Ein Oszilloskop kaufen – Die Qual der Wahl.

Oszilloskop Nahaufnahme mit Bedienfeld

Der Markt bietet zahlreiche Oszilloskope zum Kauf. Entsprechend schwierig ist die Entscheidung, welches Oszilloskop für eine Neuanschaffung in Frage kommt. Dieser Beitrag behandelt die wichtigsten Entscheidungskriterien, nach welchen die Auswahl vorgenommen werden kann.

Entscheidungskriterien zum Kauf eines Oszilloskops umfassen:

  • Budgetäre Bedingungen oder Einkaufskonditionen
  • Vorauswahl bestimmter Lieferanten oder Hersteller
  • Technische Anforderungen und Spezifikationen

Die Entscheidungskriterien hinsichtlich technischer Aspekte führen Sie zum richtigen Oszilloskop für Ihre Messungen. Die beiden erstgenannten Punkte sind als firmenspezifische Rahmenbedingungen zusätzlich zu berücksichtigen. Jedoch sind selbst unter diesen Gesichtspunkten die technischen Anforderungen und damit die Oszilloskop-Spezifikationen relevanter. Sie entscheiden, ob Ihre Messanforderungen erfüllt werden. Die wesentlichen Spezifikationen werden hier näher betrachtet.


Ein neues Oszilloskop kaufen – aber welches?

Ihre Messanwendung definiert die technischen Eigenschaften des Oszilloskops. Je nach Budget sind gegebenenfalls Kompromisse beim Kauf erforderlich. Diese Kompromisse sollten jedoch nicht die ausschlaggebenden Faktoren beeinträchtigen.

Mit einem Oszilloskop lassen sich Signale in einem zeitlichen Zusammenhang darstellen. Triggerbedingungen bestimmen die Aufzeichnung und Darstellung der Signale. Die zweidimensionale Anzeige gibt in der y-Achse die Signalamplituden wieder, während die x-Achse den Zeitverlauf darstellt.

Hieraus leiten sich fünf wesentliche Parameter ab, die Ihre Wahl des Oszilloskops beeinflussen:

  • Mininmaler und maximaler zu messender Amplitudenbereich (Volt pro Skalenteil)
  • Minimale und maximale zeitliche Dauer der Darstellung (Auflösung: Sekunden pro Skalenteil)
  • Anzahl der Kanäle: Wie viele unabhängige analoge und/oder digitale Signale müssen dargestellt werden?

Entscheidungskriterien

Entscheidungskriterien für ein
neues Oszilloskop.

1. Die Bandbreite

Die Bandbreite (Angabe in Hz) beschreibt den Frequenzbereich, den das Oszilloskop erfassen kann. Sie wird definiert als diejenige Frequenz, bei der ein sinusförmiges Eingangssignal auf 70,7 % der ursprünglichen Signalamplitude gedämpft wird. Ein Sinus-Signal der Frequenz f0 mit einer Amplitude von 1 Vpp wird demnach auf 0,7 Vpp dargestellt. 

Dieser Wert wird auch als -3 dB-Punkt oder -3 dB-Grenze bezeichnet (vgl. Abb. 1). Wird die Bandbreite zu niedrig gewählt, kann das Oszilloskop keine hochfrequenten Änderungen erfassen. Die Amplitude wird ggf. verzerrt dargestellt, und die Flanken sind schlecht sichtbar, sodass Signaldetails verloren gehen.

Oszilloskop Bandbreite Frequenz Zusammenhang erklärt

Abb. 1: Die Oszilloskop-Bandbreite beschreibt, bei welcher Frequenz ein sinusförmiges  Eingangssignal auf 70,7 % seiner ursprünglichen Amplitude abgeschwächt wird (auch bezeichnet als -3 dB-Grenze).

Zur Bestimmung der optimalen Oszilloskop-Bandbreite, die Ihnen eine präzise Charakterisierung der Signalamplitude ermöglicht, sollte die Bandbreite des Oszilloskops mindestens das Fünffache des höchsten zu messenden Frequenzanteils betragen. So ist das Scope in der Lage, die 5. Harmonische des Taktsignals zu erfassen und beispielsweise ein Rechteck-Signal als solches darzustellen.

