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Bedieneroberfläche erlaubt eine schnelle und intuitive Bedienung: Ausgabe 01-02/2020, 30.01.2020

Tektronix hat das Oszilloskop neu definiert

Mit den kürzlich lancierten Oszilloskopen der Serie 3, 4, 5 und 6 hat Tektronix frischen Wind in den Oszilloskopmarkt gebracht. Die Geräte stossen auf grosses Interesse und bieten interessante Möglichkeiten in der Messtechnik, kombiniert mit einer sehr hohen Benutzerfreundlichkeit.

Bilder: Tektronix

Rein äusserlich sehen MDO3, MSO4, MSO5 und MSO6 ähnlich aus, alle kommen im einheitlichen Design daher. Was sofort auffällt, ist das grosse, hochauflösende Display sowie die vielen Kanäle. Die grossen Unterschiede jedoch sind im Innern der Geräte zu finden. Doch zuerst die Gemeinsamkeiten der Serien:

12-Bit-ADC und Frontend-Verstärker geben eine sehr hohe Vertikalauflösung
Die MSOs der Serie 4, 5 und 6 sind mit dem neuen 12-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADC) ausgestattet. Oszilloskope werden seit über 20 Jahren traditionell mit 8-Bit-ADCs gebaut. 8 Bit entsprechen 256 vertikalen Quantisierungsstufen. Ein 12-Bit-Wandler hingegen hat 4096 Stufen. Ähnlich wie bei einer Digitalkamera sehen verpixelte Bilder mit einer hohen Auflösung plötzlich scharf und klar aus und man erkennt Details, die vorher im Rauschen untergingen.
Mit dem High-Res-Modus sind die Geräte in der Lage, Signale mit einer Vertikalauflösung von bis zu 16-bit zu erfassen. Zudem kommen die Serien mit einem neuen Frontend-Verstärker der nächsten Generation, der das Rauschen im Vergleich zu anderen Oszilloskopen markant reduziert. Diese Kombination von niedrigem Rauschen und hochauflösenden ADCs gewährleistet eine ausgezeichnete ENOB-Performance (Effective Number of Bits).

SpectrumView – Spektrumanalyzer im Oszilloskop
Der von Tektronix neu entwickelte 12-Bit-ADC bietet eine weitere erwähnenswerte spezielle Funktion. Er hat einen integrierten Down-Converter – ein Stück Hardware, welches jeden Eingang des Oszilloskops zu einem Spektrumanalyzer macht. Jedes Oszilloskop verfügt über eine FFT-Funktion, welche meist über das Mathematikmenü aufgerufen wird. Die FFT-Funktion ist sehr beliebt und wird vielfältig verwendet. Die Einstellung von FFT ist aber sehr mühselig und schwierig, da sie direkt mit der Samplingrate, Speichertiefe und der Zeitauflösung zusammenhängt. Ändert man eine dieser Parameter, ändert sich die ganze FFT-Einstellung.
Mit SpectrumView verschwindet diese Abhängigkeit, da es einen eigenen Erfassungspfad benutzt. Zeit- und Frequenzdomäne können separat und unabhängig eingestellt werden. Die Einstellung ist so einfach wie bei einem Spektrumanalyzer. Zudem sind Zeit- und Frequenzdomäne zusammen korreliert und man kann das Spektrum über den gesamten Zeitbereich betrachten. Die Funktionalität öffnet die Tür in eine neue, interessante Welt von Messmöglichkeiten.

Grosser Bildschirm, kapazitive Touchsteuerung, fortschrittliche UI
Die MSOs der Serie 5 und 6 besitzen einen kapazitiven 15,6"-High-Definition-Touchscreen (1920 × 1080). Beim MSO4 sind es 13,3" und beim MDO3 11,6". Neben diesen sehr grossen Displays verfügen sie über eine fortschrittliche Bedienoberfläche, mit der der Anwender über Objekte direkt auf Funktionen zugreifen kann, anstatt durch Menüs navigieren zu müssen. Das Ergebnis ist eine schnellere und intuitivere Bedienung, zusammen mit beträchtlich mehr Platz für die Darstellung und Korrelation der Signale.
Die Reaktion, Schnelligkeit und Handhabung ist wie auf einem modernen Smartphone. Eine Applikation öffnet sich augenblicklich und ein Augendiagramm beispielsweise ist in Sekundenbruchteilen erstellt. Da der Anwender das Oszilloskop alternativ mit einer Maus und über konventionelle Bedienelemente auf der Frontplatte steuern kann, wird eine noch höhere Flexibilität erreicht. Auch über den webbasierten Remotezugriff vom PC lässt sich das Oszilloskop bedienen, als würde man davorsitzen.

