DE69837866T2

DE69837866T2 - Verfahren und Vorrichtung zum digitalen Abtasten eines elektrischen Wellenzuges

Info

Publication number: DE69837866T2
Application number: DE69837866T
Authority: DE
Inventors: John J. Hillsboro Pickerd
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: JPH10282153A; CN1201172A; EP1666892A3; DE69837866D1; JP3316583B2; US5978742A; EP1666892A2; DE69841484D1; EP1666892B1; KR19980081062A; EP0869368A2; EP0869368B1; KR100518661B1; EP0869368A3; CN1178114C

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die digitale Abtastung von elektrischen Wellenformen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bereitstellung eines effektiv vergrößerten und steuerbar geformten Durchlassbereichs in einem digitalen Abtastoszilloskop durch Softwaresteuerung von existierender Hardware.
In Signalmessinstrumenten ist es im Allgemeinen erforderlich, ausreichend Bandbreite im Instrument bereitzustellen, um auf die höchsten Frequenzen eines zu messenden Signals innerhalb annehmbarer Verzerrungsgrenzen zu reagieren. Wie gut bekannt ist, verlieren Messinstrumente im Allgemeinen diese Fähigkeit bei genügend hohen Frequenzen, wobei ihre Reaktion jenseits einer Knick- oder Grenzfrequenz von 3 dB beträchtlich gedämpft und phasenverschoben wird.
Eine Standardmethode zum Erhöhen der Bandbreite eines Signalmessinstruments besteht darin, eine schnellere Schaltung zu verwenden, um die physikalische Abtastrate zu erhöhen. Eine schnellere Schaltung hat jedoch den Nachteil höherer Kosten; insbesondere dann, wenn mehrere Kanäle vorhanden sind, in jedem von denen es erwünscht ist, eine höhere Geschwindigkeit bereitzustellen.
Eine alternative Methode bestand darin, das vorzusehen, was auf dem Fachgebiet als Äquivalenzzeitabtastung ("ET" und "ET-Betriebsart") bekannt ist. In der ET-Betriebsart wird die periodische Art der abzutastenden Wellenform ausgenutzt, wobei mehrere, sequentielle Erfassungen von Abtastwerten der Wellenform erfasst und verwendet werden, um zunehmend einen Datensatz der Periode der Wellenform mit höherer Auflösung zu erstellen. Die Abtastwerte in einer Erfassung werden im Allgemeinen asynchron mit den Abtastwerten anderer Erfassungen erfasst, so dass sie nicht überlappen.
Die Anzahl von in der ET-Betriebsart verwendeten Erfassungen ist als Faktor zu sehen, um den die Zeit effektiv erweitert wird ("Zeiterweiterungsfaktor"), oder als Faktor, mit dem die physikalische Abtastrate effektiv multipliziert wird. Das heißt, eine größere physikalische Zeit wird bereitgestellt, während der Abtastwerte der Wellenform erfasst werden, so dass für eine gegebene Periode der Wellenform mehr Abtastwerte erfasst werden. Es wird jedoch die größere physikalische Zeit durch Abtastung über wiederholte Perioden der Wellenform bereitgestellt. Folglich kann erkannt werden, dass die ET-Abtastung im Allgemeinen bei der Abtastung von nicht-periodischen Wellenformen nicht verwendet werden kann.
Digitale Abtastoszilloskope sehen häufig eine ET-Betriebsart vor. Ein Erfassungsspeicherregister ist typischerweise in einer kreisförmigen Warteschlange angeordnet. Digitalisierungsschaltungen schreiben in das Speicherregister mit einer im Wesentlichen konstanten Rate mit Abtastwerten einer Wellenform. Wenn ein Triggerereignis das Oszilloskop triggert, werden eine vorbestimmte Anzahl von Abtastwerten in das Speicherregister geschrieben, wonach die Abtastung angehalten wird. Die vorbestimmte Anzahl von Abtastwerten, die dem Triggerereignis entspricht, bildet eine "Erfassung".
Triggerortsinformationen, die verwendet werden, um den Trigger und daher den Start der gewünschten Daten im Erfassungsspeicher aufzufinden, werden in einem separaten Speicherregister gespeichert. Der Inhalt des Erfassungsspeicherregisters, das einer speziellen Erfassung entspricht, kann dann aufgefunden und in einen ET-Datensatz zur letztlichen Anzeige für einen Benutzer des Oszilloskops bewegt werden.
Typischerweise ist eine Software dafür verantwortlich, eine Erfassung für die Anzeige aufzufinden, zu bewegen und anderweitig zu verarbeiten. Einige der Softwarebefehle (ein "Befehlssatz") werden im Verhältnis zur Anzahl von erfassten Abtastwerten ausgeführt, während einige der Befehle ungeachtet der Anzahl von Abtastwerten in der Erfassung im Verhältnis zur Anzahl von Erfassungen ausgeführt werden. Die letzteren Befehle sind daher Overhead in Bezug auf die Abtastwerte. Typischerweise ist der Overhead ein sehr großer Prozentsatz des gesamten Befehlssatzes.
Überdies werden in einer Standardoperation des Oszilloskops die vorstehend erwähnten Befehle für eine Erfassung aufgerufen, wobei eine Erfassung ein im Wesentlichen vollständiges Ergebnis für die Anzeige ist. In der ET-Betriebsart, in der mehrere Erfassungen erforderlich sind, um die gewünschte resultierende Anzeige bereitzustellen, müssen jedoch die Befehle mehrere Male aufgerufen werden, d.h. für jede Erfassung. Daher kann erkannt werden, dass die ET-Betriebsart nicht nur eine niedrigere physikalische Abtastrate verwendet, die zu weniger Abtastwerten pro Erfassung führt, sondern ebenso durch Vervielfachen des Overheads infolge der Verwendung von mehreren Erfassungen signifikante Geschwindigkeit opfert.