Alle Oszilloskope weisen im Prinzip einen Frequenzgang wie ein Tiefpassfilter auf. Sie unterscheiden sich darin, wie der Frequenzgang ab der -3 dB-Grenze abfällt. Breitbandige Scopes (>1 GHz) weisen i. d. R. einen steileren Abfall mit 40 dB/Dekade auf (vgl. Abb. 2) und können innerhalb ihrer Bandbreite wesentlich genauere Messungen der Puls-Flanken­steilheit durchführen als Oszilloskope mit einer Band­breite <1 GHz mit einem Abfall von 20 dB/Dekade. Ihr Filter weist ein Gaußsches Verhalten auf. Unabhängig vom Frequenzgang des Oszilloskops bestimmt der -3 dB-Punkt per Definition dessen Bandbreite (vgl. Abb. 3).

Bei der Bandbreite gilt es insgesamt zu beachten: Das Messsystem besteht nicht nur aus dem Oszilloskop, sondern in der Regel auch aus einem Tastkopf. Beide zusammen bilden die relevante Systembandbreite. Der Tiefpass mit der geringsten Bandbreite bestimmt letztlich die Systembandbreite.

Typischer Frequenzgang eines Oszilloskops mit einer Bandbreite >1 GHz

Abb. 2: Typischer Frequenzgang eines Oszilloskops mit einer Bandbreite >1 GHz

Typischer Frequenzgang eines Oszilloskops mit einer Bandbreite <1 GHz

Abb. 3: Typischer Frequenzgang eines Oszilloskops mit einer Bandbreite <1 GHz

Bei der Bandbreite gilt es insgesamt zu beachten:

Das Messsystem besteht nicht nur aus dem Oszilloskop, sondern in der Regel auch aus einem Tastkopf. Beide zusammen bilden die relevante Systembandbreite. Der Tiefpass mit der geringsten Bandbreite bestimmt letztlich die Systembandbreite.


2. Anstiegszeit (Flankensteilheit)

Die Anstiegszeit kann ein geeignetes Leistungskriterium sein, wenn digitale Signale, z. B. Impuls- und Treppensignale, gemessen werden sollen. Hier kommt es auf eine steile Flanke an (Anstiegszeit/Abfallzeit), damit der Empfänger zwischen 1 und 0 innerhalb des Unit-Intervalls entscheiden kann. Daher werden bei Oszilloskopen mit einer Bandbreite >1 GHz i. d. R. Eingangsfilter mit steilerem Verlauf genutzt (vgl. Abb. 2).

Die Anstiegszeit beschreibt den nutzbaren Frequenzbereich eines Oszilloskops. Zur Berechnung der Oszilloskop-Anstiegszeit, die für eine bestimmte Signalart erforderlich ist, kann folgende Gleichung verwendet werden:

Oszilloskop-Anstiegszeit ≤ Schnellste Signal-Anstiegszeit x 1/5

Die Anstiegszeit des Eingangssignals ist die Zeit, die das Signal für den Übergang von 10 auf 90 % der maximalen Amplitude benötigt (vgl. Abb. 4). Die Anstiegszeit des Oszilloskops sollte ein Drittel bis ein Fünftel der Anstiegszeit des zu messenden Signals betragen. Ein Oszilloskop mit schnellerer Anstiegszeit kann wichtige Details schneller Übergänge genauer erfassen.

Der Bezug zwischen Anstiegszeit des Oszilloskops (Tr) und Bandbreite (BW / Bandwidth) lässt sich mithilfe der Konstanten „k“ herstellen:

Die Konstante "k" ist vom Oszilloskop abhängig. Für Oszilloskope mit einer Bandbreite von <1 GHz beträgt k = 0,35. Für Oszilloskope mit einer Bandbreite >1 GHz gilt für „k“ typischerweise ein Wert zwischen 0,4 und 0,45.

Die Anstiegszeit (Flankensteilheit) eines Eingangssignals definiert

Abb. 4: Die Anstiegszeit (Flankensteilheit) eines Eingangssignals ist die Zeit, die das Signal für den Übergang von 10 auf 90 % der maximalen Amplitude benötigt. 

