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Einführungshandbuch

Logik-Familie

Typische SignalAnstiegszeit

Berechnete Signalbandbreite

TTL

2 ns

175 MHz

CMOS

1,5 ns

230 MHz

GTL

1 ns

350 MHz

LVDS

400 ps

875 MHz

ECL

100 ps

3,5 GHz

GaAs

40 ps

8,75 GHz

Abbildung 47. Einige Logik-Familien erzeugen schnellere Anstiegszeiten als andere.

Einige Logik-Familien erzeugen schnellere Anstiegszeiten als andere. Dies wird in Abbildung 47 veranschaulicht.

Abtastrate Die Abtastrate – angegeben als Abtastungen pro Sekunde (S/s, Samples per second) – bezieht sich auf die Häufigkeit, mit der ein digitales Oszilloskop eine Momentaufnahme oder eine Abtastung des Signals durchführt; dies entspricht den Frames einer Filmkamera. Je schneller ein Oszilloskop abtastet (d. h. je höher die Abtastrate ist), desto höher ist die Auflösung, desto mehr Details des dargestellten Signals werden erfasst und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass wichtige Informationen oder Ereignisse verloren gehen (siehe Abbildung 48). Die minimale Abtastrate kann ebenfalls wichtig sein, wenn sich langsam ändernde Signale über einen längeren Zeitraum hinweg untersucht werden sollen. In der Regel ändert sich die dargestellte Abtastrate mit den Änderungen, die mit dem Bedienelement für die Horizontalskala durchgeführt werden, um eine konstante Anzahl von Signalpunkten in dem dargestellten Signaldatensatz beizubehalten. Wie werden die Anforderungen bezüglich der Abtastrate berechnet? Die verwendete Methode hängt von der Art des zu messenden Signals und der vom Oszilloskop verwendeten Methode der Signalrekonstruktion ab. Gemäß dem Theorem von Nyquist muss ein Signal mindestens doppelt so schnell wie seine höchste Frequenzkomponente abgetastet werden, damit es genau und ohne Aliasing rekonstruiert werden kann. Dieses Theorem setzt jedoch eine unbegrenzte Speichertiefe und ein kontinuierliches Signal voraus. Da kein Oszilloskop eine unbegrenzte Speichertiefe hat und Glitches per Definition nicht kontinuierlich sind, ist eine Abtastrate, die nur doppelt so hoch ist wie der höchste Frequenzanteil, in der Regel nicht ausreichend.

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Abbildung 48. Eine höhere Abtastrate liefert eine bessere Signalauflösung und stellt sicher, dass intermittierende Ereignisse dargestellt werden.

In der Praxis hängt eine genaue Signalrekonstruktion sowohl von der Abtastrate als auch von der Interpolationsmethode ab, mit der die Leerräume zwischen den Abtastpunkten aufgefüllt werden. Bei einigen Oszilloskopen können Sie entweder die Sin(x)/x-Interpolation zum Messen von sinusförmigen Signalen oder die lineare Interpolation für rechteckförmige Signale, Impulse und andere Signaltypen auswählen.

Zur genauen Rekonstruktion mithilfe der Sin(x)/x-Interpolation sollte das Oszilloskop eine Abtastrate haben, die um mindestens 2,5 mal höher ist als der höchste Frequenzanteil des Signals. Bei der linearen Interpolation sollte die Abtastrate um mindestens 10 mal höher sein als der höchste Frequenzanteil des Signals. Einige Mess-Systeme mit Abtastraten von 10 GS/s und Bandbreiten von bis zu 3+ GHz wurden für das Erfassen sehr schneller, transienter Einzelschussereignisse optimiert. Dazu wird Oversampling bis auf das Fünffache der Bandbreite angewendet.

ABC der Oszilloskope  
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