Mýty o osciloskopoch

Čo všetko ste počuli o parametroch osciloskopov a nemusí to byť pravda
Ak sa chystáte kúpiť si nový osciloskop, odporúčame vám prečítať si náš technický seriál, Rady a tipy pri výbere osciloskopu. Technický seriál poskytuje budúcemu užívateľovi osciloskopu určitý nadhľad pri výbere nového prístroja. Upozorňuje na obmedzenia a úskalia, ktoré zostávajú často skrytá.

Mýty o osciloskopoch

Na trhu s osciloskopmi sú v súčasnosti traja hlavní hráči s dlhoročnou tradíciou a skúsenosťami v tejto oblasti. Sú nimi americké firmy Agilent, LeCroy a Tektronix, ktoré vo svojom sortimente majú osciloskopy od základných modelov až po high-end modely so šírkou pásma v radoch desiatok GHz.

Pri výbere nového osciloskopu od renomovaného výrobcu sa možno ale často stretnúť s javom, kedy zákazník verí svojej obľúbenej značke natoľko, že už prestal „byť v strehu“ a vlastne ani veľmi neskúma, aké sú skutočné parametre prístroja a jeho funkčnosť, pretože ho ani nenapadne, že by si výrobca mohol dovoliť použiť nejaké kompromisy či triky. Často si vytvorí prvý dojem podľa zvýraznených najlákavejších parametrov a hesiel v produktovej brožúre k osciloskopu, ktoré sú vytrhnuté z kontextu, zatiaľ čo súvisiace obmedzenia zostávajú jeho zraku skryté hlboko v niekoľkostranových detailných technických špecifikáciách osciloskopu, ak sú vôbec niekde jednoznačne uvedené. Potom sa ľahko stane, že zákazník objaví tieto obmedzenia, až keď so svojím novým osciloskopom začne naozaj pracovať.

Nekladieme si tu za cieľ hodnotiť, ktorá značka je alebo nie je najlepšia, ale upozorniť na časté obmedzenia a úskalia, ktoré nemusia byť na prvý pohľad zrejmé, a poskytnúť budúcemu užívateľovi určitý nadhľad pri výbere nového osciloskopu. Aby sme sa nezaoberali touto problematikou len v teoretickej rovine, pozrieme si základné parametre troch porovnateľných 1GHz osciloskopov so štyrmi analógovými a šestnástimi digitálnymi kanálmi od vyššie uvedených výrobcov, ktoré si v praxi konkurujú najčastejšie. Týmito osciloskopmi sú Agilent MSO 7104B, LeCroy WaveSurfer MSO104MXs-B a Tektronix MSO4104B. Osciloskopy sú porovnateľné svojimi parametrami i cenou.

V prvom rade sa zamerajme na vzorkovaciu rýchlosť vzhľadom na analógovú šírku pásma osciloskopu, ktorá je pri všetkých modeloch rovnaká, a to 1 GHz. Osciloskop Agilent ponúka maximálnu vzorkovaciu rýchlosť 4 GS/s. To ale platí len pri dvojkanálovom režime pri využití prekladania (interleaving) – zlúčení dvojíc kanálov. Pri vypoužití všetkých štyroch kanálov je maximálna vzorkovacia rýchlosť polovičná – teda iba 2 GS/s, čo je pre 1GHz osciloskop už na samotnej hranici Nyquistovej vzorkovacej podmienky. Znamená to, že na jednu periódu 1GHz signálu pripadajú len dve vzorky. Pri osciloskope LeCroy je využitý tiež princíp prekladania, ale príslušné vzorkovacie rýchlosti sú 2,5-krát vyššie, teda 10 GS/s pri dvoch aktívnych kanáloch a 5 GS/s pri štyroch aktívnych kanáloch. Osciloskop Tektronix princípu prekladania nevyužíva a má vzorkovaciu rýchlosť maximálne 5 GS/s bez ohľadu na počet aktívnych kanálov.

Ďalej sa zaoberajme veľkosťou rýchlej akvizičnej pamäte, ktorá je jednou z najdrahších častí osciloskopu, pretože ide o statickú pamäť RAM. Osciloskop Agilent má 4 Mpts na každý kanál, resp. 8 Mpts na kanál pri dvojkanálovom režime, zatiaľ čo LeCroy má pamäť 4-krát väčšiu, teda 16 Mpts na všetkých štyroch kanáloch a 32 Mpts na kanál v dvojkanálovom režime. Tektronix má maximálne 20 Mpts na kanál bez ohľadu na počet aktívnych kanálov.