Wie Bandbreite und Flankensteilheit zusammenhängen.
Für alle schnellen Signalflanken gilt, dass sie theo­retisch eine unbegrenzte Anzahl an Frequenz­an­teilen in ihrem Spektrum haben. Es gibt jedoch einen Knick (oder "Knie") im Frequenzspektrum, die sog. Frequenz fKnee, bei dem Frequenzkomponenten, die höher als fknee sind, für die Form des Signals in der Regel vernachlässigbar sind. Bei digitalen Signalen mit Anstiegszeitcharakteristiken, die auf Schwellenwerten von 10 bis 90 % basieren, ist fknee gleich 0,5 geteilt durch die Anstiegszeit des Signals tr:

Die Bestimmung der erforderlichen Oszilloskop-Bandbreite zur Messung eines bestimmten Signals erfolgt mithilfe der folgenden Tabelle (Abb. 5).

Diese zeigt die Multiplikationsfaktoren für verschiedene Genauigkeitsgrade für Oszilloskope mit einem Gaußschen oder einem maximal flachen Frequenz­gang. Die Berechnung bezieht sich nur auf die Anstiegszeit des Signals, nicht auf dessen Frequenz oder Taktrate.

Oszilloskop Bandbreite Berechnen

Abb. 5: Tabelle zur Berechnung der Oszilloskopbandbreite BW (band width) mit den Parametern für die Genauigkeit der Messung und fKnee  zur Messung von Flankensteilheiten

Ein Beispiel: Mit einem Oszilloskop mit Gaußscher Frequenzcharakteristik soll ein Signal mit einer Anstiegszeit von 1 ns mit einer Genauigkeit von 3 % gemessen werden. Mit fKnee = 0,5 / 1ns und dem Tabellenwert für die BW = 1,9 * fKnee ergibt dies eine Bandbreite von 950 MHz. Demnach wählt man ein Scope mit einer Bandbreite von 1 GHz. Die Taktrate des digitalen Signals, ob 100 oder 500 MHz, ist hierbei nicht relevant; die Anstiegszeit bestimmt die erforderliche Bandbreite.


3. Abtastrate / Sample Rate

Die Abtastrate (Sa/s, Samples per Second) ist die Frequenz, mit welcher der A/D-Wandler die analogen Signal-Eingangswerte in digitale Daten umwandelt. Das Oszilloskop tastet das Eingangssignal ab, nachdem Dämpfung, Verstärkung bzw. Filterung auf den analogen Eingangspfad angewandt wurde. Je höher die Abtatsrate, desto besser ist die zeitliche Auflösung und damit die im Signalverlauf erkennbaren Details. Das sog. Nyquist-Abtasttheorem erklärt das Verhältnis zwischen der Abtastrate und der Frequenz des gemessenen Signals. Demnach muss die Sample-Rate fs mindestens doppelt so groß sein wie die höchste zu untersuchende Frequenzkomponente im gemessenen Signal (auch Nyquist-Frequenz genannt), um es eindeutig darzustellen.

Die sog. Echtzeit-Abtastung ist ein idealer Abtastmodus für Signale, deren Frequenzbereich kleiner ist als die Hälfte der maximalen Abtastrate des Oszilloskops, um z. B. schnelle, einmalige, transiente Signale zu erfassen.

Abtastrate analog und digital

4. Kanalanzahl

Die meisten Oszilloskope können mehrere Signale gleichzeitig messen und auf dem Bildschirm darstellen. Jedes einzelne Signal, das von einem Oszilloskop erfasst wird, wird in einen separaten Kanal eingespeist. Üblich sind Modelle mit zwei, vier oder auch acht Kanälen für analoge Signale.

Mixed-Signal-Oszilloskope (MSO) verfügen zusätzlich über i. d. R. acht oder 16 Digitaleingänge für eine Darstellung und Analyse von zueinander zeitkorrelierten analogen und digitalen Signalen. Als Logikanalysator können diese Kanäle Digitalsignale – auch serielle – dekodieren und entsprechend der Norm im passenden Maskenfeld anzeigen. Signalanomalien und Fehler lassen sich so gut erkennen.


5. Signalerfassungsrate

Die Signalerfassungsrate gibt an, wie oft das komplette dargestellte Signal bzw. ein Signalausschnitt pro Sekunde erfasst wird (Angabe in wfms/s, Waveforms per Second). Die Anzahl der Erfassungen ist u. a. abhängig von der eingestellten zeitlichen Auflösung (Sekunden pro Skalenteil, z. B. ns/div) sowie von der Speichertiefe, um die erfassten Signalsequenzen abzuspeichern. Ein Oszilloskop benötigt nach jedem Abtastdurchlauf eines eingehenden Signales eine Zeit X, um die Daten zu verarbeiten (Speicherung und Darstellung auf dem Bildschirm). Je kürzer diese Verarbeitungszeit (Totzeit) ist, desto schneller tastet das Oszilloskop ein Signal erneut ab und kann so z. B. auch sporadische Signalanomalien schneller erfassen (vgl. Abb. 6).

