Grundlagen und Anwendungsgebiete Ihr Spezialist für Mess- und Prüfgeräte

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1 Oszilloskope Grundlagen und Anwendungsgebiete Ihr Spezialist für Mess- und Prüfgeräte

2 Agenda Oszilloskop Grundlagen Übersicht Oszilloskope Bandbreite / Anstiegszeit Systembandbreite Abtastung eines Signals / Samplerate Signalerfassungsrate Vorstellung der neuen Agilent DSO7000B Serie datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

3 Elektronische Signale sind überall wie können sie gemessen werden?? o datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

4 Was ist ein Oszilloskop? Ein Oszilloskop ist ein elektronisches Messgerät zur optischen Darstellung voneinander unabhängiger Spannungen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem. Üblicherweise ist die (horizontale) X-Achse die Zeitachse und die anzuzeigenden Spannungen werden auf der Y-Achse abgebildet. Amplitude Zeit datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

5 Agilent Oszilloskop Portfolio High-Bandwidth Sampling High-Performance Lab Infiniium DCA-J Serie Wachstum Oszilloskopmarkt General-Purpose High-Performance General-Purpose Lab Infiniium 9000 Serie Infiniium Serie USB Handheld Einstieg DSO 1000 Serie DSO 5000 InfiniiVision Serie MSO/DSO InfiniiVision 6000 Serie U1600 Serie U2700A Serie datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen MSO/DSO InfiniiVision 7000 Serie

6 Bandbreite Ein kleiner Mathe-Test zum Start = datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

7 Bandbreite Frequenzgang eines Verstärkers BW = 0.35 t rise } 3% Ein Verstärker hat bei der spezifizierten Bandbreite einen Amplitudenfehler von 30% (-3dB) Bei einem Drittel der Bandbreite liegen wir bei 3% Fehler datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen dB Dieser Punkt definiert die analoge Bandbreite eines Oszilloskopes

8 Bandbreite Messung eines 100 MHz Clock Signal 100 MHz Scope 300 MHz Scope 500 MHz Scope 1 GHz Scope datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

9 Bandbreite Die Bandbreite beeinflusst das digitalisierte Signal Signalbeeinflussung: lange Anstiegszeit (t r ) gedämpfte Amplitude Amplitude t r verursacht durch: Abschwächer / Verstärker Oszilloskop weitere Hardware vor dem Oszilloskop z. B. Tastkopf datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

10 Bandbreite Beispiel Rechtecksignal Signalbetrachtung Zeit Frequenz y(x) = A * sin x + 1/3 sin 3x + 1/5 sin 5x + (x = 2πt/T) Rechtecksignal besteht aus Grundschwingung und einer Anzahl harmonischer Schwingungen Je kleiner die Oszilloskop-Anstiegszeit desto mehr harmonische Schwingungen können erfasst werden datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

11 Bandbreite Einfluss auf die Signaldarstellung Spectrum korrekte BW f genaues Signal original Signal Spectrum inkorrekte BW f ungenaues Signal datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

12 Bandbreite Messgenauigkeit Ermittelung der Maximalfrequenz eines Signals an Hand seiner Anstiegszeit: fmax = 0,5 / Anstiegszeit (10% - 90%) 0,4 / Anstiegszeit (20% - 80%) Messfehler in % bezogen auf Signal-Anstiegszeit Oszilloskop-Bandbreite Eingangsfilter Gauss, z. B. InfiniiVision Serie 20% 1,0 * fmax 10% 1,3 * fmax 3% 1,9 * fmax Samplerate 4 * Oszilloskop-Bandbreite datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

13 System-Bandbreite Setzt sich aus Bandbreite Tastkopf und Bandbreite Oszilloskop zusammen Abhängig vom der Charakteristik des Eingangsfilters (z. B. Gauß) Systembandbreite BW 12 = 1 BW BW datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

14 Abtastung eines Signals Samplerate A n t t T t entspricht dem Samplingintervall (SI) 1/ t ist die Samplingrate in Sample pro Sekunde (SR) T ist das Messfenster n entspricht der Speichertiefe oder Recordlength (RL) T = RL x t = RL x 1 SR datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

15 Samplerate 10 ks/s 100 ks/s 1 GS/s Darstellung beispielhaft Die Samplerate muss passend zum gemessenen Signal sein Je höher die Samplerate desto besser wird das Signal erfasst Zu hohe Samplerate bringt keinen Vorteil, kann zur Verzerrung des Signals führen, z. B. Sampler-Rauschen datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

