Messtechnik PC-USB-Oszilloskop mit 8 bis 16 Bit Auflösung

Redakteur: Sariana Kunze

Pico Technology hat die rekonfigurierbare A/D-Wandler-Technologie in einem Oszilloskop eingesetzt, um bei einem einzelnen Gerät die Wahl zwischen Auflösungen von 8 bis 16 Bit zu bieten.

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PicoScope 5000-Serie: 8 bis 16 Bit Auflösung
PicoScope 5000-Serie: 8 bis 16 Bit Auflösung
(Meilhaus)

Die meisten digitalen Oszilloskope erzielen hohe Abtastraten, indem sie mehrere 8-Bit-A/D-Wandler verschachteln. Auch bei sorgfältigster Auslegung kommt es durch den Verschachtelungsprozess jedoch zu Fehlern, die stets zu einem schlechteren Dynamikverhalten als bei den einzelnen A/D-Wandler-Kernen führen.

Die Oszilloskope der PicoScope 5000-Serie, erhältlich beim deutschen Master-Distributor Meilhaus Electronic, verwenden eine Architektur, bei der mehrere hochauflösende A/D-Wandler in verschiedenen seriellen und parallelen Kombinationen an die Eingangskanäle angelegt werden können, um wahlweise die Abtastrate oder die Auflösung zu erhöhen.

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Im seriellen Modus werden die A/D-Wandler verschachtelt, um eine Abtastrate von 1 GS/s bei 8 Bit zu erzielen. Die Verschachtelung setzt die Leistung der A/D-Wandler herab, das Ergebnis (60 dB SFDR) ist jedoch deutlich besser als bei Oszilloskopen, die 8-Bit-A/D-Wandler verschachteln. Dieser Modus bietet alternativ eine Abtastrate von 500 MS/s bei 12 Bit Auflösung.

Im parallelen Modus werden mehrere A/D-Wandler in Phase auf jedem Kanal abgetastet, um die Auflösung und das Dynamikverhalten zu verbessern. Die Auflösung wird auf 14 Bit bei 125 MS/s pro Kanal (70 dB SFDR) angehoben. Wenn nur zwei Kanäle benötigt werden, kann die Auflösung auf 15 Bit angehoben werden. Im Einkanal-Modus werden alle A/D-Wandler kombiniert, um eine Auflösung von 16 Bit bei 62,5 MS/s zu erzielen.

Pico verfügt über 20 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von hochauflösenden Oszilloskopen. Dennoch stellte die Entwicklung eines neuen analogen Front-Ends zur Unterstützung eines Oszilloskops, das zwischen verschiedenen Auflösungen umschalten kann, eine echte Herausforderung dar. Größte Sorgfalt musste aufgewendet werden, um die hochauflösenden Modi zu unterstützen (mit geringem Rauschen, geringer Verzerrung und flacher Bandbreite) und gleichzeitig die Bandbreite, Anstiegsgeschwindigkeit und den Frequenzgang aufrechtzuerhalten, die für den schnelleren 8-Bit-Modus benötigt werden.

Zusätzlich zur flexiblen Auflösung bieten diese Oszilloskope großzügig bemessene Pufferspeicher mit bis zu 512 MS, um längere Messungen bei hohen Abtastraten zu ermöglichen. Sie verfügen standardmäßig über eine Reihe nützlicher Software-Funktionen wie die serielle Entschlüsselung, Maskengrenzprüfungen und einen segmentierten Speicher.

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