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M E S S T E C H N I K & E M V
Abbildung 1: Das Blockschaltbild der CPU-basierten Architektur
zeigt, dass die CPU für die Darstellung der Messkurven ein
Nadelöhr darstellt.
Abbildung 2: : Die MegaZoom-Architektur mit einem kundenspezifischen
ASIC für die Darstellung von Messkurven aus dem
Oszilloskop-Speicher.
Nachteile? Viel Speicher ist dann nachteilig, wenn er ein Oszilloskop
so langsam macht, dass man nicht mehr sinnvoll damit
arbeiten kann. Ein großer Speicher beansprucht das System
sehr stark. Manche Oszilloskope sind so ausgelegt, dass sie mit
viel Speicher gut zurechtkommen, ansprechbar bleiben und
den Bildschirm angemessen schnell neu schreiben, anderen
geht es nur um die Kernspezifikation auf dem Papier. Will man
eine derartige Einstellung tatsächlich nutzen, stellt man fest,
dass das Oszilloskop im Grunde so nicht nutzbar ist, weil die
Signalaktualisierungsrate (Bildwiederholfrequenz) um Größenordnungen
sich verringern. Betrachtet man obige zwei Oszilloskope
nochmals, stellt man fest, dass beide Oszilloskope
bei 20 ns/div (einer schnellen Zeitbasiseinstellung) nahe ihrer
Maximalwerte für die Signalaktualisierungsrate sind. Was aber
passiert, wenn man die Zeitbasis auf 400 ns/div stellt?
Das Oszilloskop mit der MegaZoom-Architektur maximiert
seine Speichertiefe automatisch und hält die Abtastrate
auf Maximum. Dieses Oszilloskop verhält sich genau so,
wie man es von einem Oszilloskop mit großer Speichertiefe
erwarten würde (es hält die Abtastrate bei 5 GSamples/s und
hat dabei immer noch eine hohe Signalaktualisierungsrate).
Das Oszilloskop mit der CPU-basierten Architektur nutzt
immer noch seine Standardspeichertiefe, damit das Oszilloskop
ansprechbar bleibt, hält die Abtastrate dabei aber nicht
so hoch, wie es eigentlich sollte (und hat dennoch im Vergleich
eine niedrigere Signalaktualisierungsrate). Was passiert,
wenn man die Speichertiefe so einstellt, dass die Abtastrate
hoch bleibt? Man beginnt die Kompromisse eines Geräts
zu erkennen, das zwar eine große Speichertiefe aufweist, aber
eigentlich nicht dafür ausgelegt ist: Die Abtastrate ist nun am
Maximum von 5 GSamples/s, aber die Signalaktualisierungsrate
ist nur ein Drittel so hoch wie beim MegaZoom-Oszilloskop.
Und wenn man auf langsamere Zeitbasiseinstellungen
schaut, wird das Verhältnis noch erheblich ungünstiger (z. B.
ist die Signalaktualisierungsrate des MegaZoom-Oszilloskops
bei 4 µs/div 20-mal so hoch wie beim CPU-basierten
Oszilloskop).
CPU-basierte Architektur
Und was bedeutet, dass ein Oszilloskop für große Speichertiefe
ausgelegt ist, während ein anderes seinen Speicher auf
10 Kpts beschränken muss, damit es bedienbar bleibt? Das hat
eine Menge mit der Architektur des Oszilloskops zu tun. Bei
einigen Oszilloskopen ist die CPU ein integraler Teil des eigentlichen
Oszilloskop-Systems (CPU-basierte Architektur).
Sie stellt oft das Nadelöhr im Systemaufbau dar und bestimmt,
wie schnell das Oszilloskop Daten verarbeiten und anzeigen
kann. Hat die CPU gerade keine Zeit, auf den Speicher zuzugreifen,
verlängert das die Zeit, die für die Verarbeitung und
Anzeige der Daten nötig ist. Dies wiederum verringert die Signalaktualisierungsrate
des Oszilloskops, manchmal drama-
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