EF 2014/2015

Messgeräte
Bild 4
ventionellen Leistungsmessern
meistens „übersehen“, weil die
Signalerfassung relativ lange
unterbrochen wird, während die
Verarbeitung erfolgt.
Latenzen und Datendezimierung
vermeiden
Da die Erfassung kontinuierlich
abläuft und das Triggersystem
in spezieller Hardware aufgebaut
ist, kann der Messzyklus
weiter verkürzt werden. Man
kann einfach im Standardablauf
auf das Vortriggerintervall verzichten
und dieses nur für den
ersten Triggerzeitpunkt ausführen.
So kann der Trigger in den
meisten Fällen innerhalb von
Mikrosekunden nach dem Ende
des Erfassungsintervalls reaktiviert
werden, anstelle von einigen
zehn oder hunderten von
Millisekunden später, wie es bei
konventionellen Powermetern
der Fall ist. Zusammen mit den
Vorteilen der besonders schnellen
getriggerten Datenerfassung,
ermöglicht es RealTime Power
Processing, einige Verarbeitungsschritte
direkt auszuführen.
So kann beispielsweise eine vorgezogene
Mittelwertbildung bei
voller Datenrate erfolgen, oder
Hüllendetektion und statistische
Analysen durchgeführt werden,
ohne Abtastwerte zu verlieren,
auch nicht bei langen Signalen
und langsamer Zeitbasis. Konventionelle
Leistungsmesser
und besonders USB-Sensoren
mit eingeschränktem Speicher,
verlangsamen oft ihre Datenerfassungsrate
beträchtlich, wenn
mit langsamer Zeitbasis gemessen
werden soll, um einen Überlauf
des Speichers zu vermeiden.
Die „Datenreduzierung“
führt zu zusätzlichem Messwertrauschen,
Aliasingfehlern,
geringerer Präzision von statistischen
Messungen und „vergessenen“
Signalspitzen oder
nicht erfassten Störimpulsen,
wenn manch flüchtiges Ereignis
(intermittent event) zwischen die
Abtastungen fällt.
Warum
Schnappschüsse nicht
genügen
Was bietet RealTime Power
Processing nun dem typischen
Benutzer? Das kann man vergleichen
mit einen Video anstelle
einer Diaschau – es gibt niemals
einen Moment während
dem das Signal nicht erfasst,
verarbeitet oder für den Benutzer
dargestellt wird. Die USB-
Leistungssensoren der Serie 55
von Boonton können mehr als
40.000 getriggerte Abläufe pro
Sekunde erfassen und jeden
hinsichtlich Peak (im Intervall
oder gesamt), Mittelwert und
Minimalleistung untersuchen.
Außerdem ist eine wirkliche statistische
Signalanalyse in Echtzeit
möglich (CCDF).
Als Beispiel soll ein typischer
Nahbereichs-Radartransceiver
dienen. Ein komprimierter Puls
mit 15 µs soll mit 2 kHz Wiederholrate
gesendet werden (500
µs PRI). Für ein solches Signal
würde üblicherweise die Zeitbasis
des Leistungsmessers auf 2
µs/div. eingestellt werden (das
bedeutet, ein gesamter Durchlauf
erfolgt in 20 µs), mit einigen
Mikrosekunden Triggervorlauf,
um sowohl die ansteigende
als auch die fallende Flanke des
Signals erfassen zu können.
Bei einer Datenerfassungsrate
von 100 MSa/s würde ein Durchlauf
2000 Leistungswerte ergeben.
Mit einem schnellen Mikroprozessor
oder DSP würde es
etwa weitere 20 ms dauern, um
diese Rohdaten zu verarbeiten,
sobald der Puffer gefüllt und
die Erfassung gestoppt wurde.
Während die Verarbeitung im
Gange ist, sind weitere 40 Signalimpulse
aufgelaufen, die weder
zu einem Trigger, noch zu einer
Messung geführt haben. Der
konventionelle Leistungsmesser
hat also nur einen von immer 41
Pulsen erfasst und so über 97%
des nutzbaren Signals unbeachtet
gelassen. Wenn man die PRI
auf 20 kHz erhöht, werden sogar
99,8% der Signalinformation
„verworfen“.
USB2.0-Datenkommunikation
erlaubt es, gleichzeitig das
erfasste Signal, den Mittelwert
und die Minimum/Maximum-
Kurven mit voller Videobandbreite
anzuzeigen. Flexible Einstellung
der Spitzenwert/Minimalwert-Speicherung
erlaubt es,
sogar eine einzige Transiente im
Betrachtungszeitraum von Stunden
zuverlässig zu erfassen und
anzuzeigen.
REAL-TIME bedeutet
reelle Ergebnisse
In einem Leistungsmesser, der
mit RealTime Power Processing
Technologie arbeitet, wird
die Verarbeitung der Messwerte
bereits gestartet, wenn deren
Erfassung begonnen hat, deshalb
gibt es nur eine minimale Latenz,
um das Triggersystem neu zu
starten. Auch schnellste Signale
werden zuverlässig erfasst und
bearbeitet, ohne ein Triggerereignis
zu verpassen. Die Datenerfassung
läuft ohne Unterbrechungen
oder unerwünschter
Datendezimierung und garantiert
dem Benutzer ein Maximum an
Genauigkeit bei minimaler Testzeit.
Die wesentlichen Vorteile
dieser Technologie lassen sich
leicht zusammenfassen:
• Jeder Impuls wird erfasst, keiner
übersehen
• Zeit für die Mittelwertbildung
der Messwerte und Hüllkurvenbearbeitung
wird drastisch
reduziert
• Geringeres Rauschen, verringerte
Störungen
• Kontinuierliche oder zeitlich
begrenzte CCDF statistische
Analysen werden für alle
Signalereignisse berechnet
• Hervorragende Wellenformtreue
und Triggerstabilität
• Simultane Darstellung von
Mittelwert und Hüllkurve
(Spitze/Minimum)
Die Sensoren der Serie 55 haben
einen flexiblen Mehrzweck-I/O-
Anschluss, der als analoger Eingang
dienen kann, als Statusausgang
oder als Triggerein- oder
-ausgang. Eine einfache Master/
Slave-Verbindung ermöglicht
synchronisierte Mehrkanalmessungen
ohne externes Triggermodul!
Dazu müssen zwei oder
mehr Sensoren einfach nur mit
einer T-Verbindung zusammengeschaltet
werden. Die Sensoren
beziehen ihre Stromversorgung
aus dem Standard USB2.0 Bus,
eine farbige LED dient als programmierbarer,
flexibler Indikator
des Erfassungsstatus, Fehleroder
Alarmzuständen. ◄
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