La tecnologia HD4096 consiste ed è caratterizzata dall'uso di Adc a 12 bit e ad alta frequenza di campionamento, di amplificatori con un elevato rapporto signal-to-noise e di una architettura di sistema a basso rumore di fondo. Queste componenti e questa tecnologia, sviluppata da Teledyne LeCroy, consentono agli oscilloscopi ad alta definizione, definiti “HDO” (High Definition Oscilloscopes), di acquisire e visualizzare segnali fino a 1 GHz con acquisizioni e quindi risoluzione 16 volte maggiori rispetto ai tradizionali sistemi a 8 bit. Tutti i modelli HDO, ora disponibili anche sul mercato italiano, sono dotati di un grande schermo touchscreen da 12,1'' con un'interfaccia utente semplice e intuitiva, potenti strumenti di collaudo e un pieno complemento di capacità matematiche e di misurazioni automatiche sulle forme d'onda. Questi strumenti includono la ricerca WaveScan, History Mode per il playback delle forme d'onda, modalità di acquisizione sequenziale e LabNotebook per la generazione di rapporti. Specifici pacchetti software per l'analisi di spettro e le misurazioni di potenza estendono le capacità di questi oscilloscopi sfruttando al meglio la maggiore precisione nelle misurazioni e il più ampio range dinamico a disposizione. Dal punto di vista delle prestazioni gli oscilloscopi della famiglia HDO4000, disponibili sia in versioni a 2 che a 4 canali, sono caratterizzati da una velocità di campionamento di 2.5 GS/s con una profondità di memoria sino a 25 Mpt per canale (con un massimo di 50 Mpt per canale in modalità interleaved). Fanno parte della famiglia modelli a 2 e 4 canali con larghezza di banda da 200 MHz to 1 GHz. Gli oscilloscopi della famiglia HDO6000, disponibili in modelli a 4 canali sono caratterizzati da velocità di campionamento di 2.5 GS/s, con una profondità di memoria massima di 250 Mpt per canale e larghezze di banda di 350 MHz, 500 MHz, e 1 GHz. Gli oscilloscopi dotati di tecnologia HD4096 consentono misurazioni più precise, ad alta risoluzione appunto, rispetto alle tradizionali alternative a 8 bit. I nuovissimi Adc a 12 bit offrono frequenze di campionamento al massimo della risoluzione fino a 2,5 GS/secondo mentre gli amplificatori di ingresso ad alte prestazioni mettono a disposizione una fedeltà di segnale con un rapporto signal-to-noise di 55 dB che è oggettivamente impressionante, fornendo quindi un segnale cristallino agli Adc che lo devono digitalizzare. Infine l'architettura di sistema a basso rumore di fondo assicura che nulla interferisca con il segnale acquisito e che l'oscilloscopio visualizzi una forma d'onda che rappresenta accuratamente il segnale proveniente dal dispositivo in esame.
Strumenti avanzati
di misura, debug e analisi
Una visualizzazione accurata del segnale e velocità di campionamento elevate sono irrimediabilmente superflue se non sprecate quando mancano gli strumenti analisi e debug adeguati. Tutti gli oscilloscopi della famiglia HDO sono dotati di potenti strumenti per il debug veloce e un'accurata analisi delle forme d'onda. WaveScan, lo strumento dedicato alla ricerca e analisi avanzata, che permette la ricerca in una singola acquisizione di runts, glitch, e altre anomalie con più di 20 diversi criteri, può essere anche impostato per la ricerca di un evento per ore o addirittura giorni. La modalità History consente lo scorrimento indietro nel tempo per isolare le anomalie e misurarle con differenti parametri o cursori. L'opzione di trigger e decodifica su bus seriali isola rapidamente gli eventi sul bus senza la necessità di impostare trigger manualmente. La modalità Sequence memorizza gli eventi isolati dal trigger come "segmenti", consentendo la cattura di molti impulsi veloci in rapida successione o eventi separati da lunghi periodi di tempo e riducendo i tempi morti tra cicli di trigger. Il LabNotebook, strumento per la documentazione e generazione di accurati rapporti, rende rapido il lavoro di salvare e documentare i risultati dei test. La famiglia di oscilloscopi HDO può misurare e analizzare ogni piccolo aspetto di una forma d'onda con funzioni matematiche fra cui Media, Enhanced Resolution e Fft più una ampia serie di ulteriori misure parametriche. Analisi statistiche, istogrammi e trend vanno oltre la semplice misura, mostrando ogni cambiamento della forma d'onda nel tempo.
