Oszilloskope spielen bei der Anwendung sekundärer technischer Indikatoren welche Rolle
Bandbreitendefinition
Bandbreitenmetriken sind sicherlich wichtig. Für Entwickler, die die Grenzen der seriellen Hochgeschwindigkeitsbusarchitektur ständig erweitern, stand die Bandbreite beim Kauf eines Oszilloskops immer ganz oben auf der Liste der Überlegungen.
Die Bandbreite selbst ist jedoch nur eine Kennzahl, die den Frequenzgang eines Geräts beschreibt (die Frequenz, bei der eine Sinuswelle um -3 dB abfällt). Zwei Oszilloskope mit derselben Bandbreite können sehr unterschiedliche Anstiegszeiten und völlig unterschiedliche Reaktionen auf komplexe Wellenformen aufweisen. Müssen einige dieser Kennzahlen oder Funktionen nicht sorgfältig angepasst werden, um dem Käufer die Kaufentscheidung zu erleichtern?
Diese Frage kann auf zwei Arten beantwortet werden: zum einen anhand der tatsächlichen Anstiegszeitleistung des Oszilloskops und zum anderen anhand des Verhaltens des Geräts im digitalen Signalverarbeitungsmodus (DSP).
Die analoge Anstiegszeit ist eine Funktion der Bandbreite des Oszilloskops. Es wird versucht, die Anstiegszeit einfach aus der Bandbreite zu berechnen, indem Lehrbuchformeln verwendet werden, die die Grundlage einiger veröffentlichter Anstiegszeitmetriken bilden. Von Gästen beobachtete Anstiegszeiten bieten eine bessere Grundlage für Messungen, sowohl mit als auch ohne DSP-Erweiterungen. Jeder Ingenieur versteht die Bedeutung der Anstiegszeitreaktion. Das Messen der Differenz zwischen gemessener und berechneter Anstiegszeit dient dem Verständnis dessen, was gesagt wird.
Oszilloskop-Triggerung und Signalkomplexität
Der Begriff „Hochgeschwindigkeitsmessung“ hat verschiedene Bedeutungen in Bezug auf Subnanosekunden-Flanken und schnelle Taktraten. Dabei wird manchmal übersehen, dass es sich bei diesen Hochgeschwindigkeitsmessungen oft um sehr komplexe Messungen handelt. Das Erfassen eines Codes im Datenstrom erfordert Urteilsvermögen, Glück, Schätzung, Rätselraten … oder die richtige Wahl der Triggerfunktion.
Die Oszilloskop-Triggerung bestimmt, was mit dem Gerät erfasst, angezeigt und gemessen werden kann. Diese Funktion ist ebenso wichtig wie Bandbreite und Abtastrate. Triggersysteme haben ihre eigenen, unterschiedlichen Spezifikationen. Triggerpfade sind im Allgemeinen Nebenflüsse des Haupteingangssignalpfads und sollten viele der gleichen Umgebungseigenschaften wie Empfindlichkeit, Jitter usw. aufweisen. Ein weiterer Indikator für die Triggerleistung ist die Palette der Triggertypen, d. h. die Bedingungen, die definiert werden können, wenn ein Trigger auftritt.
Verwandte „sekundäre“ Metriken
Bislang waren die technischen Kennzahlen, die wir besprochen haben, im Vergleich zu den primären Kennzahlen Bandbreite, Abtastrate usw. meist zweitrangig. Tatsächlich gibt es jedoch viele weitere Parameter, die im Evaluierungsprozess eines Oszilloskops häufig als zweitrangig betrachtet werden und einen engen Entwicklungszeitplan entweder erleichtern oder behindern können.
Bei vielen seriellen Standards ist die eingebettete Taktrückgewinnung die Grundlage für die Augendiagrammanalyse des Oszilloskops, die auch Messungen wie die Takt-zu-Daten-Rückgewinnung (CDR, siehe Abbildung 3) unterstützt. Entwickler, die mit eingebetteten Taktsignalen arbeiten, sollten über die primären Messwerte hinausblicken und überlegen, wie Oszilloskope die Taktrückgewinnung schneller, einfacher, flexibler und wiederholbarer machen können.
Die Anwendungsanforderungen haben immer die Richtung der Wahl bestimmt. Kann das Oszilloskop für Überholungs- oder Konformitätsmessungen verwendet werden? Welche Mechanismen zur Taktrückgewinnung sind verfügbar? Können Oszilloskope Takte in Echtzeit wiederherstellen und dynamische Augendiagrammfunktionen anzeigen?
Die meisten High-End-Oszilloskope bieten eine von zwei Methoden zur Taktrückgewinnung: softwarebasierte oder hardwarebasierte Taktrückgewinnung. Die softwarebasierte Taktrückgewinnung wird aus gespeicherten Erfassungsdaten generiert. Für Konformitätstests mit Verfahren wie der automatisierten Konformitätstest- und Analysesoftware TDSRT-Eye gilt der Softwareansatz als das Mittel der Wahl.
Es ist möglich, eine auf Phasenregelkreisen (PLL) basierende Taktrückgewinnung für die Echtzeiterfassung von Sehtafeln zu verwenden, aber auch hier müssen die Maßstäbe sorgfältig angesetzt werden: Kann sich der PLL (der entweder per Software- oder Hardware-Rückgewinnung erfolgen kann) an die Taktfrequenzen anpassen, die sich im aktuellen seriellen Standard entwickeln? Manche tun das, manche nicht, daher ist es wichtig, die Unterschiede zu verstehen.
