Rohde & Schwarz R&S®RTO1002 - цифровой осциллограф

Обзор преимуществ цифрового осциллографа Rohde & Schwarz R&S®RTO1002

Современные электронные устройства характеризуются спектральной и временной сложностью формируемых сигналов. Появление периодических, но редко повторяющихся ошибок в них приводит к снижению стабильности работы устройств, что влияет на их надежность. Одной из возможных причин появления сигнальных аномалий является работа некоторых электронных элементов в режимах, близких к пограничным. В этом случае даже небольшие колебания питающих напряжений и температуры окружающей среды могут привести к резкой смене их состояния. Еще одной причиной является постепенное накопление ошибок различного рода, периодически приводящее к появлению ошибок. Наконец, появление аномалий в сигналах часто связано со скрытыми дефектами микропрограммного обеспечения.

Проявление аномалий в сигналах может приводить к разным последствиям. В одних случаях редкое их повторение способно компенсироваться алгоритмами обработки, как это предусмотрено, например, в системах цифрового телевизионного вещания. Альтернативно наблюдается кратковременное нарушение функционирования или изменение выходных параметров устройства. Встречаются опасные случаи, когда единичный сбой приводит к полностью неправильной обработке большого объема информации. Так или иначе, все возникающие аномалии сигналов должны быть выявлены, а их источники — устранены.

Выявление аномалий в сигналах может выполняться на качественном и метрологическом уровне. В первом случае считается, что сигналы в устройстве не имеют ошибок после успешного выполнения его тестирования в течение заданного времени. Во втором случае выполняется целенаправленный поиск аномалий с использованием преимущественно осциллографических методов. При этом основная сложность состоит в достижении устойчивой регистрации аномалий в целях их последующего анализа.

Общий принцип поиска ошибок в сигналах состоит в накоплении разверток в режиме послесвечения с максимальной длительностью. Для этого следует использовать только цифровые запоминающие осциллографы. Однако далеко не всякий их образец подходит для этого. Вариант использования различного рода графических тестеров и USB-приставок следует отвергнуть сразу, поскольку они обычно обладают слишком малым количеством захватов и низкой точностью измерений.

Как известно, цифровые осциллографы регистрируют сигналы в два этапа. Сначала делается выборка сигнала за определенный период времени и сохраняются отсчеты. На втором этапе прибор обрабатывает эти отсчеты и отображает осциллограмму. В это время осциллограф не захватывает измеряемый сигнал. Когда традиционные цифровые осциллографы работают с максимальной частотой дискретизации, время простоя превышает 99,5% общей длительности работы. Поэтому ошибки сигнала, возникающие в течение времени простоя, остаются незарегистрированными, и чем реже они возникают, тем с меньшей вероятностью будут обнаружены.

Осциллограф R&S®RTO1002 и другие приборы Rohde & Schwarz серии RTO имеют уникальную функциональность — они обеспечивает до 1 млн. захватов сигнала в секунду против примерно 50 тыс. при традиционной архитектуре. Такое большое количество захватов достигается за счет технологии сегментированной развертки, при которой время простоя сокращается более чем на порядок. Сравнение возможностей осциллографов по поиску сигнальных аномалий показало, что при частоте ошибок 10 шт./с приборами с количеством захватов 100 тыс. и 1 млн. для обнаружения аномалии с вероятностью 0,999 требуется время порядка 660 и 7 с, что показывает значимость для практики количества захватов как параметра осциллографа. Важно также отметить, что большое количество захватов позволяет накопить статистическую информацию, например, о нестационарности форм фронтов и спадов цифровых сигналов.

При использовании RTO1002 не надо строить гипотезы о наличии ошибок в сигнале — достаточно проанализировать его в течение небольшого времени. Использование результатов измерений, полученных с помощью RTO1002 R&S, позволяет значительно легче определить причины возникновения аномалий. В частности, могут быть выделены ложные переключения логических элементов, сторонние наводки, амплитудно-временные нарушения, срывы обработки тактовых импульсов и многие другие критические нарушения. Параметры зарегистрированных аномалий легко измеряются курсорными и автоматическими измерениями. Углубленный анализ сигнальных аномалий проводится с использованием математических операций, включая быстрое преобразование Фурье.

На сегодняшний день подавляющее большинство осциллографов не может конкурировать с приборами серии R&S RTO по достижимой скорости сбора данных о сигнале. Использование уникальных возможностей осциллографа R&S®RTO1002 позволяет значительно ускорить поиск редких аномалий, что упрощает отладку радиоэлектронных средств и делает их функционирование более надежным
 

Технические характеристики цифрового осциллографа Rohde & Schwarz R&S®RTO1002