Digitale Abtastoszilloskope können auch eine Betriebsart mit "schnellen Frames" bereitstellen. Das Erfassungsspeicherregister wird in eine Anzahl von Frames oder Segmenten unterteilt. Typischerweise werden die Abtastwerte für eine erste Erfassung in einem der Segmente gespeichert und die Abtastwerte von nächsten Erfassungen werden in den folgenden Segmenten gespeichert, bevor der vorstehend beschriebene Overhead aufgerufen wird. Wenn der Overhead nun über eine Anzahl von Erfassungen amortisiert ist, kann die effektive Abtastrate des Oszilloskops erheblich erhöht werden. Die Erfassungen werden für die letztliche Präsentation für den Benutzer auf der Anzeige verkettet. Obwohl diese Methodologie eine erhöhte Abtastrate durch Verringern des effektiven Overhead für eine gegebene Erfassung bereitstellt, bleibt die effektive Abtastrate durch die Geschwindigkeit der Abtast- und Digitalisierungshardware begrenzt.
Digitale Abtastoszilloskope werden manchmal verwendet, um ein so genanntes "Augendiagramm" zum Maskentesten eines digitalen Bitstroms bereitzustellen. Hier ist das gemessene Signal im Allgemeinen nicht-periodisch. Das "Augen"-Muster zeigt unter anderem die Form der Flanken der digitalen Impulse, die Datenbits darstellen, an. Folglich erfordert eine annehmbare Auflösung von Augendiagrammmustern eine Abtastfrequenz von mindestens zweimal der Frequenz der Fourier-Komponenten, die die Flanken der digitalen Impulse bilden. Folglich ist es besonders vorteilhaft in einem Augendiagrammmuster, ein digitales Abtastoszilloskop mit einer relativ weiten Bandbreite im Vergleich zur Bitrate zu verwenden.
Solche Augenmusterdiagramme können für die Analyse von optischen Wellenformen wie z.B. Wellenformen von synchronen optischen Netzwerken und optischen Faserkanal-Wellenformen ("SONET/Faserkanal"), insbesondere zur Maskenprüfung, verwendet werden. Bei einer solchen Maskenprüfung werden typischerweise Standards verwendet, die die Frequenzantwort eines Bezugsempfängers (nachstehend "Bezugskanal") wie z.B. eines digitalen Abtastoszilloskops, das zum Konstruieren eines Augemusterdiagramms verwendet wird, festlegen. Der Standard ITU-TS G.957 spezifiziert beispielsweise einen Bezugsempfänger mit einer Sessel-Thompson-("BT")Frequenzantwort 4. Ordnung, deren Bandbreite von 3 dB als 0,75 mal die Bitrate ausgewählt wird.
Der Bezugskanal umfasst im Allgemeinen ein digitales Abtastoszilloskop, eine mit elektrischen Eingängen des digitalen Abtastoszilloskops verbundenen Sonde und ein Filter zum Entzerren des Bezugskanals, so dass er im Wesentlichen der gewünschten BT-Frequenzantwort entspricht. Typischerweise verwendet das digitale Abtastoszilloskop eine Bandbreite, die die gewünschte Frequenzantwort reichlich übersteigt. Ein Beispiel eines solchen digitalen Abtastoszilloskops, das für die optische Maskenprüfung verwendet wird, ist das HP 71501, das von Hewlett Packard Company in Palo Alto, Kalifornien, hergestellt wird. Typischerweise ist die Sonde ebenso mit einer Bandbreite versehen, die die Bandbreite der gewünschten BT-Antwort übersteigt. Dann wird ein teures, aber standardisiertes Hardwarefilter außerhalb der Leiterplatte typischerweise verwendet, um den Durchlassbereich des Bezugskanals so zu formen, dass er mit der BT-Antwort abfällt. Wenn andererseits die Grenzfrequenz entweder der Sonde oder des Oszilloskops oder beider im Bereich der gewünschten BT-Antwort liegt, muss das Hardwarefilter zusätzlich auf die speziellen Frequenzantwortcharakteristiken des Bezugskanals zugeschnitten werden.
Es ist häufig unerwünscht, die Kosten der Verwendung eines Bezugskanals mit einer ausreichend hohen Frequenzantwort einzugehen, um die Verwendung des standardisierten Filters zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann so, wenn die Bitrate nicht niedriger als 622 Mb/s ist, wie für einige SONST/Faserkanal-Signale. Und obwohl ein spezifisch angepasstes Filter im Allgemeinen verwendet werden kann, um die gewünschte Frequenzantwort im Bezugskanal zu erhalten, sind die Nachteile des Erforderns eines teuren, spezifisch angepassten Filters für jede Kombination von Sonde und Oszilloskop leicht ersichtlich.
Folglich besteht ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen, die mit niedrigen Kosten in einem digitalen Abtastoszilloskop eine erhöhte effektive Bandbreite bereitstellen und für einige Anwendungen die erhöhte effektive Bandbreite mit einer verbesserten Steuerung über die Form des Durchlassbereichs des digitalen Abtastoszilloskops kombinieren. DE 19653 425 A und US 4 843 309 offenbaren Beispiele von digitalen Oszilloskopen, die mehrere Übertragungen von Erfassungen, das heißt eine Übertragung für jede Erfassung, ähnlich dem vorstehend erörterten Stand der Technik beinhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie in den zugehörigen Ansprüchen dargelegt, bereit.