Software
per la spectrum e la power analysis
Ora disponibili anche per l'HDO i pacchetti software creati per affinare l'analisi su due aree fondamentali che interessano una vasta gamma di attività di progettazione e di debug. Il software Spectrum Analyzer converte le funzionalità di un HDO in quelle di un analizzatore di spettro. Consente infatti all'utente di regolare parametri quali intervallo di frequenza, larghezza di banda di risoluzione e frequenza centrale. È inoltre possibile applicare filtri per i segnali di ingresso e osservare il relativo cambiamento a livello di frequenze in tempo reale. Un sistema di ricerca dei picchi identifica ed etichetta le componenti spettrali, la frequenza e i livelli per presentarli in una unica tabella, l'utente può cliccare so qualsiasi componente della tabella per passare istantaneamente al picco corrispondente e può utilizzare la visualizzazione dello spettrogramma per vedere come esso cambia nel tempo. Il software di Power Analisys misura e analizza in modo rapido le caratteristiche di funzionamento dei convertitori di potenza e circuiti basati su tali componenti attraverso misure automatiche sulle perdite e un'interfaccia utente dedicata. Le note aree turn-on, turn-off e condution loss sono identificate con sovrapposizioni di forme d'onda di differenti colori codificati. Fanno parte del software gli strumenti per le analisi critiche su dispositivi switching, come i controlli sulla modulazione di loop, l'analisi sulle armoniche sulla linea di alimentazione. Le capacità di analisi in ambito Power degli oscilloscopi HDO è molto ampia. Per quanto riguarda le perdite di potenza nei circuiti o nei dispositivi di switching l'opzione software Power Analyzer individua e misura automaticamente le perdite relative alle condizioni di accensione, spegnimento, conduzione e stato di quiete. La visualizzazione della Safe Operating Area mostra il comportamento interno dei circuiti del dispositivo power che si sta collaudando per consentire di identificare rapidamente qualunque transizione vicina ai limiti di picco della corrente. L'interfaccia dedicata asseconda la predisposizione corretta delle sonde ed elimina gli errori tipicamente associati all'uso delle sonde stesse. L'analisi disponibile del loop di controllo valuta le dinamiche dei dispositivi power switched-mode visualizzando le variazioni di ampiezza d'impulso, duty cycle, periodo o frequenza. Questa modalità di analisi si avvantaggia della lunga memoria, fino a 250 Mpts, degli oscilloscopi HDO per acquisire le prestazioni del control loop durante la fase di accensione. I collaudi di preconformità delle armoniche delle line di potenza sono eseguiti secondo lo standard EN61000-3-2. Le armoniche di voltaggio, corrente e linea possono venire visualizzate simultaneamente. I risultati dei test con maschera sulle armoniche fuori dalla gamma consentita sono riassunti in una tabella assieme a tutti gli altri risultati e quindi facilmente consultabili.
16 volte più risoluzione
La risoluzione verticale a 12 bit mette a disposizione 16 volte più risoluzione, e quindi dettagli, rispetto alla risoluzione verticale a 8 bit. I 4096 livelli verticali infatti riducono considerevolmente gli errori di quantizzazione. I segnali acquisiti con oscilloscopi con risoluzione inferiore, tipicamente 8 bit reali, sono soggetti a un numero decisamente più alto di errori di quantizzazione e le forme d'onda visualizzate risultano quindi decisamente meno accurate, mentre i segnali acquisiti con un oscilloscopio dotato di tecnologia HD4096 a 12 bit vengono accuratamente visualizzati grazie al numero minimo di errori di quantizzazione.
Il collaudo ad alta risoluzione
Gli oscilloscopi dotati di tecnologia HD4096 mettono a disposizione dell'utente una varietà di benefici che consentono collaudi in alta definizione. Le forme d'onda visualizzate dall'oscilloscopio sono nettamente più pulite e più nette, un numero molto maggiore di dettagli del segnale può venire visualizzato e quindi misurato ed infine queste stesse misurazioni possono venire eseguite con precisione senza precedenti. Tutto ciò ha come risultato un netto miglioramento nei risultati dei test e si ottengono quindi tempi di collaudo sostanzialmente minori. Che mette otticamente una di fianco all'altra due acquisizioni dello stesso segnale eseguite con un oscilloscopio a 8 bit e uno dotato di tecnologia HD4096 a 12 bit, le differenze appaiono sostanziali. Le forme d'onda acquisite con un oscilloscopio dotato di tecnologia HD4096 appaiono notevolmente più pulite e nitide. L'accuratezza oltre che visibile è garantita dall'alta frequenza di campionamento e del basso rumore di fondo dell'architettura di sistema. Osservando il paragone si nota anche come importanti dettagli del segnale, negli oscilloscopi tradizionali a 8 bit, vengano persi nel rumore, mentre rimangono chiaramente visibili e distinguibili quando analizzati su di oscilloscopio HDO con tecnologia HD4096. Appare dunque chiaro che dettagli precedentemente difficili persino da vedere, con questa nuova tecnologia possano addirittura essere non solo visti, ma anche misurati dettagliatamente. Considerando poi che è possibile utilizzare le capacità di zoom tipiche degli oscilloscopi digitali, appare evidente il livello senza precedenti di introspezione del segnale a disposizione rispetto a quella offerta sino ad ora. Alla stessa stregua della precisione di visualizzazione sappiamo essere critica, al fine di un collaudo e una analisi efficace, anche la precisione delle misurazioni. La nuova tecnologia HD4096, presente nelle sue nuove serie HDO4000 e HDO6000, mette a disposizione degli utenti una precisione delle misurazioni mai vista, in grado di aumentare significativamente le possibilità di collaudo ed alzare nettamente il livello dei risultati. In aggiunta alla tecnologia HD4096 gli HDO sono dotati della nota funzione di filtraggio Teledyne LeCroy Eres (Enhanced Resolution) che consente all'utente di aggiungere tre ulteriori bit di risoluzione verticale per un totale di 15 bit.
