Bild 1: Das RTH1004 bietet eine hohe Funktionalität und ist einfach zu bedienen. Es hat eine detaillierte Signaldarstellung durch ein 7-Zoll-Farbdisplay (LC TFT 800 × 480). Multifunktionsdrehrad, Touchscreen und große Tasten ermöglichen eine einfache Einstellung der Parameter. (Bild: R&S)
Bild 2 a: Oben: Die Hauptplatine des RTH1004 mit den wesentlichen Komponenten für die Messwertverarbeitung. Nicht im Bild zu sehen sind Touchscreen- und Displayansteuerung sowie die Stromversorgung. R&S
Bild 2 b: Vereinfachtes Blockschaltbild des RTH1004. R&S
Bild 3: Die galvanische Trennung aller analogen Eingangskanäle und der im Bild gezeigte Aufbau mit der doppelten Isolation spezifizieren das Universalgerät für Messungen in Umgebungen gemäß CAT III 1000 V/CAT IV 600 V. R&S
Bild 4: Die WLAN-Anbindung und der Ethernet-Anschluss ermöglichen die webbasierte Fernbedienung in gefährlicher Umgebung. R&S
Im Inneren macht das einfach zu bedienende und trotzdem leistungsfähige Universalgerät (Bild 1) einen sehr aufgeräumten Eindruck. Bilder 2a und 2b zeigen die Hauptplatine und ein vereinfachtes Blockschaltbild mit den wesentlichen Funktionen der Vierkanalversion. Im oberen Teil sind die vier galvanisch isolierten Frontendmodule zu sehen. Jedes dieser Eingangsmodule verstärkt die Eingangssignale mit einem von R&S dafür entwickelten 500-MHz-Breitbandverstärker in BiCMOS-Technologie.
Die Eingangsempfindlichkeit reicht von 2 mV/Div. bis 100 V/Div. Bei dem hier vorgestellten Modell lassen alle Eingangskanäle ebenfalls eine digitale Spannungsmessung zu. Weiter geht es über einen speziellen 500-MHz-Breitbandübertrager, welcher auch eine Eigenentwicklung des Unternehmens ist. Wie alle anderen Isolationsbarrieren des Gerätes ist auch dieser Breitbandübertrager entsprechend CAT IV 600 V ausgelegt. Das bedeutet, Transienten von bis zu 8 kV, wie sie im elektrischen Versorgungsnetz vor der Haussicherung auftreten können, müssen ohne Schaden überstanden werden.
Danach folgt ein ebenfalls von R&S entwickelter 10-Bit-AD-Wandler. Die Kommunikation mit dem Frontendmodul zur Empfindlichkeitseinstellung erfolgt galvanisch getrennt über einen Optokoppler pro Kanal. Ebenfalls galvanisch getrennt ist der Interfacebereich mit 8-Bit-MSO (Logik) -Schnittstelle, USB und LAN (in Bild 2 besonders hervorgehoben). Das ermöglicht die sichere Messung hoher Spannungen an den analogen Eingangskanälen und die gleichzeitige Analyse digitaler Steuersignale.
Der von R&S entwickelte schnelle 10-Bit-AD-Wandler in CMOS-Technologie arbeitet mit einer Echtzeitabtastrate von bis zu 5 GSamples/s. Für die Daten steht ein Erfassungsspeicher von 125 kSamples/Kanal (alle 4 Kanäle aktiv) zur Verfügung oder 500 kSamples bei einem aktiven Kanal.
Das Herz des RTH1004 stellt der System-on-Chip-Baustein (Xilinx Zynq 7000 Familie) dar. Er vereint einen ARM-Cortex-A9-Prozessor, auf welchem die Linux-basierte Gerätefirmware läuft und ein Signalverarbeitungs-FPGA. Im FPGA sind alle Funktionen wie die Signalerfassung, die digitale Triggereinheit oder der Protokolldekoder vollständig digital realisiert.
Bis zu zwei Millionen Messwerte pro Kanal
Wird zum Beispiel der zusätzliche Tastkopf MSO angeschlossen, stellt das Gerät acht weitere digitale Eingangskanäle zur Verfügung, um Steuersignale in zeitlicher Korrelation zu den analogen Kanälen analysieren zu können. Neben dieser Logikanalysefunktion wird der RTH 1004 auch zu einem Protokollanalysator mit gezielter Triggerung auf Protokollereignisse (I2C, SPI, CAN/LIN) und zu einem Datenlogger für bis zu vier Messungen mit Messraten von einer, zwei oder fünf Messungen pro Sekunde. Der Speicher erfasst bis zu zwei Millionen Messwerte pro Kanal.
Umfangreich sind die Triggermöglichkeiten. Insgesamt stehen 14 Triggerarten zur Verfügung, zum Beispiel der normale Flankentrigger, ein Pulsbreitentrigger oder der Protokolltrigger, welcher auf Daten innerhalb dekodierter serieller Protokolle triggern kann. In Bild 4 sind die WLAN-Module mit ihren Antennen gezeigt. Die WLAN-Anbindung und der Ethernet-Anschluss ermöglichen eine webbasierte Fernbedienung, SCPI und den einfachen Datenzugriff auch in gefährlicher Umgebung (Bild 4). Messkurvenanzeige und Bedienoberfläche sind direkt am Webbrowser verfügbar.
Das RTH1004 wird exklusiv von Datatec vertrieben. Es kostet in der 2-Kanal-Grundversion 3350 Euro. Das hier gezeigte 4-Kanal-500MHz-Update hat einen Preis von 5930 Euro.
Technische Daten
500 MHz, 4 Kanäle
5 GSample/s Abtastrate
50.000 Messkurven pro Sekunde
10-Bit-A/D-Wandler
2 mV/div bis 100 V/div
Bis zu 300 V Offsetbereich
33 automatische Messfunktionen
Optional Mixed-Signal-Option mit R&S RTH-B1
Eingangskanäle / Speichertiefe:
8 Logikkanäle / 125 kSample
Bandbreite / Abtastrate:
250 MHz / 1,25 GSample/s
Abmessungen (B × H × T):
201 mm × 293 mm × 74 mm
Gewicht inklusive Batterie: 2,4 kg
Dipl.-Ing. Siegfried Best
(ah)
