
Mit dem Oszilloskop SDS7000A können Entwickler High-Speed-Designs schneller und präziser realisieren. (Bild: Siglent)
In einer Zeit, in der Designs immer komplexer werden und die Anforderungen an Signalintegrität stetig steigen, ist die Wahl des passenden Messgeräts von entscheidender Bedeutung. Das Siglent SDS7000A stellt mit einer Bandbreite von bis zu 8 GHz, der 12-Bit-ADC-Technologie, einem tiefen Speicher sowie umfangreichen Analyse- und Compliance-Test-Funktionen eine leistungsstarke Lösung dar. Damit wird selbst mit begrenztem Budget präzises Debugging möglich.
Warum ist Signalintegrität in modernen Designs entscheidend?
Bei Entwicklung von Embedded- oder Signalübertragungssystemen ist die Signalintegrität ein wichtiger Parameter. Sie ist ein Maß dafür, wie unverfälscht ein Signal seinen Zielort erreicht. Durch die physikalischen Eigenschaften von Übertragungsstrecken entstehen Störungen, Verzerrungen oder Verluste, welche das Originalsignal verändern. Bei Hochgeschwindigkeits-Schaltungen sind Übersprechen, Reflexionen, Rauschen oder Laufzeitunterschiede typische Gründe für die Signalverschlechterung. Eine gute Signalintegrität ist entscheidend, um sicherzustellen, dass digitale und analoge Signale korrekt interpretiert werden, insbesondere in Bereichen wie Hochfrequenztechnik, Datenkommunikation und Embedded-Designs. Zur Bewertung und Optimierung der Signalintegrität von Signalen ist es unbedingt notwendig, dass auch das Messmittel eine hohe Signalintegrität hat.
Wie sorgt 12-Bit-Technologie für präzisere Ergebnisse?
Das Oszilloskop ist das meistgenutzte Gerät, wenn es um die Bestimmung der Signalintegrität geht. Noch vor einigen Jahren waren Geräte mit 8-Bit Analog-Digital-Wandlung (ADC) der Standard. Inzwischen hat sich die 12-Bit-Technik durchgesetzt. Der Sprung von 8-Bit zu 12-Bit vertikaler Auflösung mag auf den ersten Blick unscheinbar wirken, doch in der Praxis ergeben sich daraus erhebliche Vorteile.

Es geht in erster Linie nicht um die Messgenauigkeit von Pegeln. Aber zusammen mit einem horizontalen und vertikalen Zoom, wie standardmäßig beim SDS7000A verfügbar, entsteht die Möglichkeit detaillierte Einblicke zu bekommen und gefundene Anomalien analysieren zu können. Die präziseren Darstellungen kleiner Signaldetails kann bei Hochgeschwindigkeits-Designs entscheidend sein. Zusammen mit der Umstellung auf die höhere Auflösung wurden die Eingangsstufen optimiert, so, dass ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis entsteht und auch eine Verbesserung der Signaltreue der Erfassung erreicht wird. Ebenso, wie beim Schaltungsdesign ist es wichtig, dass am Messgerät eine gute Isolierung zwischen den Leitungen bzw. Kanälen vorhanden ist und damit ein Übersprechen vermieden wird. Dies alles trägt erheblich zu einer verbesserten Signalintegrität bei.
Abtastrate, Speichertiefe und die Zeit pro Einteilung (Div) hängen direkt zusammen:
Benötigter Erfassungsspeicher = Abtastrate × Zeit/Div × Anzahl Div.
In dieser Gleichung sind der Erfassungsspeicher und die Anzahl der horizontalen Skalenteile konstant. D. h. eine Vergrößerung des Parameters Zeit/Div führt bei Überschreiten des verfügbaren Speichers dazu, dass die Abtastrate nach unten angepasst wird. Somit kann es passieren, dass Details nicht erfasst werden und die Signaldarstellung nicht mehr dem echten Verlauf gleicht. Aus diesem Grund spielt auch die Speichergröße eine, wenn auch indirekte Rolle bei der Betrachtung der Signalerfassungsgenauigkeit des Oszilloskops. Bei Abtastraten von 20 bzw. 10 GS/s wie beim SDS7000A ist ein tiefer Speicher unbedingt notwendig, um die maximale Leistungsfähigkeit möglichst lange nutzten zu können.
Um die hochaufgelöste (vertikal und horizontal) Erfassung im Anschluss effizient für die Analyse nutzen zu können stellt das Siglent Performance Oszilloskop viele Tools zur Verfügung. Der Zonen-Trigger vereinfacht die Erfassung von komplexen Signalen, der vertikale und horizontale Zoom ermöglicht den Blick in die kleinesten Details, automatisierte Messungen, Statistik mit Histogramm und Suchfunktion unterstützen den Anwender beim Auffinden von Signalauffälligkeiten.
Compliance-Tests für zukunftssichere Designs
Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung in der Industrie – von Smart Homes über autonome Fahrzeuge bis hin zu Industrie 4.0 – treiben die Nachfrage nach präzisen und zuverlässigen Datenübertragungen.
Eine mangelhafte Signalintegrität kann in diesen Anwendungen zu schwerwiegenden Problemen wie Datenverlust oder Fehlfunktionen führen. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, bietet das SDS7000A nicht nur die nötige Bandbreite und Auflösung, sondern auch spezialisierte Testlösungen, die auf die sich wandelnden Marktanforderungen abgestimmt sind.
Mit den optionalen Compliance-Testlösungen ist das SDS7000A bereits für aktuelle Standards gerüstet. Ethernet sowie Automotive Ethernet Compliance Tests gehören ebenso zum Repertoire wie USB 2.0.