Das Verfahren und die Vorrichtung zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung lösen die vorstehend erwähnten Probleme und erfüllen die vorstehend erwähnten Bedürfnisse unter Verwendung einer Abtastschaltung zum Abtasten eines elektrischen Signals, einer Digitalisierungsschaltung zum Digitalisieren der durch die Abtastschaltung erzeugten Abtastwerte und einem Erfassungsspeicher zum Speichern der Abtastwerte, wobei der Erfassungsspeicher in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist. Jedes Segment wird getriggert, um Abtastwerte, die einem speziellen Triggerereignis zugeordnet sind, zu speichern. Nachdem im Wesentlichen alle Segmente getriggert wurden, wird der Inhalt des Erfassungsspeichers aus dem Erfassungsspeicher abgerufen, verarbeitet und in einem Wellenformspeicher zur letztlichen Anzeige als ET-Datensatz unter der Softwaresteuerung gespeichert. Dies amortisiert effektiv den mit der Software verbundenen Overhead über eine Vielzahl von Triggerereignissen und führt zu einer signifikant höheren Geschwindigkeit, als von der Standard-ET-Betriebsart bereitgestellt wird, die den vorstehend erwähnten Software-Overhead für jedes Triggerereignis aufruft.
Der Inhalt jedes Segment des Erfassungsspeichers wird in einem Entzerrungsfilter, vorzugsweise in einem adaptiven FIR-Filter, gefiltert, nachdem er aus dem Erfassungsspeicher gelesen wurde und bevor er im Wellenformspeicher zur Anzeige gespeichert wird. Das Entzerrungsfilter ist zum Steuern der Form des Durchlassbereichs des Bezugskanals vorgesehen. Insbesondere wird das Entzerrungsfilter vorteilhafterweise verwendet, um die Frequenzantwort des Bezugskanals an eine BT-Antwort vierter Ordnung anzupassen, wie auf dem Fachgebiet für die SONST/Faserkanal-Maskenprüfung von optischen Signalen bekannt ist.
Das Verfahren und die Vorrichtung verwenden vorzugsweise ferner in einem digitalen Mehrkanal-Abtastoszilloskop eine Vielzahl von Digitalisierungsschaltungen, die den Kanälen zugeordnet sind, wobei eine Anzahl der Digitalisierungsschaltungen selektiv auf einen ausgewählten der Kanäle angewendet und verschachtelt werden können, um die Abtastrate des Kanals in einem beträchtlichen Verhältnis zur Anzahl von so angewendeten Digitalisierungsschaltungen zu erhöhen.
Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die das Erhöhen der effektiven Bandbreite eines existierenden digitalen Abtastoszilloskops bereitstellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die eine Äquivalenzzeitbetriebsart mit hoher Geschwindigkeit in einem digitalen Abtastoszilloskop bereitstellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die das steuerbare und kosteneffiziente Formen des Durchlassbereichs eines digitalen Abtastoszilloskops bereitstellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die das effektive Erhöhen und steuerbare Formen des Durchlassbereichs eines digitalen Abtastoszilloskops durch Softwaresteuerung von existierender Hardware vorsehen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Fähigkeit in einem digitalen Abtastoszilloskop zur Maskenprüfung von optischen Signalen vorsehen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung in einem digitalen Mehrkanal-Abtastoszilloskop bereitzustellen, bei dem jedem Kanal eine Digitalisierungsschaltung zugeordnet ist, wobei das Verfahren und die Vorrichtung das selektive Anwenden einer Anzahl der Digitalisierungsschaltungen auf einen ausgewählten der Kanäle zum Erhöhen der Abtastrate des ausgewählten Kanals in einem beträchtlichen Verhältnis zur Anzahl von so angewendeten Digitalisierungsschaltungen vorsehen.
Die vorangehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen leichter verstanden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen.
1B ist eine bildhafte Ansicht einer Anzeige eines digitalen Abtastoszilloskops, das zur Maskenprüfung eines optischen Signals verwendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungsspeicherregisters des Standes der Technik.
3A ist ein Zeitachsendiagramm zum Definieren von Zeitsegmenten und Schlitzen, wie hierin verwendet.
3B ist ein Diagramm einer Amplitude als Funktion der Zeit für eine erste Erfassung eines elektrischen Signals durch die Vorrichtung von 1.
3C ist ein Diagramm der Amplitude als Funktion der Zeit für eine zweite Erfassung des elektrischen Signals von 3B durch die Vorrichtung von 1, wobei die erste Erfassung von 3B auf die zweite Erfassung ausgerichtet gezeigt ist.
4 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungsspeicherregisters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Diagramm des Logarithmus der Spannung als Funktion der Frequenzantwort für ein Sessel-Thompson-Filter und für einen typischen Bezugskanal, der bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Mit Bezug auf 1A wird eine bevorzugte Vorrichtung (10) zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen vorzugsweise in einem existierenden digitalen Abtastoszilloskop 12 verwendet, um die Leistung des Oszilloskops 12 bei relativ niedrigen Kosten signifikant zu verbessern. Die elektrische Wellenform kann ein beliebiges analoges oder digitales Signal 13 sein. Die Erfindung ist jedoch zur Maskenprüfung von optischen SONET-Faserkanal-Signalen besonders vorteilhaft. Mit Bezug auf 1B ist eine beispielhafte Anzeige des Oszilloskops 12, die ein Augenmusterdiagramm 9 zur Verwendung bei der Maskenprüfung eines optischen Signals mit einer Maske 11 zeigt, in 1B gezeigt.
