12-Bit-Oszilloskop Teledyne LeCroy setzt auf eine Abtastrate von 10 GS/s

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

Mit der Gerätefamilie HDO-A bietet Teldeyne LeCroy nicht nur eine vertikale Auflösung von 12 Bit bis 1 GHz und acht analoge Eingänge, sondern vor allem eine Abtastrate von 10 GS/s.

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12-Bit-A/D-Wandler: Die A-Serie, hier das Modell HDO8000, bietet eine Bandbreite bis 1 GHz und eine Abtastrate von 10 GS/s.
12-Bit-A/D-Wandler: Die A-Serie, hier das Modell HDO8000, bietet eine Bandbreite bis 1 GHz und eine Abtastrate von 10 GS/s.
(Bild: Teledyne LeCroy)

Oszilloskope kann man durchaus mit einem schnellen Auto vergleichen: ihre Leistung nimmt stetig zu. Und ähnlich wie im Automobilbau streben auch die Oszilloskop-Hersteller nach immer schnelleren Messgeräten. Herzstück einer neuen Modellreihe ist ein A/D-Wandler mit einer Auflösung von 12 Bit. Die HDO4000A, HDO6000A, HDO8000A und MDA800A bieten Bandbreiten von 200 MHz bis 1 GHz.

Neu ist außerdem, dass die Geräte bis zu acht analoge Kanäle bieten. Die verwendete HD-Technik von Teledyne LeCroy ist seit 2012 auf dem Markt. Dank des verwendeten 12-Bit-A/D-Wandlers lassen sich Messdaten präziser erfassen und die Signaldetails sind höher.

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In der A-Serie des Messgeräte-Herstellers kommt erstmals die Enhanced-Sample-Rate-Technik zum Einsatz, die automatisch die erfassten Signale zur Bandbreite des Geräts optimiert darstellt. Die Messdaten werden dank Kombination aus A/D-Wandler mit 12 Bit, einer Abtastrate von 10 GS/s sowie einem 10-fachen Oversampling präziser dargestellt.

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Das sagt der Hersteller: Interview mit Albert Hanselmann über die A-Serie und ihre Vorteile.

Auf ein Wort: Albert Hanselmann, General Manager Teledyne LeCroy und Regional Manager für Deutschland, Österreich und die Schweiz. „Unsere Oszilloskope bieten neben einem A/D-Wandler mit 12 Bit bei 1 GHz eine Abtastrate von 10 GS/s.“
Auf ein Wort: Albert Hanselmann, General Manager Teledyne LeCroy und Regional Manager für Deutschland, Österreich und die Schweiz. „Unsere Oszilloskope bieten neben einem A/D-Wandler mit 12 Bit bei 1 GHz eine Abtastrate von 10 GS/s.“
( Bild: Teledyne LeCroy )

Herr Hanselmann, mit der neuen A-Serie bietet Teledyne LeCroy acht analoge Eingangskanäle bei seinen Oszilloskopen. Welche Zielgruppe sprechen Sie mit der Serie an?

Bei unseren neuen 12-Bit-High-Definition-Oszilloskopen gibt vier oder acht analoge plus zusätzlich 16 digitale Kanäle. Neu ist eine Abtastrate von 10 GS/s. Die Anwender sehen wir hauptsächlich in der Leistungselektronik, der Antriebstechnik und der Sensorik. Wenn wir uns das ganze mehr von der Anwendungsseite (Industriezweig) her betrachten, dann sind es vor allem Automotive, Medizintechnik, Steuer und Regeltechnik, Elektromotoren für verschiedenste Anwendungen, Wechselrichter, Schaltnetzteile und Maschinenbau.

In den Geräten arbeitet ein 12-Bit-A/D-Wandler. Welche Vorteile gegenüber 10- und 8-Bit-Versionen versprechen Sie sich davon?

Die wichtigere Frage ist, welche klaren Vorteile hat der Anwender davon. Die von uns eingesetzten A/D-Wandler mit 12 Bit ergeben eine Vertikalauflösung von 4096 Schritten. Durch diese Auflösung resultiert eine viel größere Dynamik. Es können also viel kleinere Signalanteile in einem größeren Signal gemessen werden. Um das wirklich zu erreichen, haben wir für die HDO-Geräte auch sehr viel Zeit und Geld in die Entwicklung von State-of-the-Art-Verstärkern investiert. Dazu gehören geringes Rauschen, hohe Genauigkeit und großer Offsetbereich. Durch die Kombination von hoher Auflösung und sehr guten Verstärkern ergibt sich für den Nutzer der schon angesprochene hohe Dynamikbereich, aber auch eine signifikant höhere Messgenauigkeit im Vertikal- sowie im Zeitbereich

Ebenfalls mit an Bord ist das MAUI-Bedienkonzept. Auch Ihre Mitbewerber verwenden Touch-Displays in ihren Messgeräten. Was machen Sie mit MAUI anders, vielleicht sogar besser?

