10-2018

Grundlagen gegen dient

Grundlagen gegen dient dazu, um kontinuierliche Signale mit Frequenzen weit über der Abtastfrequenz des Wandlers zu analysieren. Dabei werden Punkte verschiedener Aufnahmen, welche an unterschiedlichen Stellen des periodischen Signals abgetastet wurden, zu einer Darstellung kombiniert. Triggermodi Es gibt zwei immer vorhandene grundsätzliche Triggermodi: • Auto-Mode • Normalmodus Beide Modi unterscheiden sich lediglich dann, wenn die Bedingungen für ein Triggerereignis nicht erfüllt werden. Im Auto-Mode verwendet das Gerät zunächst die vom Benutzer eingestellte(n) Triggerbedingung(en). Gelingt das Triggern damit innerhalb einer bestimmten Zeit nicht, so wird automatisch ein asynchroner Trigger generiert, wodurch das Signal an zufälligen Zeitpunkten angezeigt wird. Dadurch kann der Benutzer sicher sein, dass überhaupt ein Signal anliegt und wie groß dieses ist. Im Normalmodus hingegen aktualisiert das Scope solange seinen Bildschirm nicht, bis die Triggerbedingungen erneut erfüllt werden. Dieser Modus ist bei einem sehr seltenen Triggerereignis von Vorteil. Synchrones Abtasten Entspricht die Abtastfrequenz genau oder annähernd dem Doppelten/Dreifachen/Vierfachen... der Signalfrequenz, spricht man Bandbreite, Samplerate und Speichertiefe - ein reales Beispiel Mit analogen Scopes hat man ein leichtes Leben. Bei digitalen Scopes muss man sich in Sachen Samplerate und Speichertiefe auskennen. Es soll ein Frame eines USB-1.1-Datensignals oszilloskopiert werden. Ein Frame dauert hier 1 ms und umfasst seriell mit 12 Mbps transportierte Daten. Zur Vereinfachung kann man annehmen, dass es gilt, ein 12-MHz-Rechtecksignal 1 ms lang aufzunehmen. von synchronem Sampling. Dabei wird immer genau an den selben Stellen (Phasenlagen) oder nur schleichend sich in der Phasenlage verändernd abgetastet. Dabei kann es zu einer Signaldarstellung kommen, die wirkt, als wäre das Signal moduliert, s. oben im Aufmacherbild. Das mit 1 GS/s abgetastete Signal wurde in der Frequenz erhöht, bis sich der Effekt zeigte. Er war bei rund 400 MHz am ausgeprägtesten, trat also bei 2,5-facher Samplerate auf. Die „Modulationsfrequenz” beträgt etwa 500 kHz. Die FFT zeigt jedoch, dass hier nicht moduliert wird, es gibt keine Seitenbänder. Interpolation Die Sin(x)/x-Interpolation funktioniert hervorragend bei sinusförmigen Signalen. Doch bei Signalen mit steilen Flanken kann sie Probleme verursachen. Was zu vermuten ist, trifft zu: Eine steile Flanke wird unerwartet stark verschliffen. In [1] wird dies bewiesen durch den Vergleich des Ergebnisses des Sinus-Interpolators im Oszilloskop mit dem zugrundeliegenden Rechteckimpuls mit steiler Flanke. In solchen Fällen zeigt sich der lineare Interpolator überlegen. Arbeitsrichtlinien In [1] finden sich folgende Richtlinien für die Praxis: • Halte die Samperate so hoch wie möglich. • Starte die Analyse weitgehend unbekannter Signale bei minimaler Zeiteinheit/div. • Erhöhe dann die Zeiteinheit/div. bei Beibehaltung der höchsten Samplerate und prüfe die Signaldarstellung auf Aliasing. • Falls die Darstellung unerwartet moduliert ausfällt, dann führe eine horizontale Ausdehnung durch, um die Sample-Orte und eventuelles synchrones Sampling festzustellen. • Bei Merkwürdigkeiten an Flanken und sin(x)/x-Interpolation führe einen Vergleich mit linearer Interpolation durch. FS Bandbreite: 12 MHz sind das absolute Minimum, dabei sind die Aufnahmeverzerrungen erheblich, somit werden mindestens 50 MHz veranschlagt. Samplerate: Es werden etwa 5 Punkte pro Periode veranschlagt, somit ist eine minimale Samplerate von 60 MS/s (5 x 12 MHz) erforderlich. Speichertiefe: 60 MS/s über 1 ms bedeutet 60.000 Samples. Quellen [1] Digital oscilloscopes: When things go wrong, by Arthur Pini, EDN October 27, 2016 [2] Frank Sichla: Hochfrequenz-Messpraxis, Franzis Verlag 2007, S. 19f [3] Educational Note 1MA2 65-2d, Rohde & Schwarz, Messen mit Oszilloskopen, 2017 [4] Pico Technology: What to look for when choosing an oscilloscope, www.picotech. com/library/applicationnote/oscilloscope-tutorial [5] Fa. Rigol: Benefit of Large Memory Depth in modern Scopes [6] Oscilloscopes: Why deep memory matters, Rohde & Schwarz Application Card Bild 10: Aufnahmezyklus eines Oszilloskops [3] 60 hf-praxis 10/2018

Highspeed Current Steering Clock Oscillators Complementing the EQJF series is the EQVJF range of voltagecontrolled crystal oscillators (VCXOs) offering frequencies from 150 to 700 MHz with identical options and similar RMS phase jitter performance. Both ranges feature maximum ageing of ±3 ppm in first year (±2 ppm per year thereafter), duty cycle of 50% ±5% and rise times of 0.4 ns maximum. Additional features include start-up time of 5ms typical, 10ms maximum and output enable/disable functions. RoHS compliant, the new HCSL EQJF oscillators and EQVJF VCXOs are housed in industry standard 8-pad, 7 x 5 mm surface mount packages capable of withstanding 260 °C for 10 seconds, twice. Applications include flat panel displays for consumer TVs, video streaming systems via external cables (e.g. LDI), high speed serial communications links such as Serial ATA & Fire- Wire, SONET, xDSL, SDH, settop box and Ethernet cards. ■ Euroquartz info@euroquartz.co.uk www.euroquartz.co.uk 2G Cellular Module Offering an Easy Upgrade Path to LPWA Frequency control specialist, Euroquartz is now offering high speed current steering logic (HCSL) versions of its ultra-low phase jitter EQJF clock oscillator range. HCSL outputs deliver a less “noisy” solution compared with static logic types, a major benefit for mixed low voltage signal processing and essential in applications such as optical communications, PCI-Express and Intel chipsets etc. Offering a range of frequencies from 50 to 700 MHz with phase jitter of 150 fs typical, 300 fs maximum, this new generation of oscillators is produced in the UK and available for delivery in one to two weeks. HCSL offers the fastest switching speeds with power consumption - at 94 mA typical, 115 mA maximum - lying between LVCS and LVPECL types. EQJF series HCSL oscillators feature a choice of supply voltages - 1.8, 2.5 or 3.3 V - with frequency stability specifications of ±25, ±50 and ±100 ppm over both commercial (-10 to +70 °C) and industrial (-40 to +85 °C) temperature ranges available as standard. Tighter custom options can be supplied to special order. The Company ublox announced the SARA-G450, a cost-optimized 2G cellular module for machine-to-machine (M2M) applications, such as utility metering and tracking systems. Provided in the industry-proven SARA form factor, the SARAG450 quad-band GSM/ GPRS module lets product developers easily migrate their products to 3G, LTE, or LPWA technology to meet a broad range of environmental and technological requirements. 2G cellular technology offers reliable performance for mobile applications and broad geographical coverage. Until recently, this made it the technology of choice for machine type connectivity such as fleet management, metering and tracking. While some regions are currently phasing out their 2G network hf-praxis 10/2018 61