Bis zu acht Analog- und 64 Logikkanäle
Standardmässig verfügt jeder Eingang über einen TekVPI+-Anschluss, der für alle analogen TekVPI-Tastköpfe und für BNC passt. Wird allerdings der neue TLP058-Logiktastkopf angeschlossen, verwandelt sich der analoge Eingang in acht Digitalkanäle. Der Anwender kann so viele Logiktastköpfe hinzufügen, wie er benötigt, so dass acht bis 64 Digitalkanäle möglich sind. Digitale Signale werden genau gleich wie analoge Signale abgetastet, getriggert und gespeichert, was die Handhabung ausserordentlich vereinfacht und flexibel macht. Jeder Eingang bietet zudem die volle Leistung. Es spielt also keine Rolle wie viele Kanäle man verwendet, das Oszilloskop hat immer die gleiche Bandbreite, Samplingrate und Speichertiefe.

Schnelle Signalerfassung – Fast Acquisition
Digitale Oszilloskope hatten lange den Nachteil gegenüber den analogen Vorgängern, über eine lange Blind- oder Totzeit zu verfügen. Das heisst, nachdem der Speicher einmal gefüllt bzw. ein Signal erfasst wurde, brauchte das digitale Scope eine interne Verarbeitungszeit. Diese konnte mehrere Millisekunden betragen. Bei schnellen Signalen mit wenigen Mikrosekunden Periodendauer, gingen so 99,9% der Informationen verloren. Dank der Fast-Acquisition-Technologie erreicht das Scope nun bis zu 500 000 Erfassungen pro Sekunde (wfms/sec). Das reduziert die Blindzeit enorm und man verliert fast keine Informationen mehr. Es werden plötzlich Signalinhalte sichtbar, die man vorher nicht gesehen hat und die allenfalls auf der Schaltung Störungen verursacht haben.

Linux- oder Windows-Betriebssystem
Alle am Markt erhältlichen Oszilloskope basieren heute entweder auf einem dedizierten System oder auf einer Windows-PC-Plattform. Letztere erlaubt es dem Anwender, auch andere Programme auf dem Oszilloskop auszuführen. Jeder Ansatz hat Vorteile und Einschränkungen und viele Labore nutzen beide Arten, was zu Problemen führen kann, wenn der Anwender zwischen den Testplattformen hin und her wechseln muss. Die MSOs der Serie 5 und 6 vermeiden dieses Problem, da diese Oszilloskope sowohl in einer dedizierten als auch in einer offenen Windows-10-Konfiguration arbeiten können. Der Anwender kann einfach zwischen den beiden Umgebungen umschalten, indem er ein SSD-Laufwerk einfügt oder entfernt, welches ein lizenziertes Windows 10 enthält.

Visuelle Triggerung
Der Trigger machte das Oszilloskop einst zu dem, was es heute ist. Die Triggerarten wurden laufend erweitert und beinhalten heute Pulsbreiten-, Runt-, Logic-, Windows-, Timeout-, Rise/Fall time-, Setup and hold- oder Serial-Trigger. Den richtigen Trigger zu wählen und ein komplexes Signal stabil darzustellen, ist aber auch mit den modernsten Oszilloskopen nicht immer einfach.
Eine neue und einfache Art zu triggern, ist der visuelle Trigger. Man sieht etwas und zeichnet darauf mit dem Finger oder der Maus eine Box. Sobald das Signal in die Box fällt, wird getriggert. Die Form und die Anzahl der Boxen lassen sich frei definieren. Auch können die Boxen auf verschiedenen Kanälen angelegt und verknüpft werden. Der visuelle Trigger ist eine zeitsparende Alternative zu den konventionellen Triggermöglichkeiten.

Optionale Erweiterungen
Alle Modelle können direkt ab Werk oder später im Feld mit einem 50-MHz-AFG (Arbitrary/Function Generator), Digitaltastköpfen, einer erweiterten Aufzeichnungslänge von bis zu 250 MPunkten und bis auf die maximale Bandbreite erweitert werden. Die Geräte unterstützen die Decodierung und Triggerung von folgenden Protokollen: I2C, SPI, RS232/422/485/UART, SPMI, CAN, CAN FD, LIN, FlexRay, SENT, USB 2.0, Ethernet, I2S, LJ, RJ, TDM, MIL-STD-1553, ARINC 429. Viele weitere kommen demnächst dazu.
Weiter bieten die Geräte Software für Jitter und Augendiagramme, Leistungsanalyse und Serial-Compliance-Test für Ethernet, USB 2.0, Automotive Ethernet, MIPI D-PHY 1.2. Die Softwarepakete werden laufend erweitert.

