Datenblätter interpretieren

Die Spezifikationen eines Oszilloskops und was sie bedeuten

Seite: 2/3

Anbieter zum Thema

Die Auflösung und der Einfluss des A/D-Wandlers

Ein digitales Speicheroszilloskop wandelt analoge Signale nicht kontinuierlich, sondern in diskrete Stufen in digitale Werte um. Am häufigsten kommen A/D-Wandler mit 8 Bit zum Einsatz, die ein Signal mit 28 = 256 Amplitudenstufen wandeln. Ein Signal von 1 V kann damit im Idealfall mit 40 mV aufgelöst werden. Dazu muss das Signal mit 1 V den vollen A/D-Wandler-Bereich aussteuern. Das bedeutet, dass Signale, die nur den halben Bildschirm füllen (wenn zwei Signale übereinander dargestellt werden) nur mit maximal 128 Stufen gewandelt werden. Inzwischen gibt es auch DSOs mit verbauten A/D-Wandler und einer Auflösung von 12 Bit = 4096 Amplitudenstufen.

Die Auflösung eines A/D-Wandlers lässt sich mit Hilfe von Software mathematisch verbessern. Das wird als HiRes, ERES oder HD-Auflösung bezeichnet. Allerdings hat das Verfahren auch Nachteile. Da zur Erhöhung der Auflösung dabei Abtastpunkte mathematisch verrechnet werden, geht die Bandbreite deutlich zurück. Problematischer ist, dass diese Verfahren immer davon ausgehen, dass es im Signal Rauschanteile gibt, die spektral gleich verteilt sind (weißes Rauschen). Das gilt nicht immer oder nicht in dem Bereich der Daten, die zusammen gefasst werden, damit sind die Ergebnisse deutlich schlechter als mit einer direkten Abtastung mit einem höher auflösenden A/D-Wandler.

Was bei der Zeitmessung zu beachten ist

Bei Zeitmessungen sind Oszilloskope wesentlich genauer. Der Anwender sollte allerdings einige wichtige Punkte beachten. Zunächst betrachten wir die Anstiegszeit. Für eine korrekte Messung entscheidet die Definition eines Pulses nach IEEE. Hier wird bei einem Puls zwischen Base und Minimum sowie zwischen Top und Maximum unterschieden. Ein Puls kann einen Über- oder Unterschwinger haben, der für die Messparameter, wie die Anstiegszeit, unberücksichtigt bleiben soll.

Um den Base- oder Topwert korrekt zu berechnen, muss ein Histogramm über die Amplitude gebildet werden. Anhand dieses Histogramms kann der Base- und Topwert bestimmt werden. Für ein Histogramm müssen die Messgeräte viel rechnen. Fehlt diese Histogramm-Bildung, so werden Parameter wie Pulsbreite oder Frequenz, die diese Top- und Basewerte als Referenz benötigen, um die korrekten 50% des Amplitudenwerts zu finden, falsche Werte liefern. Ein weiterer Schwachpunkt ist oft, dass nur ein Teil der Kurve oder nur die Bildschirmpunkte zur Berechnung der Messwerte herangezogen werden.

Der Trigger und die Triggerbandbreite

Nur durch den Trigger entsteht ein stehendes Bild. Bereits Einstiegsmodelle bieten Trigger auf Pulsbreiten oder digitale Bitmuster an. Einen Blick auf die Triggerbandbreite des Flankentriggers im Datenblatt sollte man auch nicht vergessen. Vor allem dann, wenn man sich ein DSO mit einer Bandbreite über 1 GHz zulegen möchte. Die Bandbreite sollte ≥ der analogen Bandbreite sein.

Es wäre ärgerlich, wenn ein DSO mit 8 GHz ein Signal nicht sicher erfassen kann, da die Triggerbandbreite auf 3 GHz begrenzt ist. Je mehr Trigger-Funktionen, umso mehr Chancen bei kniffligen Signalen das Problem schnell zu lokalisieren. Nicht alle im Datenblatt aufgeführten Funktionen sind in Hardware realisiert. Oft sind es lediglich Software-Trigger. Sie überwachen das Mess-Signal nicht mit einer Hardware in Echtzeit auf das Triggerereignis, sondern durchsuchen die im Speicher befindlichen Werte nach einem Ereignis und sind für sporadische Ereignisse ungeeignet.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

(ID:43920092)