Kombination von Oszilloskop und Spektrumanalysator

28. September 2011 – Tektronix stellt mit den neuen Mixed-Domain-Oszilloskopen (MDO) eine Lösung vor, welche die Funktionalitäten eines Oszilloskops und eines Spektrumanalysators in einem einzigen Gerät vereint. Die neue MDO4000-Serie bietet die einzigartige Möglichkeit, zeitkorrelierte analoge, digitale und HF-Signale zu erfassen und damit ein Bild vom dem gesamten System zu erhalten, so dass komplexe Probleme bei der Entwicklung schnell behoben werden können.

Über 60 Prozent der Oszilloskop-Benutzer verwenden zusätzlich einen Spektrumanalysator zur Behebung von Störungen bei embedded Systemen mit integrierten drahtlosen Funktionen. Dies hat zur Folge, dass sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich gearbeitet werden muss. Bislang haben die meisten Entwicklungsingenieure entweder mit gemischten/digitalen Signalen oder mit HF-Signalen gearbeitet. Da aber die Funktechnologien immer mehr die Überhand gewinnen, müssen Entwicklungsingenieure oftmals in beiden Bereichen arbeiten. Die MDO4000-Serie ist das erste Oszilloskop mit integrierten Spektrumanalysator-Funktionen und stellt damit ein einzigartiges Instrument bereit, mit dem sich die Debug-Zeiten deutlich verkürzen lassen.

„Wir sind davon überzeugt, dass die MDO4000-Serie das revolutionärste Produkt ist, das auf dem Oszilloskop-Markt seit den letzten 20 Jahren erschienen ist und das zum ersten Mal die Grenzen zwischen Zeit- und Frequenzbereichen überschreitet“, erklärt Roy Siegel, General Manager im Bereich Oszilloskope bei Tektronix. „Es sorgt für grundlegende Veränderungen in allem, was mit dem Debuggen von HF-Designs verbunden ist und wo Ereignisse im Frequenzbereich mit den Phänomenen im Zeitbereich, die sie verursachten, korreliert werden müssen. Wir rechnen damit, dass sich das Mixed-Domain-Oszilloskop – ähnlich dem Mixed-Signal-Oszilloskop, das zum Standard für Embedded-Design-Tests wurde – zum neuen Standard bei Designs entwickelt, die immer mehr HF-Funktionen umfassen.“

Das MDO4000 bietet weit mehr Funktionen als ein typischer Spektrumanalysator, da es die Erfassung zeitkorrelierter analoger, digitaler und HF-Signale über 4 analoge und 16 digitale Kanäle sowie einen HF-Kanal ermöglicht. Der HF-Eingangsfrequenzbereich erstreckt sich auf bis zu maximal 6 GHz und bietet mit einer Erfassungsbandbreite von ≥ 1 GHz bei allen Mittenfrequenzen eine hundert Mal größere Bandbreite als herkömmliche Spektrumanalysatoren. Auf einem Display werden sogar bis zu 4 dekodierte serielle und/oder parallele Busse gleichzeitig dargestellt. Aufgrund dieser zeitlichen Korrelation zwischen den Bereichen lassen sich exakte Timing-Messungen vornehmen, um Verzögerungen und Wartezeiten zwischen Befehls-/Steuerereignissen im Entwurf sowie Änderungen im HF-Spektrum zu verstehen. Zum Beispiel, erweist sich nun die Anzeige des Spektrums eines Einschaltvorgangs einer PLL oder eines VCOs oder die Messung von Übergangseigenschaften eines Frequency-Hopping-Signals als eine einfache Aufgabe. Das Aufspüren der Quelle intermittierender, vom Gerätezustand abhängiger EMI-Störungen ist zudem so einfach wie nie zuvor – dank der Fähigkeit des MDO4000s, eine vollständige zeitkorrelierte Systemansicht in beiden Bereichen bereitzustellen – was mit der bisherigen Testausrüstung von heute einfach nicht möglich ist.

Außerdem ermöglicht das MDO4000 den Entwicklern zum ersten Mal das HF-Spektrum eines Signals zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines langen Erfassungszeitraums anzuzeigen, um die Veränderung des Spektrums über die Zeit oder mit dem Gerätezustand darzustellen. Eine einfache Verschiebung des einzigartigen und zum Patent angemeldeten „Spectrum Time“ entlang dem Zeiterfassungsbereich erlaubt den Entwicklern das HF-Spektrum für jeden beliebigen Erfassungspunkt zu sehen, wobei die analogen, digitalen und/oder dekodierten Busse simultan und zum gleichen Zeitpunkt dargestellt werden.

Genauso wird anhand von HF-Zeitbereichsdarstellungen gezeigt, wie sich die Amplitude, die Frequenz oder die Phase des HF-Eingangssignals relativ zur Zeit ändert. Damit lassen sich die Übergänge von Frequenzsprüngen, deren Einschwingzeiten und die zeitlichen Bezüge der HF-Ereignisse relativ zu anderen Systemkomponenten und Vorgängen leicht charakterisieren. Der HF-Zeitbereich wird im selben Fenster dargestellt wie die dekodierten Signale analoger, digitaler und serieller/paralleler Busse, sodass der Benutzer sofort Einblick in den Gerätebetrieb erhalten kann.

Neben dem gewöhnlichen HF-Leistungspegel-Trigger bietet ein optionales Modul (MDO4TRIG) mit zusätzlichen Trigger-Arten die Möglichkeit, den HF-Leistungspegel als eine Trigger-Quelle zu nutzen, sodass man ein relevantes HF-Ereignis isoliert betrachten kann. Die Benutzer können auf einer bestimmten Pulsbreite triggern oder nach einem Timeout-Ereignis oder Runt suchen oder sogar den HF-Eingang zusammen mit den analogen und digitalen Kanälen in einem Bitmuster aufnehmen. Die Fähigkeit, unabhängig von der Signalart (analog, digital, HF oder eine Kombination davon) auf das Signal zu triggern, welches für den Benutzer von Interesse ist, stellt ein weiteres branchenweites Novum der MDO4000-Serie dar.

Neben den erstmals verfügbaren Mixed-Domain-Fähigkeiten stellt das MDO4000 alle Funktionen eines Mixed-Signal-Oszilloskops der Tektronix-Serie MSO4000B, sowie die Funktionen eines Mainstream-Spektrumanalysators bereit. Die MSO4000B-Serie bietet eine Gruppe bewährter Funktionen, die in jeder Entwicklungsphase eine schnelle Fehlerbehebung ermöglichen – von der Erkennung einer Anomalie und ihrer Erfassung, über die Suche nach dem Ereignis in der Signalaufzeichnung, bis hin zur Analyse der Eigenschaften und des Schaltungsverhaltens.

Die Oszilloskope der Serie MDO4000 sind ab 15.300 € weltweit erhältlich.