Praktikum Elektrotechnik

Oszilloskop 21
DSOs werden oft auf FPGAs-Basis (Programmierbares Gatterfeld)]
realisiert, da die geringen Stückzahlen und die zu verarbeitende und
speichernde Datenflut nicht immer mit einem DSP erreicht werden
kann. Über ca. einer Abtastrate von 100 MS/s verwenden DSOs oft
mehrere AD-Umsetzer pro Kanal parallel (interleaved mode), welche
phasenverschoben das Signal abtasten [1] . Dabei gilt bei sehr hohen
Frequenzen der geringe Takt-Jitter als das stärkste Qualitätskritärium
[2] .
Digitale Spitzen-Erkennung (Störimpuls-Erkennung)
Anschlüsse eines DSO, hier für RS232, Drucker
und GPIB
Manche digitalen Speicheroszilloskope verfügen über eine digitale Spitzen-Erkennung (englisch: Glitch Capture;
neudeutsch auch Peak-Erkennung). Damit wird sichergestellt, dass Spannungsspitzen (englisch: Glitches) auch bei
langsameren Zeitbasis-Einstellungen erfasst und angezeigt werden. Der angezeigte Signalverlauf erscheint dann
dicker, da Minimum- und Maximumwerte gleichzeitig angezeigt werden. Ist diese nicht vorhanden, kann es durch
Aliasing zu Messfehlern kommen.
Unterabtastung (Äquivalenzzeitabtastung)
Periodische Signale mit sehr hoher Frequenz können mit Hilfe von
Unterabtastung (undersampling) dargestellt werden. Voraussetzung ist
eine sehr schnelle Abtast-Halte-Schaltung, die noch Bruchteile des
Eingangssignals erfassen kann. Beträgt die Periode eines Signals z. B.
1 ns, dann wird im Abstand von 10,05 ns eine Probe entnommen. Der
Analog-Digital-Wandler hat nun ungefähr 10 ns Zeit für die
Umsetzung, obwohl das eigentliche Signal viel schneller ist. Nachdem
20 Proben gemessen wurden, ist das Signal einmal abgetastet. (20 ·
Abtastung eines Signals in mehreren Zyklen
0,05 ns = 1 ns) Inzwischen sind aber 20 · 10,05 ns vergangen; dies entspricht 201 Perioden des Eingangssignals. In
diesem Fall dürfen allerdings keine niederfrequenten Signalanteile vorhanden sein, da diese nicht von der zu
messenden Frequenz zu unterscheiden wären.
Unterschiede gegenüber dem analogen Oszilloskop
• Die Anzeige kann größer und farbig sein, dadurch lassen sich die einzelnen Kanäle leichter unterscheiden.
• Unterabtastung und Mittelung über aufeinanderfolgende Abtastungen oder Perioden ergibt eine bessere
Auflösung bis in den µV-Bereich sowie Störunterdrückung.
• Spitzenerkennung
• Pretrigger - Es kann damit der Signalverlauf vor dem Triggerzeitpunkt betrachtet werden
• Komplexe Trigger-Funktionen wie beispielsweise Pulsweitentrigger oder im Rahmen von seriellen Schnittstellen
die Triggerung auf eine Abfolge von seriellen Bitmustern
• Autoset und Autorange um eine automatische in für viele Fälle optimale Einstellung in Abhängigkeit der
Eingangssignale zu erhalten.
• Scrollen und Vergrößern über mehrere gespeicherte Graphen
• Aufzeichnen langsamer Vorgänge, z. B. ein Temperaturverlauf über einen Tag.
• Der Speicher des Oszilloskop kann anstatt einer eindimensionalen Liste auch ein mehrdimensionales Array der
vorangegangenen Abtastintervalle enthalten, um einen Phosphor-Schirm zu simulieren. Die vorangegangenen
Perioden werden farblich unterschiedlich dargestellt und damit unterscheidbar (z. B. farbige Augendiagramme).