Das Oszilloskop 12 umfasst vorzugsweise mehrere elektrische Eingänge 14a, 14b, 14c und 14d zum Empfangen einer Vielzahl von elektrischen Signalen, die durch das Oszilloskop 12 abgetastet und angezeigt werden sollen. Eine beliebige Anzahl von elektrischen Eingängen kann jedoch verwendet werden, einschließlich eines elektrischen Eingangs, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen.
Die elektrischen Eingänge sind typischerweise mit jeweiligen lösbaren Oszilloskopsonden 16a, 16b, 16c und 16d elektrisch verbunden, wobei die Sonden dazu ausgelegt sind, elektromagnetisch mit einer Quelle für zu messende elektromagnetische Energie zu koppeln. Die elektromagnetische Energie, mit der die Sonden elektromagnetisch koppeln, kann beispielsweise optische elektromagnetische Energie in Form eines optischen Signals sein. Wenn es als Bezugsempfänger für einen optischen Kanal verwendet wird, wie z.B. zum Übertragen eines optischen SONST/Faserkanal-Signals, koppeln die Sonden 16–16d mit ausgewählten optischen Signalen und liefern an ihrem Ausgang ein zugehöriges elektrisches Signal 13, das innerhalb des Durchlassbereichs der Sonden in der Amplitude und Phase zum optischen Signal im Wesentlichen proportional ist.
Die Sonden 16a–16b weisen jedoch häufig eine Frequenzantwort auf, die an oder nahe der Bitrate der Signale knickt, die etwa 622 Mb/s für SONST/Faserkanal-Signale sein kann. Überdies kann das Oszilloskop 12 auch einen Frequenzdurchlassbereich aufweisen, der bei oder nahe der Grundfrequenz oder der Bitrate des Signals knickt. Die Vorrichtung 10 ist insbesondere zur Verwendung bei einem solchen Oszilloskop 12 und Sonden 16 angepasst, die zusammen einen Bezugskanal 20 mit einer Frequenzantwort bilden, die bei oder nahe der Bitrate von digitalen Signalen mit hoher Bitrate knickt, wie z.B. SONST/Faserkanal-Signalen mit einer Bitrate von 622 Mb/s.
Die elektrischen Eingänge 14a–14d sind zu einer Abtastschaltung 22 und einer Triggerschaltung 24 vorgesehen. Die Abtastschaltung 22 tastet die elektrischen Signale 13a, 13b, 13c und 13d an den jeweiligen Eingängen 14a, 14b, 14c und 14d zu regelmäßigen, diskreten Zeiten, die durch einen Abtasttakt 19 mit einer Abtastrate von vorzugsweise mindestens etwa 4 GS/s bestimmt werden, ab. Obwohl eine Abtastrate von 4 GS/s für die Erläuterung hierin vorausgesetzt wird, ist es selbstverständlich, dass die Abtastrate größer als oder kleiner als 4 GS/s sein kann, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Die Abtastschaltung erzeugt jeweilige Abtastausgangssignale 28a, 28b, 28c und 28d.
Die Triggerschaltung 24 ist so eingerichtet, dass sie an ihrem Ausgang ein Triggersignal 26 bei einer vorbestimmten Triggerbedingung liefert, die von einem oder mehreren der elektrischen Signale 13 erfüllt wird, wenn sie an den Eingängen 14a–14d erscheinen (ein "Triggerereignis"). Eine zugehörige Anzahl von Abtastwerten des elektrischen Signals, die in Reaktion auf ein Triggerereignis erfasst werden, wird nachstehend als Erfassung eines elektrischen Signals 13 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 umfasst Digitalisierungsschaltungen 30a, 30b, 30c und 30d, zu denen die Abtastausgangssignale 28a–28d geliefert werden und die den elektrischen Eingängen 14a, 14b, 14c bzw. 14d zugeordnet sind. Die Digitalisierungsschaltungen sind typischerweise zum Digitalisieren mit einer Rate von nur etwa 1 GS/s in der Lage, die typischerweise geringer ist als die Kapazität der Abtastschaltung 22. Wie die elektrischen Eingangssignale kann jedoch daher eine beliebige Anzahl der Digitalisierungsschaltungen 30 bestehen; die Vorrichtung 10 verwendet jedoch vorteilhafterweise eine Digitalisierungsschaltung für jeden elektrischen Eingang 14.
Die Abtastschaltung 22 umfasst ein Kanalverbindungselement 32 zum Verbinden eines ausgewählten der elektrischen Signale mit einer oder mehreren ausgewählten der Digitalisierungsschaltungen 30. Die Digitalisierungsschaltungen sind verschachtelt, wie auf dem Fachgebiet bekannt, um eine Erhöhung der Digitalisierungsgeschwindigkeit an einem ausgewählten Eingang vorzusehen, die im Wesentlichen zur Anzahl von verwendeten Digitalisierungsschaltungen 30 proportional ist (der "Verschachtelungsfaktor"). Daher sehen beispielsweise vier ausgerichtete und verschachtelte Digitalisierer, wie in 1A gezeigt, einen Verschachtelungsfaktor von 4 und eine Digitalisierungsrate von im Wesentlichen etwa 4 GS/s vor, um die Abtastrate der Abtastschaltung 22 im Wesentlichen abzugleichen und dadurch eine maximale Abtastkapazität in Bezug auf den ausgewählten elektrischen Eingang bereitzustellen. In 1A ist das Kanalverbindungselement 32 gezeigt, das den Eingang 14a mit allen vier der Digitalisierer 30 verbindet, um diese maximale Abtastkapazität bereitzustellen.
