Tektronix setzt neue Maßstäbe in Sachen Innovation und stellt eine völlig neue Oszilloskopkategorie vor

BEAVERTON, US-Bundesstaat Oregon, 30. August 2011 – Tektronix, Inc., der weltweit führende Hersteller von Oszilloskopen, stellte heute das weltweit erste Mixed-Domain-Oszilloskop (MDO) vor, das die Funktionalitäten eines Oszilloskops und eines Spektrumanalysators in einem einzigen Gerät vereint. Die neue MDO4000-Serie bietet Ingenieuren die einzigartige Möglichkeit, zeitkorrelierte analoge, digitale und HF-Signale zu erfassen und damit ein Bild vom dem gesamten System zu erhalten, sodass komplexe Probleme bei der Entwicklung schnell behoben werden können.

Über 60 Prozent der Oszilloskopbenutzer verwenden zusätzlich einen Spektrumanalysator zur Behebung von Störungen bei eingebetteten Systemen mit integrierten drahtlosen Funktionen. Dies hat zur Folge, dass sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich gearbeitet werden muss. Bislang haben die meisten Entwicklungsingenieure entweder mit gemischten/digitalen Signalen oder mit HF-Signalen gearbeitet. Da aber die Funktechnologien immer mehr die Überhand gewinnen, müssen Entwicklungsingenieure oftmals in beiden Bereichen arbeiten. Die MDO4000-Serie ist das erste Oszilloskop mit integrierten Spektrumanalysator-Funktionen und stellt damit ein einzigartiges Instrument bereit, mit dem sich die Debug-Zeiten um Tage oder sogar Wochen verkürzen lassen.

„Wir sind davon überzeugt, dass die MDO4000-Serie das revolutionärste Produkt ist, das auf dem Oszilloskopmarkt seit den letzten 20 Jahren erschienen ist und das zum ersten Mal die Grenzen zwischen Zeit- und Frequenzbereichen überschreitet“, erklärt Roy Siegel, General Manager im Bereich Oszilloskope bei Tektronix. „Es sorgt für grundlegende Veränderungen in allem, was mit dem Debuggen von HF-Entwürfen verbunden ist und wo Ereignisse im Frequenzbereich mit den Phänomenen im Zeitbereich, die sie verursachten, korreliert werden müssen. Wir rechnen damit, dass sich das Mixed-Domain-Oszilloskop – ähnlich dem Mixed-Signal-Oszilloskop, das zum Standard für Embedded-Design-Tests wurde – zum neuen Standard für umfassende Entwürfe entwickelt, die immer mehr HF-Funktionen umfassen.“

„Die Komplexität der Fehlerbehebung bei modernen Funksystemen und das Fehlen der Geräte, die für diese Aufgabe konzipiert sind, zwang uns dazu, viele Stunden für den Prüfaufbau, anstatt für das Entwicklungsproblem selbst aufzuwenden“, so Ward Ramsdell, Elektroingenieur und Eigentümer von Prototype Engineering. „Wir glauben, dass wir dank dem frühen Einsatz von Oszilloskopen der MDO4000-Serie die Entwicklungen schneller denn je bereitstellen und zudem die Systemfunktionen einer umfassenderen Prüfung unterziehen können. Das liegt daran, dass wir zum ersten Mal mehrere Punkte in einem Design gleichzeitig visualisieren und uns analoge, digitale und HF-Aspekte des Systembetriebs ansehen können. Dadurch sind wir in der Lage, Entwicklungsprobleme schnell zu erkennen und die Leistung des Systems in der Praxis auf einem hohen Niveau zu verstehen. Das MDO4000 bedeutet grundlegende Veränderungen auf dem Gebiet der Testsysteme und optimiert auf jeden Fall unseren Arbeitsansatz.“

Vorteile von Mixed-Domain-Oszilloskopen

Mit dem MDO4000 können Ingenieure Oszilloskope und Spektrumanalysatoren durch ein einziges Gerät ersetzen. Damit haben sie die Möglichkeit, sich den Frequenzbereich weiterhin mit dem Gerät ihrer Wahl – dem Oszilloskop – anzusehen, anstatt sich einen Spektrumanalysator anzuschaffen und sich darin einarbeiten zu müssen.

Das MDO4000 bietet außerdem weit mehr Funktionen als ein typischer Spektrumanalysator, indem es den Benutzern die Erfassung zeitkorrelierter analoger, digitaler und HF-Signale über 4 analoge und 16 digitale Kanäle sowie einen HF-Kanal ermöglicht. Der HF-Eingangsfrequenzbereich erstreckt sich auf bis zu maximal 6 GHz und bietet mit einer Erfassungsbandbreite von ≥ 1 GHz bei allen Mittenfrequenzen eine hundert Mal größere Bandbreite als herkömmliche Spektrumanalysatoren. Auf einem Display werden sogar bis zu 4 dekodierte serielle und/oder parallele Busse gleichzeitig dargestellt. Aufgrund dieser zeitlichen Korrelation zwischen den Bereichen können Ingenieure exakte Timing-Messungen vornehmen, um Verzögerungen und Wartezeiten zwischen Befehls-/Steuerereignissen im Entwurf sowie Änderungen im HF-Spektrum zu verstehen. Zum Beispiel, erweist sich nun die Anzeige des Spektrums eines Einschaltvorgangs einer PLL oder eines VCOs oder die Messung von Übergangseigenschaften eines Frequency-Hopping-Signals als eine einfache Aufgabe. Das Aufspüren der Quelle intermittierender, vom Gerätezustand abhängiger EMI-Störungen ist zudem so einfach wie nie zuvor – dank der Fähigkeit des MDO4000s , eine vollständige zeitkorrelierte Systemansicht in beiden Bereichen bereitzustellen – was mit der bisherigen Testausrüstung von heute einfach nicht möglich ist.