Zďaleka najzaujímavejšie je ale porovnanie vlastností logického analyzátora a predovšetkým toho, ako jeho použitie ovplyvní samotný osciloskop. Osciloskop Agilent ponúka akvizičnú pamäť 8 Mpts na digitálny kanál pri použití jednej skupiny ôsmich digitálnych kanálov, resp. 4 Mpts na kanál pri použití všetkých šestnástich digitálnych kanálov. To ale platí len, ak sú všetky analógové kanály vypnuté. Pri zapnutých analógových kanáloch môže logický analyzátor využívať len 2,5 Mpts na digitálny kanál pri použití jednej skupiny ôsmich digitálnych kanálov a 1,25 Mpts na kanál pri použití všetkých šestnástich digitálnych kanálov. Pri osciloskopoch LeCroy je k dispozícii 10 Mpts na každý digitálny kanál vždy. Rovnako pri osciloskope Tektronix je pamäť 20 Mpts na kanál vždy bez ohľadu na to, či sú alebo nie sú používané analógové kanály osciloskopu.

Často je dnes na osciloskopoch využívaná možnosť dekódovania sériových zberníc. Pozrime sa preto, ako vyzerá dekódovanie zbernice I2C na osciloskope Agilent, Tektronix a LeCroy v praxi. Osciloskop Agilent nevyznačuje v čase v signále konkrétne jednotlivé časti rámca – štart, adresa, dáta, acknowledge (obr. 1). Tektronix už vie detailnejšie vyznačiť časti rámca (obr. 2). LeCroy zobrazuje dekódovanie priamo v meranom signále tak, že je vidieť do najmenších detailov presné umiestnenie jednotlivých prvkov rámca (obr. 3), a teda je možné veľmi ľahko identifikovať prípadnú chybu na fyzickej vrstve zbernice. A ktorá z reprezentácií dekódovania zbernice sa najviac páči vám?

Na záver ešte spomeňme, že osciloskop LeCroy ako jediný z uvedených zástupcov disponuje dotykovou obrazovkou na intuitívne ovládanie a nástrojom na automatické generovanie protokolov z meraní s uložením súboru nameraných časových priebehov, vlastných po známok a nastavení osciloskopu.

Obr. 1 Dekódovanie zbernice I2C na osciloskope Agilent MSO7104B

Obr. 2 Dekódovanie zbernice I2C na osciloskope Tektronix MSO4104B

Obr. 3 Dekódovanie zbernice I2C na osciloskope LeCroy WaveSurfer 104MXs-B

Ak sa chystáte kúpiť si nový osciloskop, odporúčame vám prečítať si náš technický seriál, Rady a tipy pri výbere osciloskopu. Technický seriál poskytuje budúcemu užívateľovi osciloskopu určitý nadhľad pri výbere nového prístroja. Upozorňuje na obmedzenia a úskalia, ktoré zostávajú často skrytá.

Dokumenty ku stiahnutiu

Osciloskopy radu Teledyne LeCroy HDO8000

Osemkanálové osciloskopy Teledyne LeCroy radu HDO8000 so šírkou pásma od 350 MHz do 1 GHz s dvanásťbitovými AD prevodníkmi pracujúcimi na frekvencii 2,5 GHz.

12-bitové osciloskopy Teledyne LeCroy HDO4000 a HDO4000-MS

12-bitové štvorkanálové a dvojkanálové digitálne osciloskopy Teledyne LeCroy so šírkou pásma 200 MHz až 1 GHz, pamäťou až 50 M na kanál, vzorkovaním 2,5 GSa/s a možnosťou rozšírenia o interný 16-kanálový logický analyzátor.

Osciloskopy Teledyne LeCroy HDO6000B a HDO6000B-MS

Digitálne osciloskopy s rozlíšením 12 bitov, šírkou pásma 350 MHz do 1 GHz, pamäťou až 250 MS na kanál, vzorkovaním 10 GSa.

Osciloskop Teledyne LeCroy HDO 9000

Veľmi rýchle štviorkanálové digitálne osciloskopy radu HDO 9000 so šírkou pásma 1 GHz až 4 GHz, pamäťou až 128 Mpts na kanál a rýchlosťou vzorkovania až 40 GS/s. Poskytujú výnimočnú vernosť signálu s 10-bitovým rozlíšením.

Osciloskop Teledyne LeCroy radu WavePro HD

Osciloskopy radu Teledyne Lecroy WavePro HD s prevodom 12-bitov a technológiou HD4096 a šírkou pásma až 8 GHz.

Teledyne LeCroy WaveSurfer 4000HD

Osciloskop WaveSurfer 4000HD s technológiou vysokého rozlíšenia (HDO), je prvý vo svojej triede, ktorý má vždy 12-bitový vertikálne rozlíšenie a zobrazuje čisté, ostré krivky na jasnom 12,1 "dotykovom displeji

Osciloskopy Teledyne LeCroy HDO6000B a HDO6000B-MS

Digitálne osciloskopy s rozlíšením 12 bitov, šírkou pásma 350 MHz do 1 GHz, pamäťou až 250 MS na kanál, vzorkovaním 10 GSa.