Bei mehrkanaligen Oszilloskopen können sich die Abtastrate und Signalerfassungsrate verringern, wenn mehrere Kanäle im Einsatz sind. Dies hängt davon ab, wie der interne Speicherprozess realisiert wird. Oft passen sich die Abtast- und Signalerfassungsrate automatisch den Speicherverhältnissen an.

Signalerfassungsrate und Speichertiefe Oszilloskop

Abb. 6: Abtastrate, Signalerfassungsrate und Speichertiefe hängen miteinander zusammen. Signalanomalien können bei zu geringer Signalerfassungsrate (wfs/s) verborgen bleiben.


6. Speichertiefe

Die Anzahl der Abtastungen ist durch die Speichertiefe begrenzt: Um die maximale Abtastrate für einen längeren Zeitbereich nutzen zu können, ist ein tiefer Speicher notwendig. Der Speicherbedarf berechnet sich nach einer einfachen Formel, basierend auf der längsten, benötigten Zeitbereichseinstellung und der maximalen Abtastrate, mit der Sie ein Signal aufzeichnen möchten: Speichertiefe = Aufzeichnungsdauer * Abtastrate. Dies gilt allerdings nur, wenn jeder Eingangskanal des Oszilloskops die gleiche Speichertiefe besitzt. Die Aufzeichnungsdauer ist i. d. R. einstellbar, um eine optimale und detailgetreue Erfassung von Signalen zu erreichen.                                           

Hinweis: Bei sporadischen Signalereignissen ist es von Vorteil, wenn man einen möglichst tiefen Speicher und eine hohe Signalerfassungsrate hat, um möglichst viele Signalsequenzen abspeichern zu können.


7. Vertikale Auflösung

Die vertikale Auflösung eines digitalen Oszilloskops gibt an, mit welcher Genauigkeit der A/D-Wandler die Eingangsspannung in digitale Werte umwandelt. Üblich sind acht bis 16 Bit.

Beispiel: Ein Oszilloskop mit einer Auflösung von 10 Bit erreicht 1024 Messpunkte in der Vertikalen. Bei der Einstellung „1 Volt pro Skalenteil“ mit 10 Bildschirm-Skalenteilen in y-Richtung können 10 Volt („Vollausschlag“) gemessen werden. Bei einer Auflösung des A/D-Wandlers von 1024 Punkten bedeutet dies, dass jeweils im Abstand von 9,76 mV auf dem Bildschirm ein Messpunkt gesetzt wird. Bei modernen Oszilloskopen mit 16 Bit Auflösung erfolgen die Messpunkte im obigen Beispiel sogar alle 0,153 mV.

Die effektive Amplitudenauflösung lässt sich bei einigen Oszilloskopen auch durch digitale Berechnungsmethoden erhöhen, z. B. im High-Resolution-Erfassungsmodus (Hi-Res-Modus, HD-Modus).

Vertikale Auflösung beim Oszilloskop

8. Anschlüsse (Schnittstellen)

Die Auswertung Ihrer Messergebnisse ist ebenso wichtig wie der effiziente Informationsaustausch und die zuverlässige Dokumentation. Die Konnektivität Ihres Oszilloskops, z. B. über USB, RS-232, LAN, WLAN oder Bluetooth, ermöglicht erweiterte Analysefunktionen und vereinfacht die Dokumentation und den Austausch von Ergebnissen. Zudem lassen sich Ihre Messgeräte über entsprechende Schnittstellen in Netzwerke einbinden und webbasiert fernsteuern.


9. Triggerfunktionen

Trigger dienen dazu, sich wiederholende Signale auf dem Bildschirm zu stabilisieren, Einzelschuss-Signale zu erfassen oder einen bestimmten Punkt einer Erfassung zu markieren. Die Triggerfunktionen eines Oszilloskops synchronisieren heirfür die horizontale Ablenkung am richtigen Signalpunkt, was für eine klare Signalcharakterisierung entscheidend sein kann.