Die verschachtelten Digitalisierungsschaltungen 30 stellen ein Ausgangssignal 34 bereit, das an ein Erfassungsspeicherregister 36 angelegt wird. Mit Bezug auf 2 ist ein Erfassungsspeicherregister 36 typischerweise im Oszilloskop 12 vorgesehen, wobei das Erfassungsspeicherregister als kreisförmige Warteschlange "Q" mit typischerweise etwa 130k Worten oder Abtastwerten angeordnet ist.
Im früheren und normalen Betrieb des Oszilloskops 12, ob in der normalen Betriebsart oder ET-Betriebsart, schreiben die Digitalisierungsschaltungen 30 mit einer im Wesentlichen konstanten Rate in den Erfassungsspeicher, bis das Triggersignal 26 ein Triggerereignis signalisiert. Nach dem Empfang eines Triggers schreiben die Digitalisierungsschaltungen weiterhin in den Erfassungsspeicher mit einer vorbestimmten Anzahl von Abtastwerten. Zugehörige Triggerinformationen, aus denen die Stelle im Erfassungsspeicher der getriggerten Erfassung bestimmt werden kann, werden in einem Triggerspeicher 38 gespeichert. Nachdem die Abtastwerte erfasst sind, werden die Digitalisierungsschaltungen 30 vom Schreiben in den Erfassungsspeicher im Voraus zur Verarbeitung der Erfassung gesperrt.
Im Standardbetrieb des Oszilloskops 12 werden die Abtastwerte mit einer ausreichend hohen Rate in Bezug auf die Frequenz des elektrischen Signals 13 erfasst, damit alle der Abtastwerte, die das Signal darstellen, innerhalb einer einzigen Periode des Signals erfasst werden können. In der ET-Betriebsart ist jedoch die Abtastrate nicht hoch genug für die Erfassung der gewünschten Anzahl von Abtastwerten in einer Periode. Die Abtastwerte müssen daher während einer Vielzahl von Perioden des Signals erfasst und Erfassung für Erfassung kombiniert werden, um einen Datensatz des Signals zu erstellen. Für Erläuterungszwecke hierin wird vorausgesetzt, dass 500 Abtastwerte in Reaktion auf ein Triggerereignis in der ET-Betriebsart erfasst werden sollen. Die Anzahl von zu erfassenden Abtastwerten hängt jedoch im Allgemeinen von der Abtastrate und von der Frequenz des elektrischen Signals 13 ab.
In einer Erfassung werden die Abtastwerte vorzugsweise nacheinander im Erfassungsspeicherregister 36 erfasst, obwohl die Erfassungen im Speicherregister in einer beliebigen Reihenfolge gespeichert werden können. Zeitinformationen werden jedoch nicht im Speicherregister gehalten. Statt dessen ist ein Zeitabstand zwischen Abtastwerten verständlich. Für die sequentielle Speicherung ist es beispielsweise verständlich, dass benachbarte Abtastwerte um die physikalische Abtastperiode zeitlich beabstandet sind.
Nach dem Erfassen der 500 Abtastwerte wird ein Verarbeitungszyklus eingeleitet. Der Verarbeitungszyklus wird typischerweise in der Software implementiert. Ein Prozessor 40 liest die im Triggerspeicher 38 gespeicherten Triggerinformationen und stellt fest, wo das Lesen der Abtastwerte im Erfassungsspeicherregister 36 begonnen werden soll. Der Prozessor liest dann die Abtastwerte und verarbeitet im früheren und normalen Betrieb des Oszilloskops 12 die Abtastwerte zum Schreiben in ein Wellenformspeicherregister 42, um einen ET-Datensatz der Periode des elektrischen Signals 13 zu erstellen.
Die Abtastwerte werden kombiniert, nachdem sie aus dem Erfassungsspeicherregister 36 abgerufen sind, um sie in ein Wellenformspeicherregister 42 zu geben. Mit Bezug auf 3A werden die Abtastwerte mit der Abtastfrequenz erfasst, so dass jede Abtastperiode "P" ein Zeitsegment "TS" zwischen zusammenhängend erfassten Abtastwerten begrenzt. Die Zeitsegmente weisen daher Längen "P" auf. Da die Abtastwerte jeder Erfassung mit der Abtastfrequenz erfasst werden, entspricht jeder Abtastwert einer Erfassung einem separaten der Zeitsegmente.
Für die ET-Betriebsart wird jedes der Zeitsegmente "TS" in eine diskrete Anzahl von Zeitschlitzen "s" zum Empfangen der Abtastwerte einer zusätzlichen Erfassung unterteilt. Das heißt, es sind vorzugsweise N Zeitschlitze pro Zeitsegment für N Erfassungen vorhanden. Die Breite der Zeitschlitze ist daher im Wesentlichen gleich der Länge "P" der Zeitsegmente, dividiert durch N. Daher ist der vorstehend beschriebene Zeiterweiterungsfaktor gleich der Anzahl von Schlitzen sowie der Anzahl von Erfassungen und die Anzahl von Schlitzen, in die es erwünscht ist, die Zeitsegmente zu unterteilen, entspricht einer gewünschten Erhöhung der effektiven Abtastrate.
