Tovább bővítették az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópcsalád képességeit, utat nyitva ezzel új alkalmazások előtt. Új modellekkel, új mérőfejekkel a Rohde & Schwarz továbbra is céltudatosan bővíti oszcilloszkópos eszközeinek kínálatát, teret engedve új frekvenciasávoknak és alkalmazásoknak a fejlesztésben, javításban és gyártásban egyaránt. A cikk az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok egyedülálló képességét ismerteti: az új I/Q-adatátviteli illesztőt

R&SRTO-sorozat: típusváltozatok 600 MHz-től 4 GHz-ig
Az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok egyszerre nyújtanak nagy mérési pontosságot, gyors működési sebességet és hatékony, sokrétű elemzési funkciókat, ugyanakkor méretük kedvezően kicsi. A Rohde&Schwarz új modellekkel bővítette ezt a készülékcsaládot:
2 db 600 MHz-es, kétvagy négycsatornás típussal, amelyeket univerzális célokra szántak fejlesztőlaboratóriumok számára, ahol fontos szerepet játszik a nagy érzékenység és gyors jelbefogási sebesség, valamint sokrétű elemzőeszközökre van szükség. Az új 4 GHz-es, négycsatornás változatot digitális, illetve analóg RF-egységek fejlesztése során felmerülő nagyobb sávszélességek iránti igények kielégítésére tervezték, amely kitűnően használható általános kutatási területeken, továbbá egészségügyi berendezések és rádiófrekvenciás chipkészletek fejlesztésében is.

Kiszajú bemeneti fokozatok kis amplitúdójú jelek méréséhez
Az oszcilloszkópok bemenetét kiszajú erősítőkkel kell ellátni ahhoz, hogy a gyenge jeleket pontosan mérni lehessen. Az új 4 GHz-es típusváltozat specifikált zajszintje a legnagyobb függőleges érzékenység (1 mV/osztás) mellett kisebb, mint < 240 µV. Mivel a zaj a sávszélességtől is függ, a 600 MHz-es modell zaja arányosan alacsonyabb, nem éri el a 80 µV-ot. Ezen kiváló jellemzőiknek köszönhetően az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok teljes sávszélessége még a legnagyobb érzékenységű beállításban is megmarad. Más, forgalomban lévő oszcilloszkópok mérési sávszélességét le kell csökkenteni 10 mV/osztásnál nagyobb érzékenységek mellett ahhoz, hogy a vizsgált jelalak zajossága kismértékű maradjon (1. ábra).

Gyors jelbefogási sebesség még 4 GHz-en is
Az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok másik egyedülálló tulajdonsága a gyorsaságuk, másodpercenként akár 1 millió jelszakaszt is képesek befogni és elemezni. Belső, különösen nagy teljesítőképességű ASIC-jének köszönhetően a 4 GHz-es típusváltozat is rendelkezik ezzel a képességgel: 8 bites A/D-átalakítói, amelyek mintavételi frekvenciája 20 GHz-ig növelhető, összesen 160 Gibit/s mennyiségű adatot szolgáltatnak, amelyeket az ASIC dogoz fel és ír be a memóriába.
Az oszcilloszkópok nélkülözhetetlenek a hibakeresésben, legyen szó akár fejlesztői, akár szervizes környezetről, ezért a lehető legfolytonosabban kell a jelet figyelniük ahhoz, hogy még a ritkán fellépő hibajelenségeket is érzékeljék. Ezen túlmenően az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok gyors jelbefogási képessége az elemzőfunkciók — mint például hisztogramos megjelenítés vagy amplitúdómaszk-vizsgálat — esetében is teljes mértékben kihasználható, továbbá nagy sebességű jelintegritás-vizsgálatokra is lehetőséget ad, 4 GHz-ig terjedően.