10. Erweiterungsoptionen

Ihr Oszilloskop sollte auch zukünftige, sich ändernde Messanforderungen erfüllen können, um wirtschaftlich zu sein. Entsprechende Oszilloskope ermöglichen u. a. die nachträgliche Erweiterung der Kanalanzahl, Bandbreite oder Speichertiefe. Durch Software-Optionen, z. B. Mathematikfunktionen, FFT (Fast Fourier Transformation) oder Masken für Standard-Übertragungsprotokolle, können anwendungsspezifische Messfunktionen hinzugefügt und die Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Gerätes erweitert werden: z. B. durch ein integriertes Digitalvoltmeter, Frequenzmesser, Powermeter, Arbiträr-Funktionsgenerator oder Spektrumanalysator. Oszilloskope können zudem durch eine umfassende Auswahl an Tastköpfen, Stromzangen, und Anwendungsmodulen ergänzt werden.


FAQ Oszilloskope

Welche Kriterien sollte ich beim Kauf
eines Oszilloskops beachten?

  • Welche Signalerfassungsrate wird benötigt?
  • Welche Speichertiefe sollte mein Oszilloskop haben?
  • Welche Schnittstellen brauche ich?  (USB / LAN / GPIB, Wireless LAN, Ethernet etc.)
  • Welche Software-Optionen für weiterführende Messungen benötige ich? (z. B. Protokolldekodierung, FFT usw.)
  • Benötige ich weiteres Messzubehör wie Tastköpfe, Dämpfungsglieder oder Stromzangen?
  • Welche Erweiterungen sind für Folgeprojekte interessant?
  • Welcher Gerätetyp ist geeignet?
  • Welche Bandbreite benötige ich für meine Messung? (in MHz / GHz)
  • Welche Spannungsempfindlichkeit (y-Achse) und welche Zeitauflösung (x-Achse) sind erforderlich?
  • Wie viele Kanäle brauche ich für meine Messaufgabe? (beispielsweise 2, 4 oder 8)
  • Benötige ich auch digitale Eingänge? (8 bzw. 16 Kanäle oder mehr)
  • Welche Abtastrate (Sample Rate) muss mein Oszilloskop haben?

Oszilloskop-Arten

Eine kleine Einführung:
die unterschiedlichen Oszilloskop-Arten.

Digitale Oszilloskope werden in Digital-Speicheroszilloskope (DSO), Digital-Phosphor-Oszilloskope (DPO), Mixed-Signal-Oszilloskope (MSO) und Digital-Sampling-Oszilloskope unterteilt.

DSO Oszilloskope Screen

Digital-Speicher-Oszilloskop DSO

Das Digital-Speicheroszilloskop beschreibt ein konventionelles digitales Oszilloskop. Es ermöglicht das Erfassen und Darstellen von einmaligen Ereignissen, sog. Transienten. Hierfür nutzen DSO eine serielle Verarbeitungsarchitektur. Die Signale können auf dem Oszilloskop selbst oder auf einem externen PC dokumentiert und analysiert werden. Ein DSO bietet permanente Signalspeicherung und umfassende Signalverarbeitung.

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Mixed-Signal-Oszilloskop MSO

Das Mixed-Signal-Oszilloskop kombiniert die Mess- und Analysefunktionen eines DPO mit den Grundfunktionen eines 16-Kanal-Logikanalysators, einschließlich der Dekodierung und Triggerung paralleler sowie serieller Busprotokolle. Die Digitalkanäle des MSO ermitteln mithilfe einer Schwellenwert-Spannung, ob der Signalpegel logisch hoch oder logisch nierdrig ist, so wie ein digitaler Schaltkreis das Signal erkennt. Mit seiner leistungsfähigen Digital-Triggerung, der hochauflösenden Erfassung und den Analysewerkzeugen ist das MSO ideal für die schnelle Fehlersuche in digitalen Schaltungen geeignet, indem es sowohl die analoge als auch die digitale Signaldarstellung analysiert.

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MSO Screen

Digital-Phosphor-Oszilloskop DPO

Digital-Phosphor-Oszilloskope wenden eine parallele Verarbeitungsarchitektur mit hohen Signalerfassungsraten an, um ein Signal darzustellen und zu analysieren. Mit ihren Fähigkeiten können Signale exakt rekonstruiert werden kann. Im Vergleich zu einem DSO können DPO transiente Ereignisse in digitalen Systemen, z. B. Runt-Impulse, Glitches oder Flankenfehler, besser erkennen und bieten zudem erweiterte Analysemöglichkeiten.