Jedes Zeitsegment wird in gleicher Weise unterteilt und die Schlitze "s" von einem Zeitsegment werden entsprechenden Schlitzen in den anderen Zeitsegmenten zugeordnet, indem eine der Erfassungen gebildet wird. Zur Erläuterung wird ein erster Abtastwert "A1" einer ersten Erfassung in einem ersten Schlitz "s11" eines ersten Zeitsegments "TS1" angeordnet, während ein zweiter Abtastwert "A2" der ersten Erfassung in einem entsprechenden ersten Schlitz "s21" eines zweiten Zeitsegments "TS2" angeordnet wird. Ebenso wird ein erster Abtastwert "B1" einer zweiten Erfassung in einem zweiten Schlitz "s12" des ersten Zeitsegments "TS1" angeordnet, während ein zweiter Abtastwert "B2" der zweiten Erfassung in einem entsprechenden zweiten Schlitz "s22" des zweiten Zeitsegments "TS2" angeordnet wird. Wenn nur zwei Abtastwerte in den Erfassungen vorliegen, gibt es nur zwei Zeitsegmente, und wenn nur zwei Erfassungen vorliegen, gibt es nur zwei Schlitze in jedem der Zeitsegmente. Es ist zu sehen, dass die Abtastwerte, die der ersten Erfassung entsprechen, mit den Abtastwerten der zweiten Erfassung in einer ähnlichen Weise zur vorstehend beschriebenen Verschachtelung der Digitalisierungsschaltungen 30 verschachtelt sind.
Das Belegen von Schlitzen entsprechend einer Vielzahl der Erfassungen wird hierin als "Kombinieren der Erfassungen" bezeichnet. Es ist für das Kombinieren bevorzugt, dass die Abtastwerte jeder Erfassung von den Abtastwerten anderer Erfassungen zeitlich beabstandet sind. Obwohl die Abtastwerte in regelmäßigen Intervallen, die mit der Abtasttaktfrequenz synchron sind, erfasst werden, sind die Triggerereignisse vorteilhafterweise mit dem Abtasttakt asynchron. Daher sind die Abtastwerte, die einem Triggerereignis entsprechen, im Allgemeinen von den Abtastwerten, die einem anderen Triggerereignis entsprechen, beabstandet.
Mit Bezug auf die 3B und 3C umfasst das Kombinieren der Erfassungen das Einstellen oder Ausrichten der Abtastwerte in der Zeit "t", um die Asynchronität der Erfassungen zu berücksichtigen. Das heißt, jede Erfassung wird auf die dieser entsprechenden Schlitze ausgerichtet. Ein Zeitinterpolator 49 ist im Prozessor 40 vorgesehen, um die Zeit zwischen jedem Triggerereignis und der nächsten diskreten Zeit, zu der die diesem Triggerereignis entsprechenden Abtastwerte erfasst werden, zu messen. Solche Zeiten kommen mit der Abtasttaktfrequenz "TC" an. Der Zeitinterpolator berechnet dann einen Bruchwert des Abtastintervalls entsprechend der relativen Position entlang der Zeitachse der Abtastwerte darin. Die einer gegebenen Erfassung zugeordneten Abtastwerte werden dann entlang der Zeitachse um ein Ausmaß gleich dem geeigneten Bruchwert, multipliziert mit der Breite des Abtastintervalls, verschoben.
Erläuternd wird in 3B ein erster Abtastwert 15a einer Erfassung 15 zu einer Zeit t = TD15 nach einem Trigger entsprechend einem ersten Zeitpunkt "t1" erfasst, zu dem das Signal 13 einen Triggerpegel "V" kreuzt. Man nehme an, dass die Zeit TD15 den Schlitz "s11" in 3A definiert, so dass die Erfassung 15 auf die dieser entsprechenden Schlitze, d.h. die Schlitze "s11", "s21", ... "sn1" in 3A ausgerichtet ist. In 3C wird ein zweiter Abtastwert 17a einer Erfassung 17 zur Zeit t = TD17 nach einem zweiten Trigger entsprechend einem zweiten Zeitpunkt "t2", zu dem das Signal 13 den Triggerpegel kreuzt, erfasst. Man nehme an, dass die der Erfassung 17 entsprechenden Schlitze die Schlitze "s12", "s22", ... "sn2" in 3A sind. Der Zeitpunkt "t2" ist typischerweise, jedoch nicht immer eine ganze Zahl von Perioden des Signals nach dem Zeitpunkt "t1". Da "t1" und "t2" dieselbe Zeit in einem ET-Datensatz darstellen, müssen die Abtastwerte der Erfassung 17 in Bezug auf die Abtastwerte der Erfassung 15 um einen Abstand (TD17-TD15) auf der Zeitachse verschoben werden, um die Erfassung 17 in Bezug auf die Erfassung 15 und daher auf die dieser entsprechenden vorstehend erwähnten Schlitze auszurichten. Die ausgerichteten Erfassungen werden als ET-Datensatz zum Wellenformspeicherregister 42 geliefert.
Der Prozessor 40 muss eine Anzahl von Befehlen ausführen, um die Erfassungen aufzufinden und zu kombinieren. Wie vorstehend erwähnt, ist eine Teilmenge der Gesamtzahl von Befehlen ein Overhead, d.h. in Bezug auf die Anzahl von Abtastwerten fest. Im früheren und normalen Betrieb des Oszilloskops 12 in der ET-Betriebsart hält das Erfassungsspeicherregister 36 in der Standard-ET-Betriebsart nur die Abtastwerte einer einzelnen Erfassung, ob die Anzahl von Abtastwerten 500 oder 130000 ist, bevor die Abtastwerte zur Eingabe in den ET-Datensatz verarbeitet werden.
