Az áramkörökön végzett hibakeresések és -bemérések elsődleges eszköze továbbra is az oszcilloszkóp. A fejlesztőknek hosszabb jelszakaszok befogására képes, finomabb függőleges felbontással és sokrétűbb képességekkel rendelkező, könnyen kezelhető oszcilloszkópokra van szükségük, megfizethető áron. E felsorolt igények kielégítése volt a Rohde & Schwarz célja az R&S RTM3000 és R&S RTA4000-sorozatú műszerek kifejlesztésével, melyek a 2017-ben megjelent, R&S RTB2000-családot egészítik ki. Az új berendezések felső határfrekvenciája 100 MHz és 1 GHz közötti lehet. Miben különböznek ezek a készülékek a piacon kapható többi oszcilloszkóptól? Két fő erősségük a nagyobb memóriájuk és finomabb függőleges felbontásuk.
A jelbefogási memória mérete a műszer által feldolgozott jelszakasz hosszát határozza meg. Az R&S RTM3000, illetve R&S RTA4000 versenytársai általában 4 millió és 20 millió közötti minta tárolására alkalmas memóriát tartalmaznak, egyesek pedig szegmentálási képességgel sem rendelkeznek. A Rohde & Schwarz tervezőmérnökei más megközelítésből indultak ki: a hosszabb idejű jelenségek – például bevagy kikapcsolási tranziensek – befogása érdekében lényegesen nagyobb tárolókapacitással vértezték fel műszereiket. Az R&S RTM3000-család jelbefogási memóriája már alapesetben is 40 millió mintára terjed ki (átlapolt mintavételezéssel ez megduplázható), míg az R&S RTA4000-sorozatú oszcilloszkópok 100 millió – átlapolásos üzemmódban 200 millió – mintát képesek kezelni. A nagyobb memóriaméret hosszabb jelszakaszok megjelenítése esetén is magasabb mintavételi sebességek beállítását teszi lehetővé.
A szegmentálás (memóriaszakaszolás) a jelbefogási memória több területre történő felosztását jelenti: minden szinkronizálási (trigger-) esemény hatására az oszcilloszkóp a szinkronizálási pont körül adott méretű memóriaszakaszt tölt fel adatokkal. Az R&S RTA4000-sorozatú műszerek már alapkiépítésben is 1 milliárd minta méretű szegmentált memóriával rendelkeznek, ami 250-szer nagyobb, mint más élvonalbeli készülékek tárolókapacitása ebben a kategóriában. Az R&S RTM3000-család szegmentálási funkcióját külön kiegészítésként kell megrendelni, az ehhez tartozó memóriaterület 400 mintára terjed ki. Memóriaszakaszolást elsősorban adatcsomagokból álló jelek – például soros buszok vagy rádiókommunikációs adások hullámformáinak – vizsgálata során célszerű alkalmazni, ekkor ugyanis a forgalmazási szünetekben nem használ memóriát a műszer.
Kiszajú fokozataiknak és megnövelt függőleges felbontásuknak köszönhetően ezek az oszcilloszkópok olyan jelrészleteket is képesek megjeleníteni, amelyek más berendezések számára láthatatlanok maradnak. Mind az R&S RTM3000, mind az R&S RTA4000-sorozatú műszerek egyedi fejlesztésű, 10 bites felbontású, 5 GHz mintavételi sebességgel működő A/D-átalakítót tartalmaznak. E digitalizálók 1024 kvantálási szinttel rendelkeznek, négyszer finomabb felbontást biztosítva, mint a hagyományos, 8 bites analóg-digitális átalakítók. Mindezek mellett az új oszcilloszkópokba kiszajú bemeneti fokozatok kerültek, melyek segítségével még 1 mV/osztás érzékenység mellett is kihasználható a műszerek teljes sávszélessége. A megnövelt felbontásnak pedig – többek között – teljesítményelektronikai mérések vagy energetikai területeken végzett jelépségvizsgálatok során mutatkozik meg a jelentősége, amikor kis mértékű változásokat is észlelni kell.
Mindkét műszercsalád nagy fényerejű, 10,1 col átlójú, kapacitív érintőképernyővel rendelkezik, gyors, hatékony kezelhetőséget biztosítva. A berendezések könnyen hordozhatók, bekapcsolás utáni indulási idejük 10 másodperc. Ezenfelül minden műszerváltozat LAN-illesztőt is tartalmaz, így a készülékek az IP-címük begépelését követően bármely böngészőből elérhetők. Ez lehetővé teszi pillanatfelvételek készítését, a képernyőtartalom kivetítését, a kezelőszervek távoli vezérlését, továbbá a böngészőből történő, teljes körű, SCPI-alapú műszervezérlést is.
A legtöbb esetben kritikus jelentőségű, hogy milyen mérőfejjel dolgozunk. Az új oszcilloszkópok számos különféle aktív és passzív, áram-, illetve feszültségmérőfejet támogatnak, szimmetrikus és aszimmetrikus változatban egyaránt – így többek között a négyféle új, R&S RT-ZHD-sorozatú, nagyfeszültségű, szimmetrikus mérőfejet is. Ez utóbbiak CAT III minősítésűek, felső határfrekvenciájuk 100 MHz vagy 200 MHz lehet, terhelhetőségük 6000 V-ig terjed, feszültségeltolást 2000 V-ig képesek kompenzálni, közös módusú elnyomásuk pedig igen nagy, egyenfeszültség és 60 Hz között 80 dB. Teljesítményelektronikai mérések terén az oszcilloszkópok rendkívül hasznos kiegészítői ezek a szondák.
Ezek az oszcilloszkópok a piacon egyedülálló módon az USB-alapú adatkapcsolati funkciókat biztosító MTP (Media Transfer Protocol – médiaátviteli protokoll) szabványt is támogatják; ugyanezzel az eljárással kapcsolódnak a mobiltelefonok a számítógépekhez. E protokoll segítségével, egy „vezérlő” („host”) szerepkörű USB-eszközt a műszer hátoldali aljzatához csatlakoztatva, egyszerűen letölthető a képernyőn pillanatnyilag megjelenített kép, illetve utólagos – például Excellel történő – feldolgozás céljából exportálhatók a jelalak-adatok.
A két új oszcilloszkóp-család a méréseket és hibakeresési műveleteket nem csupán kiváló jellemzői révén, hanem számos különféle, járulékosan beépített eszközzel, funkcióval is segíti.
Az általános műszerfunkciók a következők:
- FFT (lásd 1. ábra).
- Toleranciamaszk-vizsgálat.
- XY-üzemmód.
- DC-mérő.
- Számláló.
Opciók:
- Protokollalapú szinkronizálás (triggerelés) és dekódolás a következő rendszerekhez: I2C, SPI, UART, RS-232, LIN, CAN, MIL-STD 1553, ARINC 429 és I2S.
- Vegyes jelű (MSO-) mérések (kiegészítés további 16 digitális csatornával).
- Hullámforma-generátor jelalak-előállításhoz.
- 4 bites adatminta-generátor.
- Spektrogramos megjelenítés (vízesés-diagram, lásd 2. ábra), időben változó RF-jelek, például frekvenciaugratásos adások vizsgálatához.
- Teljesítményelektronikai analízis.
Az R&S RTM3000 és R&S RTA4000-sorozatú oszcilloszkópok már megrendelhetők a Rohde & Schwarztól és kijelölt értékesítési partnereitől. Az R&S RTM3000 típusú műszerek induló ára 3555 USA-dollár, míg az R&S RTA4000-család készülékei 5940 USA-dollártól elérhetők.
