Oszilloskop-Antwortsystem und -Eigenschaften, wie man Produkte auswählt
Die Reaktionseigenschaften des Oszilloskops beeinflussen die Wellenform des Signals und ändern die Berechnung der Signalanstiegszeit. Als der Pentium 4 in die Gigahertz-Ära eintrat, übertrafen auch Hochgeschwindigkeitsschnittstellen oder -busse wie Serial ATA und PCI Express allmählich die Gbps-Marke. Die Wahl der geeigneten Sonde ist natürlich eine wichtige Sache, aber die Wahl des geeigneten Oszilloskops ist ebenfalls unverzichtbar.
Die gemessene Wellenform wird abgetastet und das Signal wird vom Eingangsanschluss verarbeitet, um auf dem Bildschirm angezeigt zu werden, während die Daten gespeichert werden. Sobald ein ungeeignetes Oszilloskop ausgewählt wird, kann die Wellenform verzerrt sein. Insbesondere beim Messen von Wellenformen von Hochgeschwindigkeits-Seriellschnittstellen wie PCI Express ist es nicht nur notwendig, die Abtastfrequenz und Bandbreite zu messen, sondern auch die Reaktionseigenschaften des Oszilloskops zu verstehen. Wenn beispielsweise sehr steile Signaländerungen gemessen werden, kommt es aufgrund unterschiedlicher Reaktionseigenschaften des Oszilloskops zu Unterschieden.
Reaktionssysteme werden in zwei Kategorien unterteilt
Die Reaktionseigenschaften eines Oszilloskops beziehen sich im Allgemeinen auf die „Übertragungseigenschaften“ des gesamten Messsystems vom Eingangsanschluss bis zur Bildschirmanzeige. Im Allgemeinen können sie in zwei Kategorien unterteilt werden: Reaktionssystem mit gaußscher Reaktion und Reaktionssystem mit Brickwall-Reaktion. Das Brickwall-Reaktionssystem wird auch als flache Reaktion bezeichnet.
Um die Unterschiede zwischen diesen beiden Systemtypen zu unterscheiden oder zu vergleichen, ist es am einfachsten, die beiden Grundparameter „-3dB-Frequenzgang“ und „Sprungwellenformantwort“ zu betrachten.
Häufig verwendete analoge Oszilloskope sind Systeme mit gaußscher Antwort, und ihre Frequenzcharakteristik nimmt an der rechten Schulter langsam ab. Unabhängig davon, wie steil der Eingang der Stufenwellenform ist, ist es jedoch nicht einfach, eine Wellenformverzerrung zu erzeugen, d. h. es gibt keinen sofortigen Vorwärtsstoß der Stufenwellenform (Preshoot), kein Überschwingen nach der Wellenform oder kein Klingeln (Klingeln) der auf und ab vibrierenden Wellenform. Dies ist eine wünschenswerte Funktion beim Messen digitaler Schaltungssignale mit kurzen Übergangszeiten.
Das analoge Oszilloskop muss das am Eingang eingegebene kleine Spannungssignal von mehreren mV durch mehrere Stufen von Verstärkerschaltungen in eine Spannung von Hunderten von mV umwandeln, um sicherzustellen, dass es zum Ansteuern des CRT-Displays ausreicht. Die Frequenzgangeigenschaften dieser Verstärkerschaltungen sind exakt gaußförmig.
Zum Messen der Wellenform einer seriellen Hochgeschwindigkeitsschnittstelle wird im Allgemeinen ein Breitband-Digitaloszilloskop mit Echtzeitabtastung verwendet. Dieser Oszilloskoptyp verwendet meist ein Antwortsystem vom Typ „Brickwall Response“.
Die Antworteigenschaften des Brickwall-Antworttyps werden auch als „höchste flache Antwort“ bezeichnet. Der Frequenzgang ist innerhalb des Frequenzbands extrem flach, aber wenn er den Abfall außerhalb des Frequenzbands erreicht, ist das Signal ziemlich steil. Bei solchen idealen Frequenzeigenschaften kommt es innerhalb des Frequenzbands zu keiner Dämpfung der Signalamplitude. Außerhalb des Frequenzbands wird die Signalamplitude Null.
