Schon mal an ein modulares Oszilloskop gedacht?

^{Abbildung 1: Ein modulares Messsystem mit einem PXI-Express-Chassis mit 18 Slots, das mit modularen Oszilloskopen bestückt ist.}

Die internen Komponenten eines Oszilloskops können auf einige Schlüsselbereiche zusammengefasst werden. Der wichtigste Bestandteil ist die Technologie zur Datenumwandlung, mit der Werte zur Digitalisierung des Signals mit einer bestimmten Frequenz und Auflösung erfasst werden. Wenn diese Hauptkomponente nicht akkurat arbeitet, sind die Messergebnisse nutzlos. Vor dem Datenwandler werden Signale konditioniert, um die Leistung des Wandlers zu optimieren. Dadurch können Sie zum Erhalt der bestmöglichen Messergebnisse Signale verstärken, dämpfen, filtern oder koppeln. Nach Durchführen der Messungen müssen Sie die Daten vom Wandler in einen Speicher übergeben, damit diese verarbeitet oder angezeigt werden können.

Diese Schlüsselbereiche definieren den Wert eines Oszilloskops. Die übrigen Komponenten eines herkömmlichen Oszilloskops sind Funktionen, die das Arbeiten als Stand-alone-Gerät ermöglichen (Prozessor, Bildschirm, Netzteil, Betriebssystem etc.), oder Steuerungsfunktionen (Knöpfe und Schalter, etc.). Wenn es sich bei einem solchen Oszilloskop um Ihr einziges Instrument handelt, das Sie zudem manuell bedienen, ist dies die perfekte Technologie für Sie.

Wenn Sie jedoch zwei Oszilloskope haben, liegt bereits eine Redundanz vor. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie zwei Prozessoren, zwei Bildschirme und zwei Netzteile für Ihre Zwecke benötigen. Warum all diesen Platz ohne Grund beanspruchen? Diese Redundanz nimmt beim Aufbau eines Rack-and-Stack-Systems schnell zu. Wenn Sie ein solches System evaluieren und nur eine minimale manuelle Interaktion mit einem Produktionstestsystem vorliegt, bietet es sich an, keinen Platz im Rack für ein nicht benötigtes Display zu vergeben.

^{Abbildung 2: Seite-für-Seite-Vergleich eines Stapels von fünf traditionellen Box-Instrumenten (links) und einem PXI-basierten System mit mehreren Instrumenten (rechts)}

Modulare Oszilloskope bieten die Hauptkomponenten eines Oszilloskops (A/D-Wandler, Front-End-Signalkonditionierung und Speicher- /Daten-Schnittstellen) in einem modularen Geräteformat. Durch das Verwenden gemeinsamer PC-Technologie stehen Ihnen alle anderen Elemente eines Stand-alone-Oszilloskops mit zusätzlichem Platz für modulare Oszilloskope zur Verfügung. Sie können weitere Instrumente hinzufügen, um neue Anforderungen zu erfüllen, und gleichzeitig Redundanz vermeiden und Raum sparen.

^{Abbildung 3: Ein 68-Kanal-PXI-Oszilloskop-System verwendet einen einzigen Prozessor und eine Stromversorgung.}

Technologische Änderungen betreffen nicht alle Komponenten eines Oszilloskops zum gleichen Zeitpunkt. Der A/D-Wandler beispielsweise ist typischerweise zum Zeitpunkt des Kaufs und für die nächsten Monate, vielleicht sogar Jahre, auf dem neuesten Stand. Auf die Signalaufbereitung vor dem Wandler trifft das Gleiche zu. Anders ist es mit Komponenten aus dem PC-Bereich, wie dem Prozessor, Speicher, Anzeigen und anderen Elementen. Diese sind oft innerhalb weniger Wochen überholt. Wenn Sie eine prozessorintensive Aufgabe ausführen, möchten Sie nicht, dass Ihr Instrument zumindest einen Prozessor hat, der ähnlich leistungsfähig ist wie Ihr Smartphone? Wenn Sie Ihr Box-Oszilloskop vor fünf bis zehn Jahren gekauft haben, ist es wahrscheinlich, dass dies nicht der Fall ist.

Eine der prozessorintensivsten Aufgaben für Oszilloskope ist das Messen von Jitter. Haben Sie sich gefragt, warum Ihre Jitter-Messung so lange dauert? Der Prozessor im Box-Oszilloskop ist über 10 Jahre alt und Sie können ihn nicht einfach aufrüsten, ohne ein neues Box-Oszilloskop zu kaufen. Sie können dieselbe Messung mit einem modularen Oszilloskop mit der gleichen Messtechnik vornehmen, jedoch mit einem modernen Prozessor und moderner Bus-Technologie, um die Messgeschwindigkeit zu verzehnfachen. Eine solche Leistungsverbesserung erhalten Sie mit Stand-alone-Oszilloskopen selbst dann nicht, wenn Sie die Verarbeitung auf einen anderen PC auslagern. Kommunikationsbusse haben eine geringe Bandbreite bzw. hohe Latenz (GPIB oder Ethernet) beim Übertragen von Daten. Eine solche Konfiguration vereint adäquate Messtechnologie mit veralteter PC-Technologie, welche die Ausführungsgeschwindigkeit Ihres Messsystems beeinträchtigt.

