Meilensteine der Elektronik Das Oszilloskop ist das Kerngeschäft von Teledyne LeCroy

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit der Übernahme durch Teledyne Technologies wurde der Messgerätehersteller LeCroy in die Konzernfamilie eingegliedert. So wächst man vom Oszilloskop-Spezialisten in neue Marktsegmente.

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Der LabMaster 10Zi ist der bisherige Höhepunkt von Teledyne LeCroy. Das Oszilloskop bietet eine Echtzeitbandbreite von 100 GHz.
Der LabMaster 10Zi ist der bisherige Höhepunkt von Teledyne LeCroy. Das Oszilloskop bietet eine Echtzeitbandbreite von 100 GHz.
(Bild: Teledyne LeCrory)

Walter LeCroy legte 1964 in einem New Yorker Waschsalon den Grundstein für die digitale Oszilloskop-Messtechnik, nachdem er als Chefelektroniker im Fachbereich Physik an der Columbia University gearbeitet hatte. Er beschäftigte sich mit der Hochenergie-Physik und entwickelte Digitizer und Methoden, um subatomare Teilchen zu analysieren, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Seit 1976 befindet sich der Hauptsitz der Firma in Chestnut Ride in der Nähe von New York. Der Erfolg des Unternehmens liegt bis heute darin, komplizierte elektronische Signale mit durchdachten Ansätzen erfolgreich zu erfassen, zu messen und zu analysieren.

Ein Höchstmaß an Kundennähe ist für Teledyne LeCroy sehr wichtig. Das unterstreicht die Firma durch die neue Europazentrale in Heidelberg im Südwesten des wichtigsten Marktes für Oszilloskope in Europa. Hier befindet sich neben der Zentrale für Vertrieb, Support und Verwaltung auch ein hochmodernes Service-Zentrum, in dem alle Messgeräte von Teledyne LeCroy von erfahrenen Servicetechnikern repariert, kalibriert und aufgerüstet werden. Vom neuen Standort sind Geräte in kürzester Zeit wieder zurück bei seinen Kunden. Teledyne LeCroy nutzt noch heute seine Erfahrungen aus der Hochenergiephysik, wo es darum geht, durch innovative Lösungen große Datenmengen schnell und zuverlässig zu verarbeiten und auf seltene Fehler zu untersuchen.

Echtzeit-Oszilloskop mit 100 GHz

Das unterscheidet sie von anderen Oszilloskop-Anbietern, die ihren Ursprung in der analogen Messtechnik hatten. Einen vorläufigen Höhepunkt der Oszilloskop-Entwicklung stellt der LabMaster 10-100 Zi dar. Das Oszilloskop verfügt erstmals über eine Echtzeit-Bandbreite von 100 GHz mit einer Abtastrate von 240 GS/s.

Unter anderen setzt es der Kommunikationshersteller Alcatel-Lucent ein, um einen Coherent Optical Receiver mit großer Bandbreite, der in der Lage ist, ein QPSK-Signal mit 160 GBaud zu erfassen. Bei 240 GS/s werden dabei Daten mit Zeitintervallen von 4,17 ps erfasst. Teledyne LeCroy hat zwar nicht das Oszilloskop an sich, dafür aber das moderne digitale Oszilloskop erfunden, das durch seine umfassende digitale Signalverarbeitung und Signalanalyse einzigartige Einblicke ins das Signalverhalten gibt.

Die Entwickler des Unternehmens sind geradezu besessen darauf, immer neue noch bessere und intelligentere Tools zu entwickeln, um auch schwierigste messtechnische Herausforderungen zu lösen. Die Tools und Bedienphilosophie finden sich in fast allen Messgeräten wieder. Diese Tools ermöglichen Anwendern, Probleme zu verstehen, von denen man bisher noch gar nicht wusste, dass es sie überhaupt gibt.

Mit dem OneTouch-Bedienkonzept MAUI setzt Teledyne LeCroy neue Maßstäbe, um ein Oszilloskop zu bedienen. Bekannte Gesten wie Drag-and-drop werden eingesetzt, um mit dem Oszilloskop zu interagieren. Das verkürzt die Einrichtung und das Arbeiten mit dem Oszilloskop wird effizienter und anwenderfreundlicher. Alle gängigen Funktionen lassen sich mit dem Finger erledigen. Pop-up-Dialoge oder Menüs müssen nicht geöffnet werden.

MAUI mit OneTouch optimiert die Benutzung eines modernen Oszilloskops. Über das Feld Hinzufügen können neue Kanäle geöffnet und mathematische- und Parameter Messungen ergänzt und genauso wieder geschlossen werden – alles durch ein einfaches Ziehen nach unten. Für Anwender der klassischen Bedienung kann das Oszilloskop auch weiterhin mit den bekannten Dreh- und Druckknöpfen bedient werden.

