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Oszilloskop-Messtechnik, Teil 1 Welche Vorteile ein Oszilloskop auf Basis von PXI-Express bietet

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

Im Gegensatz zu einem klassischen Stand-alone-Oszilloskop in der Box lässt sich ein modular aufgebautes Oszilloskop auf Basis von PXI-Express den Messanforderungen anpassen.

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Es sieht auf dem ersten Blick nicht aus wie ein klassisches Oszilloskop: das NI PXIe-5162.
Es sieht auf dem ersten Blick nicht aus wie ein klassisches Oszilloskop: das NI PXIe-5162.
(Bild: National Instruments)

Ob klassisch als ein Stand-alone-Oszilloskop oder als PXIe-Lösung: Im Alltag des Messtechnikers spielt das Oszilloskop eine wichtige Rolle. In unserer Serie stellen wir fünf Lösungen eines Oszilloskops vor, die unserer Meinung nach am interessantesten sind. Wir starten mit National Instruments: Das Unternehmen hat mit dem NI PXIe-5162 ein kompaktes Oszilloskop auf Basis der PXI-Plattform entwickelt. Dank seines modularen Aufbaus eignet sich das Modul für universelle Messaufgaben.

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Jeder der vier analogen Eingangskanäle erreichen eine Sample-Rate von bis zu 5 GS/s mit einer Bandbreite von 1,5 GHz auf dem 50-Ω-Pfad bzw. 300 MHz auf dem 1-MΩ-Pfad. Für Anwendungen mit hoher Kanalanzahl verfügt der A/D-Wandler über zwei Kanäle mit einer maximalen Sample-Rate von 2,5 GS/s bzw. vier Kanäle mit maximal 1,25 GS/s, wobei die analoge Bandbreite 1,5 GHz auf dem 50-Ω-Pfad beträgt.

Zur Verwaltung großer Datensätze umfasst das NI PXIe-5162 einen großen Onboard-Speicher sowie eine x4-PCI-Express-Verbindung zur PXI-Express-Backplane.

Datenrate der Backplane bei PXI-Express bis 6 GBit/s

Bei der PXI-Express-Technik handelt es sich um eine Ergänzung zur PXI-Plattform. Die Spezifikation für PXI-Express integriert die bei PCI-Express verwendete Signalisierung in den PXI-Standard. Dadurch erhöht sich die mögliche Datenrate der Backplane um das 45-fache von 132 MBit/s auf 6 GBit/s. Sie erweitert zudem die Timing- und Synchronisationsfunktionen von PXI, da sie einen differenziellen Referenztakt von 100 MHz und differenzielle Trigger bereitstellt. Die Spezifikation für PXI-Express ergänzt PXI und bleibt abwärtskompatibel.

National Instruments stellt Anwendern eine breite Palette von Oszilloskopen auf PXI-Basis und FPGA-basierten Oszilloskopen, die für automatisierte Prüfsysteme mit hoher Kanalanzahl und Mixed-Signal-Tests konzipiert sind. Sie unterscheiden sich die Spezifikationen für Auflösung und Geschwindigkeit. Gemeinsam haben die Module:

  • eine hohe Integration und Synchronisation mit anderen Messgeräten
  • die Möglichkeit, große Datenmengen zu speichern und zu übertragen
  • eine hohe Kanaldichte
  • benutzerdefinierte Triggerung und Onboard-Signalverarbeitung
  • eine umfangreiche Software zur zügigen Durchführung von Messungen, Programmierung und Fehlerbehandlung

Traditionelle Oszilloskope nutzen meist einen A/D-Wandler mit einer Auflösung von 8 Bit. Allerdings reicht das für viele Anwendungen in der Spektrumanalyse oder für dynamische Signale nicht aus. Hier kommt beispielsweise das 10-Bit-Oszilloskop NI PXIe-5162 zum Einsatz.

Oszilloskop Messtechnik – die Serie

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