Mit einer Abtast- und Digitalisierungsrate von 4 GS/s, die durch Verschachteln von vier der Digitalisierungsschaltungen 30 erhalten wird, ist zu sehen, dass nur etwa fünf Abtastwerte eines SONST/Faserkanal-Signals mit 622 Mb/s während der Periode, die der Bitrate entspricht, erfasst werden können. Daher würde der Overhead im früheren und normalen Betrieb des Oszilloskops 12 in der Standard-ET-Betriebsart für jeweils fünf Abtastwerte oder einhundert Mal für einen ET-Datensatz von 500 Abtastwerten aufgerufen werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt jedoch eine ET-Betriebsart mit hoher Geschwindigkeit ("HSET") bereit. Mit Bezug auf 4 ist das Erfassungsspeicherregister 36 in eine Vielzahl von Speichersegmenten oder Frames 44(i) ähnlich einer Betriebsart mit schnellen Frames unterteilt. Jeder Frame ist als kreisförmige Warteschlange "Q(i)" angeordnet. Nur für Erläuterungszwecke wird vorausgesetzt, dass die Anzahl von Frames für ein Erfassungsspeicherregister 36 mit einer Kapazität für 500 Abtastwerte 100 ist, wobei 5 Abtastwerte eine Erfassung der SONST/Faserkanal-Signale bilden. Dies stellt einen Zeiterweiterungsfaktor von 100 bereit.
Die Digitalisierungsschaltungen 30 schreiben in einen ersten Frame 44(1), bis ein erstes Triggerereignis die Erfassung von 5 Abtastwerten in gleicher Weise wie die vorstehend beschriebene signalisiert. Nachdem die Abtastwerte im ersten Frame gespeichert sind, schreiben die Digitalisierungsschaltungen 30 in einen zweiten Frame 44(2), bis ein zweites Triggerereignis die Erfassung von weiteren 5 Abtastwerten signalisiert. Erst nachdem alle oder eine Vielzahl der 100 Frames 44(i) ebenso mit den Abtastwerten ihrer entsprechenden Erfassungen versehen sind, wird der Verarbeitungszyklus aufgerufen und der Overhead eingegangen. Daher ist zu sehen, dass der Overhead nun vielmehr über alte oder eine Vielzahl von 100 Triggerereignissen als nur eines amortisiert wird.
Obwohl die Unterteilung des Erfassungsspeicherregisters 36 in eine Anzahl von Frames, die im Wesentlichen gleich dem Zeiterweiterungsfaktor ist, als bevorzugt beschrieben ist, kann die Anzahl von Frames mehr als oder weniger als diese Anzahl sein, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen.
Jedem Frame 44(i) werden Triggerinformationen zugeordnet, die an einer entsprechenden Stelle 39(i) im Triggerspeicher 38 gespeichert werden, die nun als Matrix angeordnet sind. Für den ersten Frame 44(1) liest der Prozessor 40 die Triggerinformationen aus der Stelle 39(1) im Triggerspeicher 38 und stellt fest, wo das Lesen der Abtastwerte im Frame 44(1) begonnen werden soll. Der Prozessor liest die Abtastwerte und liefert, falls erwünscht, die Abtastwerte zu einem Entzerrungsfilter 46, wie nachstehend beschrieben wird. Nachdem der Prozessor die Abtastwerte im ersten Frame gelesen hat, liest der Prozessor die Triggerinformationen aus der Stelle 39(2) des Triggerspeichers 38 und stellt fest, wo das Lesen der Abtastwerte im Frame 44(2) begonnen werden soll. Der Prozessor liest die dem zweiten Frame entsprechenden Abtastwerte und liefert, falls erwünscht, nachdem die Abtastwerte vom ersten Frame entzerrt sind, die dem zweiten Frame entsprechenden Abtastwerte zum Entzerrungsfilter 46. Diese Routine wird fortgesetzt, bis alle Frames gelesen wurden und, falls erwünscht, an das Entzerrungsfilter übergeben wurden. Nachdem sie aus den Frames gelesen wurden, werden die Erfassungen, wie vorstehend beschrieben, für die Übergabe an das Wellenformspeicherregister 42 und zur letztlichen Anzeige als ET-Datensatz kombiniert.
Es ist ein Ziel des vorliegenden Ausführungsbeispiels, eine Entzerrung für gewünschte Frequenzantwortspektralcharakteristiken des Bezugskanals 20 bereitzustellen. Dies gilt insbesondere für die SONST-Faserkanal-Maskenprüfung, wobei es erforderlich ist, die Hochfrequenzantwort so zu formen, dass sie als Sessel-Thompson-(BT)Filter vierter Ordnung abfällt, um verschiedene Standards unter dem SONST/Faserkanal-Signalisierungssystem zu erfüllen. Mit Bezug auf 5 ist eine Frequenzantwortkurve, in der der Logarithmus der Spannung als Funktion der Frequenz aufgetragen ist, für die gewünschte BT-Antwort sowie die typische Antwort "R" eines nicht entzerrten Bezugskanals 20 vorgesehen.