Wenn Sie ein modulares Oszilloskop verwenden, können Sie den System-Controller aktualisieren, um die Analysezeit zu verringern. Sie können Ihre Daten mit dem neuesten Xeon-Prozessor analysieren, wenn Geschwindigkeit eine Voraussetzung ist. Wenn jedoch die Kosten des Systems ausschlaggebend sind, wählen Sie einen günstigeren, einfachen PC. Demnach können Sie so Ihre Systemleistungen basierend auf Ihren Anforderungen definieren, und sind nicht länger von vorgegebenen Spezifikationen abhängig.

^{Abbildung 4: Integrieren Sie neueste Technologien wie Intels Xeon-Prozessor direkt in Ihr Testsystem, wenn Sie die modulare PXI-Plattform verwenden.}

Auch wenn Ihre Messanforderungen mit denen anderer Anwender vergleichbar sind, unterscheiden sich komplette Anwendungen jedoch typischerweise erheblich. Wenn Sie Ihre Messungen direkt in einem herkömmlichen Stand-alone-Oszilloskop durchführen, und Sie beabsichtigen, die Messungen manuell vorzunehmen, kann eine herkömmliche Lösung gut geeignet sein. Was jedoch, wenn sich das in naher Zukunft ändert?

Modulare Instrumente sind über ihre Software definiert, welche beliebig angepasst werden kann. Wie bereits erwähnt, benötigen Sie für ein Oszilloskop nur den A/D-Wandler, das Frontend und den Speicher oder einen Datenbus. Die auf herkömmlichen Oszilloskopen geschriebene Software wird von jemandem geschrieben, um eine schlüsselfertige Operation des Produkts durchzuführen. Diese Software kann für einen PC verfügbar sein, ist es aber oft nicht, und die Entscheidung darüber liegt beim Anbieter. Für die Software wird eine Datenverbindung mit dem Instrument benötigt und es kann sein, dass die Aktualisierungsrate aufgrund der Verbindung über GPIB oder Ethernet für Ihre Zwecke zu langsam ist.

Wenn Sie modulare Oszilloskope mit dem schnellsten PC-Bus (PCI Express) verwenden, erhalten Sie alle verfügbaren Daten in einer Umgebung, in der Sie die Daten beliebig bearbeiten können. 

^{Abbildung 5: Rückansicht der Backplane des Hochleistungs-Chassis von NI basierend auf der PCI-Express-Gen-3-Technologie.}

Mit der Systemdesignsoftware NI LabVIEW haben Sie dieselbe Möglichkeit. Sie erhalten betriebsfertige Beispielprogramme oder Soft-Frontpanel, die ein ähnliches Bedienen wie bei herkömmlichen Stand-alone-Oszilloskopen ermöglichen. 

^{Abbildung 6: Das Soft-Frontpanel eines PXI-Oszilloskops von NI, das die Knöpfe und Tasten herkömmlicher Instrumente in Software nachbildet.}

Mit dem neuesten modularen Oszilloskop können Sie direkt im Instrument festlegen, wie die Daten verpackt werden oder Sie können zur Leistungsverbesserung Algorithmen in den Datenstrom einfügen. Durch die von Ihnen geschriebene Software passen Sie das Instrument auf die effizienteste Weise an Ihre Anforderungen an.

Erfahren Sie, wie PXI-Oszilloskope von NI für automatisierte Tests entwickelt wurden, mit denen Sie die Testzeiten eines herkömmlichen Oszilloskops übertreffen. Dieses Video vergleicht ein PXI-Oszilloskop mit einem anderen Oszilloskop, um die Unterschiede in den Datenübertragungsbussen der beiden Geräte zu zeigen und zu demonstrieren, wie das PXI-Oszilloskop für automatisierte Tests optimal geeignet ist. Sie erfahren, wie das PXI-Oszilloskop arbeitet und welche Vorteile es in Beispieltests zur Erfassung von Signalverläufen, Messungen und Oszilloskop-Rekonfiguration bietet.

So wie analoge einst digitalen Oszilloskopen weichen mussten, findet derzeit ein Wandel von Stand-alone-Oszilloskopen hin zu modularen Ansätzen statt. Modulare Oszilloskope sind ebenso wie herkömmliche Oszilloskope sofort einsatzbereit und bieten darüberhinaus eine Plattform zur Unterstützung von moderner Messtechnologie, die eine Anpassung an sich verändernde Anforderungen leicht macht. Weitere Informationen zu den Möglichkeiten, die modulare Oszilloskope bieten, und zum entscheiden, ob ein modulares Oszilloskop die richtige Wahl für Ihre Anwendung ist, finden Sie in diesen Ressourcen.

• Anzeigen des umfassenden Angebots von modularen Oszilloskopen und Vergleichen von Spezifikationen und Eigenschaften
• Informieren Sie sich über die Spezifikationen des Oszilloskops, die wirklich wichtig sind
• Herunterladen einer praktischen Anleitung als Hilfe beim Festlegen des Umfangs für Ihr Systems mit Hilfe der Messanforderungen für die Prüflinge