Mýty o osciloskopech
Co vše jste slyšeli o parametrech osciloskopů, ale nemusí to být pravda
Na trhu s osciloskopy jsou v současnosti čtyři hlavní hráči s dlouholetou tradicí a zkušenostmi v této oblasti: americké firmy Keysight (Agilent),
Teledyne LeCroy, Tektronix a evropský Rohde&Schwarz, které ve svém sortimentu mají osciloskopy od základních modelů až po high-end modely
s šířkou pásma v řádech desítek GHz.
Při výběru osciloskopu nedejte na první dojem
Při výběru nového osciloskopu od renomovaného výrobce se lze často setkat s jevem, kdy zákazník věří své oblíbené značce natolik,
že už přestane „být ve střehu“ a vlastně ani moc nezkoumá, jaké jsou skutečné parametry přístroje a jeho funkčnost, protože ho ani nenapadne,
že by si výrobce mohl dovolit použít nějaké kompromisy či triky.
Často si vytvoří první dojem podle zvýrazněných nejlákavějších parametrů a hesel v produktové brožuře k osciloskopu, které jsou vytrženy
z kontextu. Související omezení zůstávají jeho zraku skryta hluboko v několikastránkových detailních technických specifikacích
osciloskopu, pokud jsou vůbec někde jednoznačně uvedena.
Pak se lehce stane, že zákazník objeví tato omezení, až když se svým novým osciloskopem začne skutečně pracovat.
Neklademe si zde za cíl hodnotit, která značka je nebo není nejlepší, ale upozornit na častá omezení a úskalí, která nemusejí být na první pohled zřejmá,
a poskytnout budoucímu uživateli určitý nadhled při výběru nového osciloskopu.
Abychom se nezabývali touto problematikou jen v teoretické rovině, podíváme se na základní parametry tří srovnatelných 1GHz osciloskopů se čtyřmi
analogovými a šestnácti digitálními kanály od výše uvedených výrobců, které si v praxi konkurují nejčastěji.
Těmito osciloskopy jsou Agilent MSO 7104B, LeCroy WaveSurfer MSO104MXs-B a Tektronix MSO4104B. Osciloskopy jsou srovnatelné svými parametry i cenou.
V první řadě se zaměřme na vzorkovací rychlost vzhledem k analogové šířce pásma osciloskopu, která je u všech modelů stejná, a to 1 GHz.
Osciloskop Agilent nabízí maximální vzorkovací rychlost 4 GS/s.
To ale platí jen při dvoukanálovém režimu při využití prokládání (interleaving) – sloučení dvojic kanálů.
Při využití všech čtyř kanálů je maximální vzorkovací rychlost poloviční – tedy pouze 2 GS/s, což je pro 1GHz osciloskop už na samé hranici
Nyquistovy vzorkovací podmínky. Znamená to, že na jednu periodu 1GHz signálu připadají jen dva vzorky. U osciloskopu LeCroy je využit také princip
prokládání, ale příslušné vzorkovací rychlosti jsou 2,5krát vyšší, tedy 10 GS/s při dvou aktivních kanálech a 5 GS/s při čtyřech aktivních kanálech.
Osciloskop Tektronix principu prokládání nevyužívá a má vzorkovací rychlost maximálně 5 GS/s bez ohledu na počet aktivních kanálů.
Dále se zabývejme velikostí rychlé akviziční paměti, která je jednou z nejdražších částí osciloskopu, protože se jedná o statickou paměť RAM.
Osciloskop Agilent má 4 Mpts na každý kanál, resp. 8 Mpts na kanál při dvoukanálovém režimu, zatímco LeCroy má paměť 4krát větší, tedy 16 Mpts
na všech čtyřech kanálech a 32 Mpts na kanál ve dvoukanálovém režimu. Tektronix má maximálně 20 Mpts na kanál bez ohledu na počet aktivních kanálů.
Zdaleka nejzajímavější je ale porovnání vlastností logického analyzátoru a především toho, jak jeho použití ovlivní samotný osciloskop.
Osciloskop Agilent nabízí akviziční paměť 8 Mpts na digitální kanál při použití jedné skupiny osmi digitálních kanálů, resp.