Damit kann das Oszilloskop wachsende Bedarf an zuverlässigen Kommunikationslösungen in den Bereichen IT, IoT und Automobiltechnik adressieren.

Angesichts der steigenden Anforderungen an die Signalintegrität in modernen Embedded- und Übertragungssystemen spielen diese Funktionen eine entscheidende Rolle, denn sie helfen Entwicklern, potenzielle Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen und sicherzustellen, dass ihre Designs die branchenüblichen Standards erfüllen.
Durch die Kombination aus hochentwickelten Hardwarefähigkeiten und Compliance-Testoptionen positioniert sich das SDS7000A als geeignetes Werkzeug, um den steigenden Qualitätsanforderungen in der Elektronikbranche gerecht zu werden. So unterstützt es Ingenieure nicht nur dabei, die Signalintegrität ihrer Designs zu optimieren, sondern auch die Zuverlässigkeit zukünftiger Kommunikationssysteme sicherzustellen.

Was ermöglicht das SDS7000A für DDR3- und MIPI D-PHY-Tests?
DDR3-Speicher (Double Data Rate 3) ist ein etablierter Standard in der Speichertechnologie, der trotz der Einführung aktuellerer Generationen wie DDR4 und DDR5 weiterhin in zahlreichen Anwendungen verwendet wird. Besonders in Embedded-Systemen, älteren Industrieanlagen und kostensensitiven Anwendungen bleibt DDR3 aufgrund seiner Verfügbarkeit, Stabilität und geringeren Kosten relevant. Der Fokus in diesen Bereichen liegt häufig auf Langlebigkeit und bewährten Technologien, was DDR3 weiterhin attraktiv macht. Die Anforderungen zum Test von DDR3-Speichern sind hoch. Insbesondere die Signalintegrität der Daten- und Taktsignale ist entscheidend, um eine fehlerfreie Kommunikation sicherzustellen. Um die schnellen Datenraten von DDR3 zu erfassen, sind Oszilloskope mit ausreichender Bandbreite, mindestens 6 GHz, notwendig. Für die Analyse langer Signalsequenzen und komplexer Protokollinteraktionen ist ein großer Erfassungsspeicher erforderlich. Spezielle Trigger wie der Zonen-Trigger ermöglichen die gezielte Erfassung kritischer Signalereignisse. Tests wie Setup- und Hold-Time-Messungen erfordern eine präzise zeitliche Auflösung und hohe Abtastraten. Integrierte Tools zur Analyse von Daten- und Adressbussen vereinfachen die Fehlersuche in Speicher-Subsystemen.

MIPI D-PHY (Mobile Industry Processor Interface) ist ein weit verbreiteter Standard für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen in mobilen und eingebetteten Systemen. Er wird häufig in Anwendungen wie Kamerasensoren, Displays und Sensorfusionstechnologien genutzt. Mit der zunehmenden Verbreitung von IoT-Geräten, Wearables und autonomen Systemen bleibt MIPI D-PHY ein zentraler Standard, da er eine energieeffiziente und zuverlässige Datenübertragung bietet. Der Bedarf an Tests wächst, da aktuelle Designs immer höhere Datenraten und komplexere Signalverarbeitungen erfordern. Die Anforderung an die Messgeräte sind ähnlich wie bereits für den DDR3 Test beschrieben. Wichtig ist bei MIPI D-PHY Messungen die Verwendung von geeigneten Differenztastköpfen. Siglent bietet hierfür aktive, differenzielle Tastköpfe mit bis zu 5 GHz Bandbreite an.
Wie eröffnet die Echtzeit-Spektrumanalyse neue Möglichkeiten?
Voraussichtlich ab der zweiten Hälfte 2025 wird das SDS7000A zudem Echtzeit-Spektrum-Analyse ermöglichen. Der Entwickler kann somit Zeit- und Frequenzbereich gleichzeitig korrelieren und analysieren. Diese Möglichkeit bringt erhebliche Vorteile, da Störungen oder unerwünschte Signalkomponenten oft erst durch die Kombination beider Analysen vollständig verstanden werden. So können Ingenieure beispielsweise transient auftretende Störungen lokalisieren, ihre Frequenzcharakteristik analysieren und direkt mit den zeitlichen Signalereignissen korrelieren.

Dies vereinfacht die Fehlersuche erheblich und beschleunigt die Optimierung von Designs, insbesondere in anspruchsvollen Anwendungen wie der drahtlosen Kommunikation, Radar- und HF-Technik.
High-Speed-Debugging „for Every Bench”
Durch die Kombination aus 6 GHz Bandbreite, tiefem Speicher und hoher Präzision ist das SDS7000A ein geeignetes Werkzeug für die nächste Generation von Designs – von der Automobilindustrie bis zur Hochfrequenztechnik. Die Compliance-Tests erleichtern es Entwicklern, den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, während die geplanten Upgrades das Gerät zukunftssicher machen.
Das Siglent SDS7000A ist nicht nur ein Oszilloskop, sondern ein Schlüsselwerkzeug für Entwickler und Testingenieure, die Präzision, Leistung und Flexibilität benötigen. Mit seinen Funktionen und dem Blick auf zukünftige Standards bietet das Gerät alles, was nötig ist, um die Herausforderungen aktueller Elektronikdesigns zu meistern. (bs)