16 Samplerate Eine Samplerate > 4 * Bandbreite bringt keinen Vorteil Signalbeispiel: 1 ns Puls mit 200 ps Anstiegszeit BW 2,5 GHz / Äquivalent Sampling BW 500 MHz / 2 GSa/s BW 500 MHz / 5 GSa/s kein Vorteil da Anstiegszeit des Oszilloskopes das Signal in der Darstellung begrenzt Samplerate muss zur Bandbreite passen (4 * Bandbreite) datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

17 Auflösung Vertikalauflösung Angabe in Bits Auflösungsstufen = 2 N (N = Anzahl der Bits) Beispiel 8-Bit: 2 8 = 256 Stufen Horizontalauflösung Angabe als Speichertiefe oder Recordlength Zeitliche Auflösung x Speichertiefe = Zeitfenster (Sample Rate) (Anzahl Messwerte) datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

18 Oszilloskop-Architekturen Analoges Oszilloskop Vst. Verzögerungsleitung vert. Vst. Display Trigger horiz. Vst. Digital-Speicher-Oszilloskop Vst. A/D DeMUX µp Erfassungsspeicher Display- Speicher Display datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

19 Die DSO7000B Serie Neu Größter Bildschirm seiner Klasse (30,7 cm Bildschirmdiagonale) Schnellste Signalerfassungsrate ( Aktualisierungen pro Sekunde) Geringe Bautiefe (nur 17,3 cm) Modell Kanäle Sample Rate Speichertiefe DSO7012B/14B 2 / 4 2 GSa/s 8 Megapunkte DSO7032B/34B 2 / 4 2 GSa/s 8 Megapunkte DSO7052B/54B 2 / 4 4 GSa/s 8 Megapunkte DSO7104B 4 4 GSa/s 8 Megapunkte MSO7012B/14B 2+16 / GSa/s 8 Megapunkte MSO7032B/34B 2+16 / GSa/s 8 Megapunkte MSO7052B/54B 2+16 / GSa/s 8 Megapunkte MSO7104B GSa/s 8 Megapunkte datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

20 DSO7000B Serie Großes XGA Display (30,7cm Diagonale) mit 256 Intensitätsstufen für beste Signaldarstellung Such- und Navigier-Funktion Menüfunktionen über direkten Tasten Zugriff Alle Drehknöpfe als Push Buttons für schnelle Einstellungen Neu Neu Neu datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

21 DSO7000B Serie schnellste Signalerfassungsrate Patentierte MegaZoom III ASIC Technologie von Agilent: Bis zu Signalupdates pro Sekunde Erfassung von mehr sporadischen Signalen und schwer zu findenden Ereignissen Hervorragende Darstellung von Signaldetails über hochauflösendes Display Schnelle Reaktionszeiten auf Benutzereingaben Schnell, auch bei tiefem Speicher, MSO-Betrieb, aktiven Anwendungen und Busdekodierungen datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

22 Signalerfassungsrate Warum eine hohe Signalerfassungsrate? hohe Signalerfassungsrate kurze Oszilloskop Totzeit dargestelltes Signal Oszilloskop Totzeit dargestelltes Signal datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

23 Anwendungen für schnelles Arbeiten: DSO7000B Serie Anwendungen Serial Lister Ereignistabelle für Datenpakete Serielle Such- and Navigierfunktion zur Signalanalyse Hardware basierte Dekodierung von seriellen Bussen Serial Lister Maskentest Serielle Triggerung und Dekodierung für I 2 C RS232/UART SPI FlexRay 2 nd Gen CAN I 2 S LIN MIL-STD-1553 Neu Neu Segmentierbarer Speicher Hardware basierter Pass/Fail Maskentest mit bis zu Signalen pro Sekunde Segmentierbarer Speicher datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

24 DSO7000B Serie Anwendungen datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

25 DSO7000B Serie Neue Tastköpfe und Zubehör Passive Miniatur-Tastkopf Familie N287xA 7 Varianten umfangreiches Zubehör Ideal für Fine Pitch Anwendungen Hochspannung Differenz- Tastkopf N2790/91A 100 MHz bis zu 1,4 kv Ideal für Anwendungen ohne Bezugspotential Differenz- Tastkopf N2792/93A 200 und 800 MHz bis zu 20V Eingangsspg. Ideal für CAN, LIN, FlexRay Anwendungen Tastkopf- Positionierhilfen N2786/87A schnelle und einfache Handhabung datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

26 Verbindungslösungen Oszilloskop Computer 82357B USB GPIB Interface E5818A LXI Class-B Trigger Box E5810A LAN GPIB/RS232 Gateway 82350B PC GPIB Interface E5805A USB RS232 Interface 10833x GPIB Kabel (div. Längen) N4865A GPIB LAN Adapter E5813A LAN USB Hub (5 Port) datatec GmbH Ferdinand-Lassalle-Str. 52 D Reutlingen

27 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT.