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8-2015

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Glitch zu

Messtechnik Glitch zu isolieren. Um diese Möglichkeit erfolgreich zu nutzen, ist es jedoch erforderlich, die Art des Signals im Voraus genau zu kennen. Darstellung verschiedener Signalzyklen Besitzt das Scope einen tiefen Speicher, dann ist es möglich, die mittlere Zeit, nach der ein Glitch dargestellt wird, zu reduzieren. In dem Fall wählt man eine längere Zeitbasis, um mehrere Zyklen auf einmal zu erfassen. Der große Speicher macht es möglich. Die Auflösung leidet dabei nicht. Im Beispiel gemäß Bild 3 ist die Auswirkung dargestellt, wenn die Timebase um den Faktor 10 auf 500 ns/div vergrößert wurde. Die PicoScopes besitzen große und hochauflösende Displays, und das ist hier ein wichtiger Vorteil gegenüber den verbreiteten kleinen Bildschirmen der meisten Benchtop-Instrumente, denn damit ist es möglich, mehrere Perioden in feinen Details abzubilden. Der Glitch ist zwar nun in seiner Breite auch um den Faktor 10 reduziert, aber er kann schneller erfasst und dargestellt werden. Wenn man nun den Bildschirm etwa eine Stunde lang beobachtet, dann wird wahrscheinlich einmal ein Glitch abgebildet werden. Doch bevor es möglich ist, das Scope zu stoppen, wird er wieder verschwunden sein. Jedoch stellt dies bei den PicoScope kein allzu großes Problem dar, denn bei diesen werden die Waveforms zirkulierend in einem Puffer gespeichert, sodass man nach dem Stoppen des Scopes auf Hunderte von Waveforms zurückblicken kann. Wenn das Scope also schnell genug gestoppt wird, so sollte der Glitch noch im Puffer liegen und dort zu finden sein (Bild 4). Der Persistence- Display-Modus Im Persistence Display Mode (andauernder Modus) erscheint eine große Anzahl von Waveforms auf dem Display. Doch verschiedene Methoden der Farbcodierung oder Schattenbildung machen es möglich, regelmäßig und unregelmäßig auftretende Ereignisse zu kennzeichnen und zu unterscheiden. Weiter ist es möglich, eine bestimmte Zeit festzulegen, nach der ältere Daten automatisch ausgeblendet werden. Oder diese Daten bleiben auf dem Display dargestellt, bis der Anwender sie löscht. Der Persistence-Modus hat zwei Vorteile: Er erlaubt es dem Oszilloskop, Waveforms schneller zu erfassen als die Darstellung auf dem Display erneuert werden kann und er macht es einfacher, ein transientes Ereignis, wie einen Glitch, abzubilden. Bild 5 bringt ein Beispiel. Die auffälligsten Farben (wie z.B. Rot) werden in den am dichtesten belegten Gebieten auf dem Display benutzt. Farben mit geringer Farbtemperatur, (wie z.B. Blau) hingegen werden benutzt, um transiente Ereignisse, wie Glitches und Jitter, darzustellen. Die Fangrate (Capture Rate) hängt von den Scope-Einstellungen ab. Für gewöhnlich ist sie so groß, dass tausende von Waveforms pro Sekunde erfasst werden. Noch deutlich höhere Fangraten sind mit der Betriebsart Rapid Triggering möglich. Die Display-Wiederholrate ist typisch und liefert 10...20 Updates pro Sekunde. Dies ist weniger von Bedeutung, denn jede Waveform zeigt sich über eine lange Zeit auf dem Display. Wenn die Persistence-Zeit auf unendlich eingestellt wird, dann kann man ein PicoScope über Nacht laufen lassen und dennoch sicher sein, dass es Glitches erfasst. Der Persistence Mode ermöglicht es dem Benutzer, einen Glitch zu sehen, der im Realtime Mode praktisch unsichtbar geblieben wäre. Mehr noch: Dieser Modus gibt dem Anwender auch qualitative Informationen über die Häufigkeit des Auftretens, wenn er es auch nicht ermöglicht, genau (quantitativ) festzustellen, wie oft Glitches in einer bestimmten Zeitspanne Bild 3: Ein erneutes Realtime-Display-Mode-Beispiel, diesmal mit größerer Timebase (500 ns/div, 5 μs Sweep Time). Die Fangwahrscheinlichkeit ist nun 10x20 Hz / 2 MHz = 0.01% und die mittlere Zeit, in der ein Glitch zu sehen ist, beträgt 500 ms / 0,01% = 5.000 s bzw. ca. 1,4 h Bild 4: Ein Blick in den Waveform-Puffer aufgetreten sind. Weil das Display viele Waveforms gleichzeitig erfassen muss, gelingt es leider auch nicht, ein Einzelereignis genau zu vermessen. Abschätzungen sind jedoch möglich. Durch Einsatz eines Advanced Triggers gelingt es dann oft, das Einzelereignis besser zu fassen. Zusätzliche Features und Techniken Die Oszilloskope vom Typ Pico- Scope bieten noch weitere, fortschrittliche Features, welche man nutzen kann, um in besonderen Situationen nach Glitches Ausschau zu halten. Hierzu gibt es Videos unter www.youtube. com/user/picotech. So wird das Rapid Triggering näher erklärt (Bild 6). Das Scope erfasst dabei eine schnelle Sequenz von Ereignissen mit einem minimalen Zeitbedarf (minimal Rearm Time) zwischen den Waveforms, sodass die Gefahr, einen Glitch zu verpassen, sehr klein ist. Die erfassten Ereignisse werden im Waveform-Puffer dauerhaft gespeichert und können dann untersucht werden, wenn es dem Anwender genehm ist. Mit den schnellsten PicoScopes- Modellen ist es möglich, bis zu 10.000 Waveforms innerhalb eines 10 ms dauernden Bursts zu erfassen; das ist eine durchschnittliche Rate von einer Million pro Sekunde). Besonders hilfreich zur erfolgreichen Darstellung von Einzelereignissen sind Deep Memory 26 hf-praxis 8/2015