Ami nélkülözhetetlen: frekvenciatartomány beli vizsgálat
Az időtartomány-beli mérésekkel összevetve a frekvenciatartomány beli vizsgálatok további információkat szolgáltatnak a mért jel spektrális összetételével kapcsolatban. Ez például zavaró összetevők, illetve azok forrásainak azonosításakor lehet fontos.
Nagyon sok, piacon beszerezhető oszcilloszkóp FFT-számítással alakítja át az időtartomány-beli jeleket frekvenciatartomány-belivé. Az R&SRTO-sorozatú műszerek nagy előnye, hogy áramköri szinten támogatják ezeket a műveleteket: digitális, lefelé történő konvertálásal csökkentik az FFT-eljárással feldolgozandó adatmennyiséget. Az ily módon elért sebességbeli növekedés révén érzékelhetők és elemezhetők lesznek a jelek gyors változásai, a szórtan jelentkező zavaró összetevők és a gyenge, hozzáadódott komponensek is.
Különösen kis amplitúdójú jelek frekvenciatartomány-beli vizsgálata során mutatkoznak meg az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópok kiszajú bemeneti fokozatának és precíz A/D-átalakítójának előnyei. E konverterek kimagaslóan jó, 7 bitet meghaladó dinamikával rendelkeznek (ENOB-értékük, azaz hatásos bitjeik száma nagyobb, mint 7), ami teljesen kihasználható egészen 4 GHz-ig (2. ábra).

A jól ismert, kényelmes spektrumanalizátor-szemléleten alapul az FFT-üzemmód, amely számos további készülékfunkcióval együtt igen hatékony frekvenciatartomány-beli hibakeresésre, illetve jelanalízisre ad lehetőséget. Ilyen készülékfunkció például, hogy akár négy különböző FFT-művelet futtatható az időbeli hullámalak különböző szakaszain, továbbá e funkciók közé tartoznak az automatikus mérések, az FFT-diagramon történő amplitúdómaszk-vizsgálatok vagy az automatikus csúcsértékkeresést biztosító jelölők is.

További logikai és protokollelemző eszközök
A különféle technológiák egyre nagyobb mértékű összeépítése — lásd beágyazott rendszerek — következtében korábban többféle mérőműszert kellett alkalmazni. A jelek időtartomány beli megjelenítésére alkalmas, analóg oszcilloszkópos csatornák — amelyek analóg hullámalakok vizsgálatára vagy digitális illesztők jelintegritásának mérésére szolgálnak —, továbbá a rádiófrekvenciás jelek elemzését támogató FFT-funkció mellett sokszor további csatornák is szükségesek a digitális adatok logikai analíziséhez. Az adatok soros programozó- és átviteli illesztőkön (például I²C vagy SPI-sín) való dekódolása ugyanúgy fontos lehet, mint az egyes protokolleseményekre való indítás (triggerelés), a hibakeresés vagy az áramkörök ellenőrzésének megkönnyítése érdekében.
A Rohde&Schwarz mindezeket a funkciókat beépítette az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópjaiba, megkönnyítve így az adatok elemzését bármilyen áramkör esetében, valamint lehetővé téve analóg, digitális, illetve RF-jelek szinkronizált mérését. Az R&SRTO-B1 jelű, vegyes jelű kiegészítés (opció) további 16 digitális csatornával bővíti az R&SRTO-modelleket, az R&SRTO-K1-től R&SRTO-K4-ig számozott szoftverbővítések pedig különféle protokollok (például I²C, SPI, RS—232 vagy CAN) szerinti triggereléseket, illetve dekódolásokat támogatnak az analóg és digitális csatornákon egyaránt.
A 3. ábra egy SPI-sínen programozható, feszültségvezérelt oszcillátor (VCO) példáját szemlélteti, amelynek frekvenciáját 825 MHz-ről 845 MHz-re állítják át. Az R&SRTO segítségével könnyen elemezhető a tranziens viselkedés: az indítást (triggerelést) az SPI-sínen megjelenő, megfelelő adatszóra kell beállítani (amelyet, például, az oszcilloszkóp digitális csatornáin keresztül figyelünk), ezt követően pedig az egyik analóg csatornán ellenőrizhető az RF-jel tranziens válasza. Az FFT-funkció segítségével az időtartomány beli jelben különböző időpillanatokban fellépő, különféle frekvenciák egyszerre értékelhetők ki. A VCO vezérlőfeszültsége is megtekinthető egy másik analóg csatornán.

