

Neben der beschriebenen Software Architektur setzt LeCroy in den meisten seiner Oszilloskope Multi-Core CPUs ein. Diese nutzen die hohe Effizienz der X-Stream-Architektur und ermöglichen deutlich schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Ansprechverhalten im Vergleich zu traditionellen Software-Architekturen mit Single-Core-CPUs, selbst wenn ein DSP verwendet wird.

Da dank eines DSPs höhere Signalreinheiten erreicht werden, das Gerät schneller reagiert und lange Datensätze in Hochgeschwindigkeit verarbeitet werden können, gibt es keinen Grund, Funktion abzuschalten. LeCroy erlaubt es dem Anwender, mit einem DSP Feinabstimmungen der Sprungantwort vorzunehmen.

Einsatzbereiche von DSP in Digital-Oszilloskopen

• Verbesserungen der Signalreinheit

Ein Oszilloskop sollte die besten verfügbaren Technologien einsetzen, um elektrische Signale eines Testobjekts verlässlich und hochgenau darzustellen. Hierzu gehört auch ein DSP, das in modernen Oszilloskopen die schon von Natur aus hohe Signalreinheit nochmals optimiert. Die hochgenaue Nachbildung von schnellen Flanken, wie sie in sehr schnellen seriellen Daten vorkommen, erfordern eine makellose Signalreinheit und minimale Verzerrungen. So wird eine Reproduktion schneller Signale möglich.

Ein weiterer Vorteil für den Oszilloskopanwender ist, dass durch DSP alle Kanäle des Oszilloskops nahezu identische Sprungantworten und Bandbreiten Roll-off-Eigenschaften aufweisen, und dies mit minimaler Signalverzerrung. Dadurch wird das Oszilloskop zu einem äußerst verlässlichen Helfer bei der Fehlerbehebung und Charakterisierung, besonders wenn Messungen und Vergleiche an fast identischen Signalen vorgenommen werden oder eine mathematische Subtraktion von differentiellen Signalpaaren mit differentiellen Tastköpfen durchgeführt wird. Augendiagramme von seriellen High-Speed Signalen können so mit maximaler Genauigkeit dargestellt werden, was sonst nicht möglich ist.

• Anpassungen der Bandbreite

Ein DSP kann eingesetzt werden, um die bestehende Hardware Frequenzantwort an ein konservatives nominales Profil anzupassen, dass dann einer vorgeschriebene Roll-off-Form entspricht. Somit ist eine maßgeschneiderte Bandbreitenreduzierung mit all ihren Vorteilen für den Anwender möglich. Es erlaubt aber auch ein Anheben der Bandbreite, dass jedoch Auswirkungen auf die Signalreinheit haben kann.

• Bandbreiten Begrenzungsfilter

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