Einige Eckdaten der MSO6-Serie
Die MSO6-Serie gibt es mit einer Bandbreite von 1, 2,5, 4, 6 und 8 GHz. Jedes Modell verfügt über vier Kanäle. Die maximale Abtastrate ist 25 GSa/s und die Speichertiefe beträgt 62,5 MPunkte pro Kanal Standard. Die Geräte verfügen über 12-Bit-ADCs, welche im High-Res-Modus bis 16 Bit und noch 625 MSa/s betrieben werden können. Alle Spezifikationen gelten für sämtliche Kanäle gleichzeitig. Beim Vier-Kanal-Modell sind 32 Logikkanäle möglich. Die Geräte lassen sich von 1 bis 8 GHz per Softwareupgrade jederzeit im Nachhinein upgraden. Das neue Frontend verspricht zudem bis zu 75% weniger Rauschen bei voller 8-GHz-Bandbreite und höchster Sensitivität von 1 mV/div.

Spezifikationen der MSO5-Serie
Die MSO5-Serie gibt es mit einer Bandbreite von 350 und 500 MHz, 1 und 2 GHz jeweils mit vier, sechs oder acht Kanälen. Die maximale Abtastrate liegt bei 6,25 GSa/s und die Speichertiefe beträgt 62,5 MPunkte pro Kanal. Die Geräte verfügen über 12-Bit-ADCs, die im High-Res-Modus bis 16-Bit und noch 125 MSa/s betrieben werden können. Alle Spezifikationen gelten für alle Kanäle gleichzeitig. Beim Acht-Kanal-Modell sind 64 Logikkanäle möglich und beim Vier-Kanal-Modell entsprechend 32. Ausser der Anzahl Analogkanäle lässt sich alles inklusive der Bandbreite später per Softwareupgrade nachrüsten.

Wichtige Eckdaten der MSO4-Serie
Die MSO4-Serie gibt es mit einer Bandbreite von 200, 350 und 500 MHz, 1 und 1,5 GHz jeweils mit vier oder sechs Kanälen. Die maximale Abtastrate beträgt 6,25 GSa/s und die Speichertiefe 32 MPunkte pro Kanal Standard. Die Geräte verfügen über 12-Bit-ADCs die im High-Res-Modus bis 16 Bit und noch 125 MSa/s betrieben werden können. Alle Spezifikationen gelten für alle Kanäle gleichzeitig. Beim Sechs-Kanal-Modell sind 48 Logikkanäle möglich und beim Vier-Kanal-Modell entsprechend 32. Ausser der Anzahl Analogkanäle lässt sich alles inkl. der Bandbreite später per Softwareupgrade nachrüsten.

Spezifikationen der MDO3-Serie
Die Serie MDO3 gibt es mit einer Bandbreite von 100, 200, 350 und 500 MHz sowie 1 GHz jeweils mit zwei oder vier Kanälen. Die maximale Abtastrate ist 5 GSa/s und die Speichertiefe beträgt 10 MPunkte pro Kanal Standard. Die Geräte verfügen über 8-Bit-ADCs, die im High-Res-Modus bis 11 Bit betrieben werden können. Alle Spezifikationen gelten für alle Kanäle gleichzeitig. Das Gerät bietet 16 Logikkanäle, einen 50-MHz-AFG-Ausgang sowie einen Spektrumanalyzer bis 3 GHz Bandbreite.

Tektronix hat das Oszilloskop neu definiert
Silvan Christ, Sales Engineer bei Linktronix: «Tektronix baut seit über 70 Jahren erfolgreich Oszilloskope und ist bis heute die Nummer 1 mit weltweit dem grössten Marktanteil. Mit den neuen Serien hat Tektronix wieder einen Benchmark gesetzt und das Oszilloskop neu definiert. In den neuen Serien steckt sehr viel Entwicklung, Know-how und 70 Jahre Erfahrung. Das sieht man, angefangen von der Verarbeitung des Gehäuses über die hervorragenden Spezifikationen bis hin zu den vielen neuen und einzigartigen Funktionen.»

Infoservice
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Rein äusserlich sehen MDO3, MSO4, MSO5 und MSO6 ähnlich aus, alle kommen im einheitlichen Design daher


Kühlvorrichtung auf einem Hochleistungs-Board der Serie MSO6


Der integrierte Down-Converter im 12-Bit-ADC ist ein einmaliges Feature bei den Tektronix-Modellen MSO5 und MSO6


Die beiden Oszilloskope MSO5 und MSO6 verfügen über einen kapazitiven 15,6"-High-Definition-Touchscreen


Dank der fortschrittlichen Fast Acquisition-Technologie erreichen die neuen Messgeräte bis zu 500 000 Erfassungen pro Sekunde