Der Unterschied zwischen Echtzeit-Oszilloskop und Sampling-Oszilloskop
Abtastoszilloskop
Sampling-Oszilloskope sind für die Erfassung, Anzeige und Analyse sich wiederholender Signale konzipiert. Trigger-Funktionen sind auch für sich wiederholende Signale eingerichtet. Wenn die erste Triggerbedingung erfüllt ist, erfasst das Sampling-Oszilloskop eine Reihe nicht zusammenhängender, zeitlich getrennter Samples. Das Oszilloskop verzögert diesen Triggerpunkt und beginnt mit der nächsten Erfassungsreihe, wobei die erfassten Punkte zusammen mit der ersten Sample-Reihe auf dem Display angezeigt werden. Durch Wiederholen dieses Vorgangs im Modus „Infinite Persistence“ wird eine Wellenform erstellt, die eine kontinuierliche Erfassung überflüssig macht. Triggerung und Verzögerung sind technische Elemente, mit denen die Zeitauflösung zwischen Triggern gesteuert wird, um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Da pro Trigger nur wenige Punkte erfasst und verarbeitet werden, ist die Speichertiefe keine kritische Spezifikation. Auch die Sampling-Rate ist keine wichtige technische Spezifikation. Am wichtigsten ist jedoch die Genauigkeit des Zeitintervalls zwischen der ersten Triggerbedingung und der nächsten Triggerbedingung.
Echtzeitoszilloskope werden häufig als DSO (Digital Storage Oscilloscope) oder MSO (Mixed Signal Oscilloscope) bezeichnet. Die meisten heute erhältlichen Oszilloskope sind Echtzeitoszilloskope. Echtzeitoszilloskope haben Bandbreiten von einigen MHz bis zu einigen zehn GHz und ihre Preise reichen von einigen Hundert Dollar bis zu Hunderttausenden Dollar. Sampling-Oszilloskope werden häufig als DCA (Digital Communications Analyzers) bezeichnet und haben Bandbreiten von einigen zehn GHz. Sie werden hauptsächlich zur Analyse von Hochgeschwindigkeits-Seriellbussen, optischen Geräten und Taktsignalen verwendet. Mit zunehmender Bandbreite überschneiden sich die Anwendungsbereiche von Sampling-Oszilloskopen und Echtzeitoszilloskopen in mehreren Bereichen.
Der Weg zur Digitalisierung ist bei Echtzeitoszilloskopen und Sampling-Oszilloskopen grundsätzlich derselbe. Das Eingangssignal durchläuft die Signalaufbereitungsschaltung am Frontend des Oszilloskops, wird digitalisiert, im Speicher abgelegt und schließlich auf dem Bildschirm angezeigt. Die zugrundeliegende Technologie der beiden Oszilloskope ist jedoch recht unterschiedlich.
Echtzeitoszilloskop
Das Echtzeitoszilloskop verfügt über Trigger-ASIC-Technologie, mit der der Benutzer Ereignisse von Interesse angeben kann, wie z. B. steigende Spannungsschwellenwerte, Setup- und Hold-Verstöße oder Mustertriggerung. Wenn die Triggerschaltung des Oszilloskops im normalen Erfassungsmodus dieses Ereignis beobachtet, erfasst und speichert das Oszilloskop aufeinanderfolgende Abtastpunkte in der Nähe des Triggerpunkts und aktualisiert die Anzeige mit den erfassten Daten. Echtzeitoszilloskope können im Einzelerfassungsmodus oder im Dauererfassungsmodus betrieben werden. Im Einzelaufnahmemodus führt das Oszilloskop eine einzelne Erfassung durch und zeigt eine Reihe aufeinanderfolgender Abtastungen basierend auf den Einstellungen für Speichertiefe und Abtastrate an.
Nachdem das Oszilloskop eine einzelne Spur erfasst hat, kann der Benutzer zu jedem interessanten Ereignis schwenken und zoomen. Im Dauerbetriebsmodus erfasst und zeigt das Oszilloskop kontinuierlich jede Bedingung an, die der Triggerspezifikation entspricht. Durch variable Persistenz oder unendliche Persistenz können mehrere erfasste Signale über das Originalsignal gelegt werden. Im Dauerbetrieb kann der Benutzer das zu testende Gerät in Echtzeit anzeigen. Anstiegszeit- oder Impulsbreitenmessungen, mathematische Funktionen oder FFT-Analysen können im Einzelerfassungsmodus oder im sich kontinuierlich wiederholenden Erfassungsmodus durchgeführt werden. Die meisten Echtzeit-Oszilloskope mit Bandbreiten unter 6 GHz verfügen über 1-MΩ- und 50-MΩ-Eingänge zur Verwendung mit einer Vielzahl von Sonden und Kabeln.
Echtzeitoszilloskope zeichnen sich durch drei wichtige technische Spezifikationen aus: Bandbreite, Abtastrate und Speichertiefe. Bei der Auswahl eines Echtzeitoszilloskops müssen noch weitere, wichtigere technische Spezifikationen berücksichtigt werden.
