Messtechnik-Tipp

Worauf bei automatischen Messfunktionen geachtet werden sollte

| Autor / Redakteur: Thomas Stüber * / Hendrik Härter

Messtechnik-Tipp: Zusammen mit Experten von Teledyne LeCroy geben wir Ihnen praktische Tipps rund um das Oszilloskop. Im Text zeigen wir, worauf bei automatischen Messfunktionen zu achten ist.
Messtechnik-Tipp: Zusammen mit Experten von Teledyne LeCroy geben wir Ihnen praktische Tipps rund um das Oszilloskop. Im Text zeigen wir, worauf bei automatischen Messfunktionen zu achten ist. (Teledyne LeCroy)

Zusammen mit Experten von Teledyne LeCroy zeigen wir Ihnen, worauf Sie bei Ihrer täglichen Arbeit mit dem Oszilloskop achten sollten. In unserer ersten Geschichte

Was kann bei einer Messung neu sein, wenn Digital-Speicher-Oszilloskope schon seit vielen Jahren automatische Messfunktionen anbieten? Hierzu muss man etwas tiefer einsteigen und sich die IEEE-Definitionen für Puls- und Amplituden-Parameter anschauen. Hinzu kommt, wie diese Messungen bei typischen Einstiegsmodellen implementiert sind und sich diese von den Funktionen in den Mid Range- oder High-End-Messgeräten unterscheiden.

Bei einem Puls wird zwischen Base und Minimum sowie zwischen Top und Maximum unterschieden. Ein Puls kann einen Über- oder Unterschwinger haben, der für Messparameter wie einer Amplitude unberücksichtigt bleiben soll. Um den Base- oder Topwert korrekt zu berechnen, wird ein Histogramm über die Amplitude gebildet. Anhand des Histogramms kann der Base- und Topwert wie auch das Maximum und Minimum korrekt bestimmt werden.

Da Parameter wie Anstiegs- oder Abfallzeit die Top- und Basewerte als Referenz verwenden, bei der Anstiegszeit von 10 und 90 Prozent von Base zu Top, führt eine falsche Berechnung der Werte zu Messfehlern. Das erstellen eines Histogramms ist rechenintensiv und wird in vielen Einstiegsmodellen nicht oder nur in sehr einfacher Form verwendet.

Ein weiterer Schwachpunkt ist, dass nur ein Teil des Signals oder nur die Bildschirmpunkte zur Berechnung der Messwerte herangezogen werden. Solange sich nur eine steigende Flanke auf dem Bildschirm des DSOs befindet und diese zeitlich gut aufgelöst erfasst wurde, ist der gemessene Parameter korrekt.

Werden jedoch viele Perioden gleichzeitig erfasst und dargestellt, zeigen viele Geräte Schwächen und ermitteln nur einen Wert für die gesamte Erfassung. Wird nur auf den Bildschirmpunkten gemessen, zeigt das Messgerät keine oder falsche Werte. Hieraus ergibt sich für den Anwender automatisch die Frage, wo die Anstiegszeit gemessen wurde: beim ersten Puls oder in der Mitte der Erfassung?

Messdaten aufnehmen und untersuchen

Die Serie WaveSurfer3000 vermisst automatisch bis zu 1000 Perioden je Erfassung und kann über die gesamten gemessenen Perioden eine Statistik mit Maximum, Minimum, letztem Wert, Mittelwert aller Messwerte und der Standardabweichung anzeigen. Damit erhält der Messtechniker einen genauen Überblick über die Schwankung eines Parameters und ob sich in den erfassten Daten eventuell ein Ausreißer befindet.

Neben der reinen tabellarischen Anzeige verfügt die Serie über die Möglichkeit Histicons darzustellen. Diese Histogramme stellen die Verteilung der Parameter dar. Außerdem lässt sich ein Parameter als Trendfunktion, die einer Schreiberfunktion sehr ähnlich ist, als Kurve darstellen. Die Trendfunktion eignet sich für Anwender, die alle Messwerte aus der Statistik als einzelne Werte anzeigen oder in eine Datei exportieren möchten.

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Den Speicher nach Messwerten durchsuchen

Da die WaveSufer3000-Serie den gesamten Speicher für die Berechnung von Parametern nutzen kann, lassen sich die Ergebnisse für eine automatische Suche verwenden. Diese Funktionalität heißt bei TeledyneLeCroy WaveScan. Mit der Funktion lässt sich der Speicher nach Messwerten durchsuchen, wobei alle Messwerte tabellarisch angezeigt werden. Durch Anklicken eines Wertes in der Tabelle wird automatisch das zu analysierende Signal an diesem spezifischen Messwert gezoomt und in einem zweiten Fenster dargestellt.

Daneben lassen sich die Messwerte auch nach größer/kleiner als, innerhalb/außerhalb eines Bereiches oder nach den seltensten Ereignissen filtern. Neben reinen Messwerten lässt sich mit WaveScan auch nach Flanken, Runts oder auch nach Non Monotonics suchen. Letztere sind Signale, die in einem verbotenen Bereich die Richtung ändern, was beispielsweise durch Reflexionen vorkommen kann.

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* Thomas Stüber ist Leiter Applikationen und Produktspezialist bei Teledyne LeCroy in Heidelberg.

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