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Oszilloskop-Messtechnik, Teil 2 Das Oszilloskop begleitet bei der Schaltungsentwicklung

Autor / Redakteur: Guido Schulze* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Das Flaggschiff von Rohde & Schwarz ist das RTO1044 mit einer Bandbreite von 4 GHz. Mit dem Gerät lassen sich Fehler in Signalen aufspüren. Kombiniert mit passendem Zubehör sind außerdem umfassende EMV-Analysen möglich.

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Entwicklungsbegleitende EMV-Tests: Mit den R&S HZ-15 Nahfeldsonden lassen sich EMV-Probleme lokalisieren und untersuchen.
Entwicklungsbegleitende EMV-Tests: Mit den R&S HZ-15 Nahfeldsonden lassen sich EMV-Probleme lokalisieren und untersuchen.
(Bild: Rohde & Schwarz)

Im ersten Teil hatten wir Ihnen ein modulares Oszilloskop auf Basis von PXIe vorgestellt. Klassischer geht es mit dem Gerät von Rohde & Schwarz zu: Das nach eigenen Angaben aktuelle High-End-Scope R&S RTO1044 ist ein digitales Speicheroszilloskop mit einer Bandbreite von 4 GHz. Bedient wird das Gerät direkt über ein berührempfindliches Display.

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Mit dem Messgerät lassen sich Fehler in Schaltungen bis 4 GHz aufspüren. Dadurch kann das RTO selbst mit hoher Auflösung von 10 GS/s sehr häufig auf das Signal schauen und sporadische Fehler finden. Erfassen und darstellen lassen sich 1 Millionen Messkurven pro Sekunde. Um ein Gefühl für die Processing Power zu bekommen: Ein Messkanal mit einem A/D-Wandler mit einer Genauigkeit von 8 Bit produziert bei einer Abtastrate von 10 GS/s 80 GBit bzw. 10 GBit pro Sekunde an Daten. Diese werden in Echtzeit im ASIC verarbeitet und in den Speicher geschrieben. Das entspricht einem Datenvolumen von mehr als 10 Audio CDs oder eine Double-Layer-DVD, das ununterbrochen bearbeitet wird.

Vertikale Auflösung und EMV-Test

Durch kurzzeitiges Übersprechen einer Nachbarleitung oder eines EMI-Störer lässt sich beispielsweise die Signalintegrität beeinträchtigen. Das erkennt das Oszilloskop. Die beiden Screenshots in der Galerie zeigen einen fehlerhaften Glitch, der mit farblicher Häufigkeitsverteilung deutlich sichtbar gemacht wurde.

Einige Anwendungen stellen eine hohe Anforderung an die vertikale Auflösung eines Oszilloskops. So beispielsweise die Analyse einer kleinen Signalamplitude in der Medizinelektronik oder Signaldetails bei einem Switched Mode Power Supply (SMPS) in den unterschiedlichen Schaltzyklen. Verbunden mit dem High Definition Mode erreicht das Oszilloskop eine Auflösung von bis zu 16 Bit und 500 µV/Div. Und das gilt gleichzeitig für die Signalerfassung und das digitale Triggersystem.

Und noch einmal ein Anwendungsbeispiel, das erst durch die hohe Empfindlichkeit und Messdynamik möglich wurde. EMV-Test und Fehlersuche gehört zu jeder Elektronikentwicklung dazu. Störer wie Spannungsversorgung, Touchdisplay oder schnelle digitale Signale sind allgegenwärtig.

Zum EMV-Test geht es dazu normalerweise in ein Speziallabor, das kostet Zeit und Geld und sollte deshalb gut vorbereitet sein. Der Entwickler kann mit der eingebauten schnellen Spektrumanalyse und vertrauend auf die analoge Messperformance direkt am Arbeitsplatz im Labor EMV-Verhalten überprüfen und Verbesserungsmaßnahmen testen. Dann kann man mit hohen Vertrauen der Zertifizierung im Umweltlabor entgegensehen.

HF-Signalanalyse und MIMO-Messungen

Mit seinen vier Eingangskanälen und seiner Messdynamik ergänzt das Scope das Spektrumanalysatorportfolio für Analysebandbreiten bis 4 GHz und mehrkanalige MIMO-Messungen. Eine beliebte Anwendung ist LTE MIMO. Weitere Anwendungen sind mit der PC-basierten R&S VSE Vector Signal Explorer Software direkt auf dem Gerät möglich.

In Verbindung mit dem R&S FSW Signal- und Spektrumanalysator sind Signalbandbreiten von bis zu 2 GHz mit Trägerfrequenzen bis 85 GHz testbar. Dedizierte Beispiele sind die Messung von breitbandigen Radarpulsen, die typisch im Militär- und Automobilumfeld vorkommen, und Messung an 5G-Signalen.

Oszilloskop-Messtechnik – die Serie

* Guido Schulze ist Produktmanager für Oszilloskope bei Rohde & Schwarz in München.

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