Der Schlüssel ist hier sicher unsere lange Erfahrung und Fokus bei den Scopes. Das MAUI-Bedienkonzept kombiniert mit dem von uns neu vorgestellten „One Touch“ nicht nur einfache Bedienung und höhere Effizienz, sondern bietet dem Anwender eine hohe Messgenauigkeit. Denn der Anwender kümmert sich um seine Messaufgabe, nicht auf visuelle Effekte.

Neben der Hardware spielt die Software in der Messtechnik eine immer entscheidendere Rolle. Was bietet die A-Serie dem Anwender an Tools?

Viele unserer angebotenen Tools sind einmalig und nur bei Teledyne LeCroy erhältlich. Der entscheidende Unterschied liegt vielfach in den Details. Um die Details können wir uns kümmern, weil wir schon vor mehr als 50 Jahren erkannt haben, dass die perfekte Datenanalyse genauso wichtig ist wie die hochpräzise Datenerfassung. Ich könnte bei mehr Platz ausführlich auf die unterschiedlichen Werkzeuge eingehen, welche in der HDO-Serie zur Verfügung stehen.

Bei der Bedienung auf Übersichtlichkeit gesetzt

Nicht nur die inneren Werte gehören zu den Kriterien bei einem Oszilloskop: Bei der Bedienung des Messgerätes setzt Teledyne LeCroy auf die bewährte MAUI-OneTouch-Benutzeroberfläche mit Gestensteuerung. Das MAUI steht für Most Advanced User Interface und ermöglicht es dem Anwender, gängige Funktionen mit nur einem Finger zu bedienen. Pop-up-Dialoge oder Menüs müssen dabei nicht geöffnet werden.

Auch wesentliche Einstellungen wie Positionierung und Vergrößerung von Signalen, die Einrichtung von Mess-Cursor, Definition von Messparametern und Auswahl von Menüs lassen sich vom Anwender schnell erledigen. Ebenfalls mit nur einem Finger lassen sich mathematische Funktionen und Parametermessungen ausführen. Beispielsweise können über das Feld Hinzufügen neue Kanäle geöffnet und mathematische sowie Parametermessungen ergänzt werden. Schiebt man den Kanal nach unten, ist er geschlossen. In alle Geräte der A-Serie ist ein Touchdisplay mit 12,1 Zoll verbaut.

Von Leistungselektronik bis Embedded-Systeme

Die HDO-Oszilloskope zeichnen sich durch eine Kombination aus Bandbreiten bis 1 GHz, einen Erfassungsspeicher mit 250 MPunkte/Kanal, einer Abtastrate von 10 GS/s und durch die vertikale Auflösung von 12 Bit aus. Zudem bietet der Hersteller auch Mixed-Signal-Oszilloskope = MSO. Sie alle eignen sich für das Debugging und die Fehlersuche in der Leistungselektronik, Automotive-Elektronik und Embedded/mechatronische Systemen mit Signalen von einem hochaufgelösten Sensor.

Die acht möglichen Eingangskanäle der HDO8000A-Serie sind zum Test mit hoher Spannung und/oder 3-Phasen-Stromumformung ausgelegt oder über sie lässt sich das Digital-Power-Management überprüfen. Speziell für Motorantriebe ist das Modell MDA800A entwickelt: Mit ihm lassen sich komplette 3-Phasen-Motorantriebe mit statischer und dynamischer Power-Analyse über acht Kanäle und einer Bandbreite von 1 GHz untersuchen.

Die erwähnte 12-Bit-Technik spielt dann ihre Vorteile aus, wenn Signale mit 1 GHz und mit 16-fach höherer Auflösung erfasst und dargestellt werden sollen, als es mit einem 8-Bit-Oszilloskop möglich wäre. Die 212 = 4096 diskreten Levels senken die Quantisierungsfehler. Mit den 250 MPunkte/Kanal lassen sich vor allem große Datenmengen erfassen. Die Gerätestruktur erfasst nicht nur zuverlässig Transienten, sondern auch umfangreiche Signaldaten.

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