Das Oszilloskop mit einem 12-Bit A/D-Wandler

Ein entscheidender Baustein in der Datenanalyse ist der A/D-Wandler. 2010 präsentierte Teledyne LeCroy das erste 12-Bit Oszilloskop. Noch heute ist die Firma der einzige Hersteller, der Oszilloskope mit 12-Bit-Hardware in Form von A/D-Wandlern ausrüstet. Dadurch lassen sich Signale bis zur maximalen Bandbreite und Abtastrate mit der 16-fachen vertikalen Auflösung erfassen. Das deutlich reduzierte Rauschen und die höhere Auflösung der A/D-Wandler-Architektur mit 12 Bit erhöhen die Messgenauigkeit und verbessern die Signalklarheit. Das wird besonders deutlich in dem hohen Signal-Rausch-Verhältnis von 55 dB (SNR) und ± 0,5 Prozent DC-Vertikalverstärkungsgenauigkeit, viermal genauer als bei 8-Bit-Oszilloskopen.

Mit der Modellreihe Motor Drive Analyzer (MDA) gelingt es Teledyne LeCroy wieder, Aufgaben unterschiedlicher Messgeräte in einem Gerät zu vereinen. Ein komplettes Antriebssystem ist eine hochkomplexe Mischung aus dreiphasiger Leistungselektronik, mechanischen/motorgetriebenen analogen, digitalen, seriellen Daten und pulsbreitenmodulierten (PWM) Signalen. Traditionelle 8-Bit-Oszilloskope sind in der Lage, Aktivitäten von Embedded-Control-Systemen oder Leistungstransistoren zu erfassen.

Power Analyzer messen ausschließlich an Ein-/Ausgängen die Antriebsleistung und -effizienz. Sie haben sehr geringe bis keine Signalerfassungsmöglichkeiten für Embedded Controller und keine Debugfähigkeiten für Antriebssysteme. Der MDA erfasst Signale direkt von der Dreiphasen-Leistungseinheit, Leistungstransistoren und Embedded-Control-Systemen und analysiert gleichzeitig Dreiphasen-Leistungsanalysen an der Leistungsversorgung in nur einem Messgerät auf Basis eines achtkanaligen 12-Bit-Oszilloskops.

Der MDA eignet sich für Designer und Hersteller, die Motoren, Motorantriebe, Antriebe mit variablen Frequenzen und Geschwindigkeiten, industrielle Automatisierung und Bewegungssteuerungen entwickeln. Entwickler, die Motoren in Ihre Designs integrieren (Fahrzeuge, Werkzeuge, Haushaltsgeräte, Aufzüge, Lüfter, Gebläse, Kompressoren oder Pumpen) können mit der Messlösung selbst entwickelte Steuerungen überprüfen und komplette Antriebssysteme entwickeln. Für Dreiphasen-Systeme ohne Antriebe bietet das Gerät alle notwendigen Dreiphasen-Leistungssystem-Analysen und Debug-Eigenschaften.

Der Marktführer bei den Protocol Analyzern

Ein wichtiger Schritt in der Firmengeschichte als zweites Standbein war der Einstieg ins Protocol-Analyzer-Geschäft mit dem Kauf der dort erfolgreichen Firmen CATC und Catalyst. Was war der Grund? Ein Oszilloskop wird über einen Tastkopf an eine elektrische Schaltung angeschlossen und ermöglicht dem Ingenieur, das Verhalten seiner Schaltung visuell oder durch Analysen der erfassten Messdaten auf der physikalischen Ebene zu beobachten und zu untersuchen.

Protocol Analyzer erfassen den Datenverkehr von digitalen Systemen und ermöglichen es, die Datenübertragungssysteme auf der Softwareebene zu untersuchen. Idealerweise werden beide Prozesse kombiniert. Die Protocol-Analyzer-Sparte generiert heute 25 Prozent des Gesamtumsatzes und wird in Zukunft weiter wachsen, da die Anwendungen für die Geräte durch immer schnellere und komplexere Datenübertragungen ausgebaut werden.

Kürzlich hat Teledyne LeCroy sein Portfolio an Protocol-Analyzer-Lösungen durch den Zukauf von zwei Marktführern bei den Protokoll-Analyzern erhöht. Die Firma Frontline beschäftigt sich mit Wireless-Protokollen wie Bluetooth, 802.11 (WiFi) und NFC. Quantum Data führt bei der Analyse von Video-Protokollen wie HDMI und SDI.

Die Teledyne Test Systems ist heute bei Teledyne LeCroy integriert. Hier finden sich Produkte und Dienstleistungen zum Testen von Ventilen sowie Sensoren und Testsysteme für Drehmomente wie beispielsweise im Autobau. Solche Lösungen können für Temperaturen bis 550 °C und unter großem Druck in Tiefen bis 7 km im Ozean eingesetzt werden. Vom Unternehmen entwickelte Wandler wurden in den Roboterarmen des Space Shuttle, bei Bohrsystemen der Tiefsee oder in Ventilen von Kernkraftwerken eingesetzt. Mit der Mutterfirma Teledyne Technologies steht ein finanziell starkes Unternehmen zur Seite. Künftig wird Teledyne LeCrory durch weitere Firmenzukäufe seine Marktposition weiter ausbauen.

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