Új, kisméretű, szimmetrikus mérőfej
A nagy sebességű, soros illesztők egyre szélesebb körű terjedése következtében mind nagyobb az igény olyan mérőműszerekre, amelyek alkalmasak ezek vizsgálatára. Az egyik fő feladat szimmetrikus, illetve földpotenciálhoz viszonyított jelek mérése. (Pl. szimmetrikus órajelek éleinek fel-lefutását pontosan kell behatárolni ahhoz, hogy az áramkörön belüli szimmetrikus jelváltozásokat hűen tükröző mérési eredményeket kapjunk. Mindez nem lehetséges 2 db aszimmetrikus mérőfejjel. Kis amplitúdójú differenciális jelek vizsgálatához jellemzően széles dinamikatartomány, valamint a tesztelt eszköz minimális mértékű terhelése szükséges.
Az R&SRTO sorozatú oszcilloszkópokhoz tervezett szimmetrikus mérőfejek kitűnően alkalmasak a fent leírt feladatokhoz. Az új, R&SRT-ZD40 típusú, differenciális mérőfej felső határfrekvenciája 4,5 GHz, amely egy 4 GHz-es oszcilloszkóppal együtt változatlan, 4 GHz-es eredő sávszélességet ad (4. ábra).

A Rohde&Schwarz mérőfejeinek zaja igen alacsony (jellemzően 3 mV), dinamikája pedig kiemelkedően széles, így még gyenge jelek is nagy pontossággal mérhetők velük. Széles, ±5 V-ig terjedő dinamikatartományuk gyors, nagy amplitúdójú hullámalakok (például aszimmetrikus memóriaillesztők jeleinek) vizsgálatát is lehetővé teszi, miközben torzításmentes mérést biztosít. 1 M?-os, egyenáramú bemeneti impedanciájuk és kicsi bemeneti kapacitásuk (amelynek értéke 0,4 pF az R&SRT-ZD40 esetében) következtében ezek a mérőfejek csupán minimálisan terhelik a vizsgált eszközt.
A mérőfejek hegyénél található egy mikrokapcsoló is — akárcsak az aszimmetrikus, R&SRT-ZS-sorozatú szondák esetében —, amellyel az oszcilloszkóp könnyedén vezérelhető. Olyan funkciók rendelhetők hozzá ehhez a gombhoz, mint a lefutás elindítása/leállítása („Run / Stop”), automatikus beállítás („Autoset”) vagy képernyőkép mentése („Save Image”). A mérőfejek hegyében az ún. R&SProbeMeter is helyet kapott, amely az oszcilloszkóp beállításaitól függetlenül közös módusú és szimmetrikus egyenfeszültség-értékeket szolgáltat. Ez az első példa arra, hogy egy szimmetrikus mérőfej lehetővé teszi a közös módusú munkapont meghatározását egy differenciális mérés során (5. ábra).

Árammérő fejek nagy teljesítményű mérésekhez

A Rohde&Schwarz termékkínálatának új elemei a váltakozó és egyenáramok jelvezetékeken való közvetlen mérését lehetővé tevő árammérő fejek. Ezek révén az R&SRTO-sorozatú oszcilloszkópokkal — például — kapcsolóüzemű tápegységek teljesítményviszonyai is vizsgálhatók. Az R&SRT-ZC10 és R&SRT-ZC20 jelű árammérő fejjel rendre 500 A-es, illetve 50 A-es maximális csúcsáramok mérhetők, míg az R&SRT-ZC20 jelű árammérő fej (6. ábra) sávszélessége 100 MHz, zajszintje pedig 2,5 mA (RMS). Az R&SRT-ZC10 jelű árammérő fej felső határfrekvenciája 10 MHz, zajküszöbe pedig 25 mA (RMS).

A Rohde&Schwarz honlapja