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Mixed-Domain-Oszilloskop MDO

Ein Mixed-Domain-Oszilloskop kombiniert ein MSO oder DPO mit den Fähigkeiten eines Spektrumanalysators. Es bietet eine zeitkorrelierte Darstellung von Protokoll-, State Logic-, Analog- und HF-Signalen innerhalb eines eingebetteten Systems und beschleunigt so die Fehlersuche signifikant. Zudem reduziert es Messunsicherheiten bei bereichsübergreifenden Ereignissen. Lässt sich die Zeitverzögerung zwischen einem Mikroprozessor-Befehl und einem HF-Ereignis innerhalb eines Systems nachvollziehen, vereinfacht dies die Testkonfiguration und ermöglicht komplexe Labormessungen.

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MDO Screen
Oszilloskop Sampling

Digital-Sampling-Oszilloskop

Bei der Architektur eines Digital-Sampling-Oszilloskops sind die Positionen von Dämpfer bzw. Verstärker und Sampling-Brücke im Vergleich zur DSO-/DPO-Architektur vertauscht. Das Eingangssignal wird demnach vor der Dämpfung/Verstärkung abgetastet und auf eine niedrigere Frequenz konvertiert. Dadurch ergibt sich ein Messgereät mit einer sehr hohen Bandbreite. Der Nachteil ist ein eingeschränkter Dynamikbereich des Sampling-Oszilloskops. Zudem können vor der Sampling-Brücke keine Schutzdioden eingesetzt werden, da dies die Bandbreite beschränken würde, wodurch sich die sichere Eingangsspannung eines Sampling-Oszilloskops auf etwa 3 V reduziert gegenüber 500 V bei anderen Oszilloskop-Arten.

Die Äquivalentzeit-Abtastmethode der Digital-Sampling-Oszilloskop eignet sich ideal für die präzise Erfassung hochfrequenter, repetitiver Signale, deren Frequenzanteile wesentlich höher sind als die Abtastrate des Oszilloskops.

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Abtastmethoden

Digital-Oszilloskop:
Abtastmethoden (Sampling-Methoden).

Bei der Abtastung wird ein Teil des Eingangssignals in eine Reihe diskreter elektrischer Werte umgewandelt. Der Wert der dargestellten Abtastpunkte entspricht der Amplitude des Eingangssignals zum Zeitpunkt der Abtastung. Jede Momentaufnahme entspricht folglich einem bestimmten Zeitpunkt im Signal. Beim digitalen Oszilloskop wird eine Reihe von Abtastpunkten mit der gemessenen Amplitude auf der vertikalen Achse und der Zeit auf der horizontalen Achse angezeigt und so das Eingangssignal rekonstruiert. Man unterscheidet zwischen Echtzeit-Oszilloskop und Äquivalentzeit-Oszilloskop (Sampling-Oszilloskop). Bei einigen Oszilloskopen kann die Abtastmethode auch ausgewählt werden: Echtzeit-Abtastung oder Äquivalentzeit-Abtastung.

Äquivalentzeit-Abtastmethode

Bei hochfrequenten Signalen können DSO oder DOP während eines Ablenkvorgangs u. U. nicht genügend Abtastpunkte erfassen. Die Äquivalentzeit-Abtastung eines Digital-Sampling-Oszilloskops ermöglicht die exakte Erfassung von Signalen, deren Frequenzanteile wesentlich schneller sind als die Abtastrate des Oszilloskops. Hierbei können repetitive Signale rekonstruiert werden, indem bei jeder Wiederholung ein kleiner Informationsanteil erfasst wird.

Es gibt zwei Arten von Äquivalentzeit-Abtastmethoden: zufällig und sequenziell. Beide Methoden setzen ein repetitives Eingangssignal voraus. Bei der zufälligen Äquivalentzeit-Abtastung erfolgt die Abtastung asynchron zum Eingangssignal und Signal-Trigger. Dies ermöglicht die Darstellung des Eingangssignals vor dem Trigger-Punkt; externe Vortrigger-Signale oder Verzögerungsleitungen sind nicht erforderlich. Bei der sequenziellen Äquivalentzeit-Abtastung wird eine einzelne Abtastung für jeden erkannten Trigger nach einer definierten Zeitverzögerung durchgeführt. Tritt der nächste Trigger auf, wird diese Verzögerung jeweils vergößert. Die sequenzielle Äquivalentzeit-Abtastung bietet eine wesentlich höhere zeitliche Auflösung und Genauigkeit.