Außerdem ermöglicht das MDO4000 den Entwicklern zum ersten Mal das HF-Spektrum eines Signals zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines langen Erfassungszeitraums anzuzeigen, um die Veränderung des Spektrums über die Zeit oder mit dem Gerätezustand darzustellen. Eine einfache Verschiebung des einzigartigen und zum Patent angemeldeten „Spectrum Time“ entlang dem Zeiterfassungsbereich erlaubt den Entwicklern das HF-Spektrum für jeden beliebigen Erfassungspunkt zu sehen, wobei die analogen, digitalen und/oder dekodierten Busse simultan und zum gleichen Zeitpunkt dargestellt werden.

Genauso wird anhand von HF-Zeitbereichsdarstellungen gezeigt, wie sich die Amplitude, die Frequenz oder die Phase des HF-Eingangssignals relativ zur Zeit ändert. Damit lassen sich die Übergänge von Frequenzsprüngen, deren Einschwingzeiten und die zeitlichen Bezüge der HF-Ereignisse relativ zu anderen Systemkomponenten und Vorgängen leicht charakterisieren. Der HF-Zeitbereich wird im selben Fenster dargestellt wie die dekodierten Signale analoger, digitaler und serieller/paralleler Busse, sodass der Benutzer sofort Einblick in den Gerätebetrieb erhalten kann.

Neben dem gewöhnlichen HF-Leistungspegel-Trigger bietet ein optionales Modul (MDO4TRIG) mit zusätzlichen Trigger-Arten die Möglichkeit, den HF-Leistungspegel als eine Trigger-Quelle zu nutzen, sodass man ein relevantes HF-Ereignis isoliert betrachten kann. Die Benutzer können auf einer bestimmten Pulsbreite triggern oder nach einem Timeout-Ereignis oder Runt suchen oder sogar den HF-Eingang zusammen mit den analogen und digitalen Kanälen in einem Bitmuster aufnehmen. Die Fähigkeit, unabhängig von der Signalart (analog, digital, HF oder eine Kombination davon) auf das Signal zu triggern, welches für den Benutzer von Interesse ist, stellt ein weiteres branchenweites Novum der MDO4000-Serie dar.

Anwendungsbeispiele für die MDO4000-Serie :

• Fehlersuche in Schaltungen mit Funkfunktionen auf Systemebene
  
• Fehlersuche bei der Integration gängiger Funk-Module unter 6 GHz (WLAN, Bluetooth, Zigbee usw.)
  
• Fehlersuche in drahtlosen, kundenspezifischen Kommunikationslösungen mit Amplituden-, Frequenz- oder Phasenmodulation
  
• Breitbandanalyse von Dualband-Transceivern. So ist z. B. die gleichzeitige Erfassung von Zigbee bei 900 MHz und Bluetooth bei 2,4 GHz möglich.
• Timing-Analyse für Mixed-Domain-Designs
• Beobachten von Spektrumänderungen im zeitlichen Verlauf während des Einschaltvorgangs von VCO/PLLs
• Einfache Messung der Zeit bis zum Erreichen der Stabilität beim Ein- oder Ausschalten von HF-Signalen
• Einfache Ermittlung der Wartezeiten zwischen Steuerlogiksignalen oder Befehlen des seriellen Busses und den daraus resultierenden HF-Änderungen
• Aufspüren von Rausch- oder Interferenzquellen
• Analyse der Ursache von Störstrahlung oder eingekoppelten Störungen
• Messung der Auswirkungen des Schaltnetzteils auf das restliche System
• Korrelation mit Zeitbereichssignalen ermöglicht die Ursachenanalyse von Störsignalquellen

Neben den erstmals verfügbaren Mixed-Domain-Fähigkeiten stellt das MDO4000 alle Funktionen eines Mixed-Signal-Oszilloskops der Tektronix-Serie MSO4000B , sowie die Funktionen eines Mainstream-Spektrumanalysators bereit. Die MSO4000B-Serie bietet eine Gruppe bewährter Funktionen, die in jeder Entwicklungsphase eine schnelle Fehlerbehebung ermöglichen – von der Erkennung einer Anomalie und ihrer Erfassung, über die Suche nach dem Ereignis in der Signalaufzeichnung, bis hin zur Analyse der Eigenschaften und des Schaltungsverhaltens.

Die Geschichte der Erfindung
Dieser außergewöhnliche Fortschritt in der Oszilloskoptechnologie ist das Ergebnis jahrelanger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten von Tektronix, die notwendig waren, um die Herausforderungen der Integration von Zeit- und Frequenzbereich in einem einzigen Gerät zu meistern. Im Lauf der Entwicklung meldete Tektronix 26 Patente an.