Messtechnik EMV-Materialien aus einer Hand ● EMV- und Umwelt-Dichtungen (bis IP69k) ● verschieden dotierte Silikone+Fluorsilikone ● EMV-Fenster + Folien ● verschiedenste metallisierte Gewebe ● auch Dispensing in x-y-z Achsen Bild 5: Beispiel für die Anwendung des Persistence Display Modes. Wieder handelt es sich um ein 1-in-1-Million Event. Eingangssignal 2 MHz Rechteck, Timebase 50 ns/div, 500 ns Sweep Time, Capture Rate 10.000/s (PicoScope 5444B), Display Update Rate 10 Hz, Darstellungswahrscheinlichkeit 10 kHz / 2 MHz = 0,5%, Glitch Repetition Period 10E6 / 2 MHz = 500 ms, mittlere Zeit, um Glitch zu erkennen 500 ms / 0,5% = 100 s PicoScopes. Nur sie erlauben eine sehr hohe Auflösung kleiner Zeitintervalle, sodass Glitches auch tatsächlich auf dem Bildschirm gezeigt werden. Hinter dem Mask Limit Testing (Bild 7) steht folgendes Prinzip: Der Anwender zeichnet eine Testmaske (entweder manuell oder automatisch), und das Pico- Scope hebt die Waveforms innerhalb der Maske hervor. Der Sinn besteht darin, dass nun statt des manuellen Durchsuchens des Waveform-Puffers das Pico- Scope die gesuchte Darstellung automatisch findet. zoomen, um sie besser beurteilen zu können. Schlussbemerkungen Pico Technology empfiehlt Technikern und Ingenieuren, die Produkte mit digitalen Schaltungen entwickeln und testen, sich näher mit den Möglichkeiten der PicoScope-Serie, kurze Einzelereignisse zu erfassen, vertraut zu machen. Dies sind im Besonderen - Persistence Display Mode - Rapid Trigger Mode - Mask Limit Testing und - Math Channels Diese und andere Features können dazu dienen, die Chancen für das Auffinden von unregelmäßig erscheinenden Glitches zu erhöhen, speziell dann, wenn man nicht weiß wie steil und hoch sie sind und mit welcher Häufigkeit sie sich zeigen. Der Download von Datenblättern dieser Scopes, von Hardwareund Software-Users-Guides, von Programmers Guides und von Software Development Kits ist von www.picotech.com möglich. EMV-Dichtungen Interessant sind auch die Math Channels (Bild 8). Sie wurden eingerichtet, weil das Suchen nach einem Glitch in einer Ansammlung von hunderten von Megasamples eine zeitaufwendige Tätigkeit ist. Die Geräte vom Typ PicoScope erlauben es, mathematische Operatoren und Vorgaben zu nutzen, um live erscheinende oder gespeicherte Daten auf Glitches hin zu untersuchen. Beispielsweise ermöglicht es der Frequenzoperator freq(), vermisste oder doppelte Pulse in Form von Spikes im Frequenz-Plot darzustellen. Es ist dann möglich, diese zu Übersetzung: FS EMV-Container, aufblasbar 3D-Formdichtungen EMV-Fenster und -Folien EMV-Zelte und -Räume hf-praxis 8/2015 27 Infratron GmbH · München 089 / 158 12 60 · www.infratron.de · info@infratron.de

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