Echtzeit-Abtastmethode

Die Echtzeit-Abtastung eignet sich ideal für Signale, deren Frequenzbereich kleiner ist als die Hälfte der maximalen Abtastrate des Oszilloskops. Mit einem Echtzeit-Oszilloskop lassen sich auch einmalige oder sporadisch auftretende, transiente Signale erfassen. Hierzu ist eine sehr hohe Abtastrate erforderlich. Bei einer Unterabtastung können die hochfrequenten Anteile in eine niedrigere Frequenz „gefaltet“ werden und in der Darstellung Aliasing-Effekte verursachen. Zudem erfordert die Echtzeit-Abtastung eine hohe Speichertiefe, um die Signale nach der Digitalisierung zu speichern.  


Spezielle Oszilloskope

Spezielle Labor-Oszilloskope.

USB Oszilloskope

USB-Oszilloskope

USB-Digitaloszilloskope, z. B. von der Firma Pico Technology, erfordern eine USB-Verbindung zu einem externen PC sowie zugehörige Software-Anwendungen, um das Oszilloskop zu steuern und Messkurven darzustellen. Die Geräte, quasi das Front-End konventioneller  Laboroszilloskope, sind besonders leicht und kompakt und daher ideal für den mobilen Einsatz und Servicebereich geeignet. Am Markt sind USB-Sampling-Oszilloskope sowie USB-Echtzeit-Oszilloskope verfügbar.

>>> USB-Oszilloskope

Sampler-extended Real-Time Oszilloskope

Sampler-extended Real-Time Oszilloskope (SXRTO) kombinieren die Vorteile der Echtzeit- und Äquivalentzeit-Abtastung mit einer hohen Bandbreite. Die SXRTO-Architektur nutzt zwei voneinander unabhängige zyklische Vorgänge: Wird eine Abtastfolge durch ein Trigger-Ereignis ausgelöst, nimmt das Oszilloskop so viele Abtastungen wie möglich vor. Das Oszilloskop misst das Zeitintervall zwischen Trigger-Zeitpunkt und dem ersten Abtastzeitpunkt. Alle folgenden Abtastzeitpunkte sind bestimmt durch den internen Abtastgenerator. Wiederholt sich ein Trigger-Ereignis, so beginnt die Abfolge von neuem. Da das Auftreten des Trigger-Ereignisses und der Abtastgenerator unabhängig voneinander sind – also nicht zeitkorreliert – erfolgt eine Abtastsequenz zu unterschiedlichen Zeitpunkten bezogen auf den Trigger. Durch das Messen der Zeitintervalle lassen sich die einzelnen Abtastwerte jeder Abtastsequenz auf der Zeitachse exakt zuordnen. Diese Art der Signalabtastung (= Random Sampling) führt zu einer sehr hohen äquivalenten Abtastrate im Terasample-Bereich.

>>> PicoScope 9000-Serie

Sampler Extended Oszilloskope
PXI Oszilloskope von NI

Modulare PXI Messtechnik von NI

Das PXI-Testsystem von NI umfasst leistungsstarke, modulare Messgeräte und Input/Output-Module, die über spezielle Software- und Synchronisierungsfunktionen verfügen. Das System eignet sich besonders für Testapplikationen mit hoher Kanalzahl, für Produktionstests in der automatisierten Fertigung und zur Gerätevalidierung. Ein PXI-System besteht aus drei Hardware-Komponenten: Chassis, Controller und periphere Module. Das NI-Portfolio umfasst über 600 PXI-Module für die Datenerfassung, Steuerung und Regelung, darunter auch modulare Messgeräte wie Oszilloskope. Die Oszilloskop-Module lassen sich in die PXI Hardware-Plattform integrieren und ersetzen herkömmliche Tischgeräte. PXI-Oszilloskope sind flexibel einsetzbare, softwaredefinierte Messgeräte. Sie bieten Anwendern die Vorteile der leistungsstarken, skalierbaren PXI-Plattform nach Industriestandard. Über die PXI-Plattform können mehrere Oszilloskope mit anderen Messgeräten bei einer Genauigkeit im Pikosekundenbereich synchronisiert werden.

>>> PXI Module


Was möchten Sie als nächstes tun?