4 Mpts na kanál při použití všech šestnácti digitálních kanálů. To ale platí jen, pokud jsou všechny analogové kanály vypnuté. Při zapnutých analogových
kanálech může logický analyzátor využívat jen 2,5 Mpts na digitální kanál při použití jedné skupiny osmi digitálních kanálů a 1,25 Mpts na kanál při použití
všech šestnácti digitálních kanálů. U osciloskopů LeCroy je k dispozici 10 Mpts na každý digitální kanál vždy. Stejně tak u osciloskopu Tektronix je paměť
20 Mpts na kanál vždy bez ohledu na to, jestli jsou nebo nejsou používány analogové kanály osciloskopu.
Často je dnes na osciloskopech využívána možnost dekódování sériových sběrnic. Podívejme se proto, jak vypadá dekódování sběrnice I2C na osciloskopu Agilent,
Tektronix a LeCroy v praxi. Osciloskop Agilent nevyznačuje v čase v signálu konkrétně jednotlivé části rámce – start, adresa, data, acknowledge (obr. 1).
Tektronix už umí detailněji vyznačit části rámce (obr. 2). LeCroy zobrazuje dekódování přímo v měřeném signálu tak, že je vidět do nejmenších detailů
přesné umístění jednotlivých prvků rámce (obr. 3), a je tedy možné velmi lehce identifikovat případnou chybu na fyzické vrstvě sběrnice.
A která z reprezentací dekódování sběrnice se nejvíce líbí vám?
Na závěr ještě zmiňme, že osciloskop LeCroy jako jediný z uvedených zástupců disponuje dotykovou obrazovkou pro intuitivní ovládání a nástrojem
pro automatické generování protokolů z měření s uložením souboru změřených časových průběhů, vlastních poznámek a nastavení osciloskopu.
Obr. 1 Dekódování sběrnice I2C na osciloskopu Agilent MSO7104B
Obr. 2 Dekódování sběrnice I2C na osciloskopu Tektronix MSO4104B
Obr. 3 Dekódování sběrnice I2C na osciloskopu LeCroy WaveSurfer 104MXs-B
Dotaz na další podrobnosti
Položky označené hvězdičkou (*) jsou povinné.
*Vaše údaje zpracováváme na základě oprávněného zájmu, dle našich zásad o ochraně osobních údajů.
Váš dotaz bude odeslán naším specialistům. Brzo se Vám ozveme.
Bohumil Vítovec
Telefon: +420 604 273 701- pracoviště Praha
Ing. Jaroslav Smetana
Telefon: +420 241 762 724 - pracoviště Praha
Dokumenty ke stažení
Osciloskop řady Teledyne LeCroy HDO8000A
Osmikanálové osciloskopy Teledyne LeCroy řady HDO8000A s šířkou pásma od 350 MHz do 1 GHz s dvanáctibitovými AD převodníky pracujícími na frekvenci 10 GHz.
Osciloskop Teledyne LeCroy HDO4000A a HDO4000A-MS s převodem 12 bitů
12bitové čtyřkanálové digitální osciloskopy s šířkou pásma 200 MHz až 1 GHz, pamětí až 50 M na kanál, vzorkováním 10 GSa/s a možností rozšíření o interní 16kanálový logický analyzátor.
Osciloskopy Teledyne LeCroy HDO6000B a HDO6000B-MS
Digitální osciloskopy s rozlišením 12 bitů, šířkou pásma 350 MHz až 1 GHz, pamětí až 250 MS na kanál, vzorkováním 10 GSa/s.
Osciloskop Teledyne LeCroy HDO 9000
Velmi rychlé čtyřkanálové digitální osciloskopy řady HDO 9000s šířkou pásma 1 GHz až 4 GHz, pamětí až 128 Mpts na kanál a rychlostí vzorkování až 40 GS/s. Poskytují výjimečnou věrnost signálu s 10bitovým rozlišením.
Osciloskopy Teledyne LeCroy WavePro HD
Nabízí nativní rozlišení 12bitů, nízký šum se šířkou pásma až 8 GHz při vzorkování 20GS/s. Unikátní rychlá paměť až 9G vzorků se snadnou navigací.
Osciloskop Teledyne LeCroy WaveSurfer 4000HD
Osciloskopy 200MHZ až 1GHz, vzorkování 5GS/s, paměť 25Mp/s s technologií vysokého rozlišení (HDO) s nativně 12bitovým vertikální rozlišení, CAN Bus, LIN a FlexRay, I2C, SPI, UART a RS-232 TD a Spektrální analyzátor, zabudovaný arb. generátor a rozšíření o 16.bitový log. analyzátor
Osciloskopy Teledyne LeCroy HDO6000B a HDO6000B-MS
Digitální osciloskopy s rozlišením 12 bitů, šířkou pásma 350 MHz až 1 GHz, pamětí až 250 MS na kanál, vzorkováním 10 GSa/s.