Vorher wurde die Entzerrung durch Verbinden eines spezialisierten Hardwarefilters außerhalb der Leiterplatte zwischen den Sonden 16 und den elektrischen Eingängen 14 des Oszilloskops 12 durchgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden jedoch die Abtastwerte, die den Frames 44(i) entsprechen, auf der Leiterplatte im Entzerrungsfilter 46 entzerrt, nachdem sie vom Erfassungsspeicherregister 36 abgerufen sind, um dasselbe oder ein überlegenes Ergebnis zu erzielen.
In der ET-Betriebsart im Allgemeinen und insbesondere für HSET-Betriebsart-Augenmusterdiagramme wie in der SONST/Faserkanal-Maskenprüfung, bei der mehrere Triggerereignisse in Bezug auf das elektrische Signal 13 asynchron sind, sollte jeder Abtastwert entzerrt werden, bevor er in das Wellenformspeicherregister 42 zur Anzeige gegeben wird. Dies liegt daran, dass der Prozessor für das Welienformspeicherregister 36 einen ET-Datensatz aus unabhängig erfassten Sätzen von Abtastwerten zusammensetzt, so dass die Zeitablaufbeziehung zwischen den Abtastwerten im Allgemeinen nicht genau aufrechterhalten wird. Folglich werden die Abtastwerte vorzugsweise oder notwendigerweise separat entzerrt. Trotzdem können die Abtastwerte zur Entzerrung in einer sequentiellen oder irgendeiner anderen gewünschten Reihenfolge genommen werden.
Mit Rückbezug auf 4 ist vorzugsweise ein Filter 46(i) vorhanden, das jedem Frame 44(i) des Erfassungsspeicherregisters 36 zugeordnet ist, um eine separate Entzerrung der Abtastwerte von separaten Erfassungen vorzusehen. Das Filter 46 wird jedoch vorzugsweise in der Software implementiert, so dass die separaten Filter als wiederholte Abläufe einer Subroutine verwirklicht werden.
Das Entzerrungsfilter 46 ist vorzugsweise ein allgemeines FIR-Filter 48 mit zugehörige FIR-Filterkoeffizienten W. Die FIR-Filterkoeffizienten werden in einem Kalibrierungsverfahren folgendermaßen bestimmt.
Die gewünschte BT-Antwort ist definiert durch die Übertragungsfunktion:
Die Abtastwerte D_n der Impulsantwort des BT-Filters werden erzeugt aus:
D_n = G(s), wobei s = (n·Ω·Grenze),
n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis N-1 ist;
N = die Anzahl von zu erzeugenden Abtastwerten;

Grenze = die gewünschte Grenzfrequenz.
Die tatsächliche Impulsantwort des Bezugskanals 20 wird abgetastet, um eine zweite lineare Matrix X zu bilden.
Ein Generator für optische Impulse wird verwendet, um einen Impuls zur Eingabe in den Bezugskanal 20 zu erzeugen. Erläuternd wird die Impulsantwort X mit den Digitalisierungsschaltungen 30 in HSET erfasst, um eine maximale Datensatzlänge von 5k Abtastwerten mit einer ET-Abtastrate von 100 GS/s zu erstellen und wieder auf die physikalische Abtastrate zu dezimieren. Wenn eine Verschachtelung der Digitalisierer 30 verwendet wird, muss die ET-Abtastrate ein Vielfaches des Verschachtelungsfaktors sein.
Eine Autokorrelationsmatrix R kann als nächstes folgendermaßen gebildet werden:
wobei: m = ganze Zahl im Bereich von 0 bis N-1
L = Länge des FIR-Filters
Und eine Kreuzkorrelationsmatrix P wird folgendermaßen gebildet:
Die Filterkoeffizienten W werden dann aus R^–1 P oder durch Gauss-Jordan-Reduktion bestimmt. Es wurde festgestellt, dass eine Länge von 19 Punkten oder Abgriffen im Filter 48 im Allgemeinen für die Entzerrung eines digitalen Oszilloskops, wie z.B. irgendeines der Digitalisierungsoszilloskope der TDS-Reihe 500 und Reihe 700 ("TDS"), die von Tektronix Corp. in Beaverton, Oregon ("Tektronix"), hergestellt und vermarktet werden, angemessen ist, wobei ein optisches Signal mit einem optischen Empfänger gemessen wird, der auch von Tektronix als Modell P6703B hergestellt und vermarktet wird. Für ein FIR-Filter mit 19 Punkten hat R die Dimension 19 X 19.
Die Filterkoeffizienten W können vorbestimmt und in einen Speicher 62 gegeben werden. Der Speicher 62 stellt vorzugsweise ein Maximum von 79 Koeffizienten bereit, die als 16-Bit-Worte für jedes Filter gespeichert werden. Der Speicher 62 kann ein geschützter, nicht-flüchtiger Speicher sein. Alternativ kann der Speicher 62 des FIR-Filters 48 ungeschützt oder flüchtig sein. Dann können die Filterkoeffizienten programmatisch oder anderweitig am Einsatzort oder sogar während des Betriebs des Oszilloskops 12 aktualisiert werden. Obwohl ein adaptives Filter vorteilhafterweise als Filter 46 verwendet wird, muss das Filter keine in Echtzeit angepassten oder zu wiederholten Zeiten ausgewählten Filterkoeffizienten aufweisen. Vielmehr reicht es für die Praxis des Ausführungsbeispiels aus, dass die Koeffizienten einmal, vorzugsweise während der Herstellung, ausgewählt werden können.
Die Filterkoeffizienten sind im Allgemeinen für jede optische Sonde 16, für jede Dämpfungsgliedeinstellung, für jedes Oszilloskop 12 und für jeden optischen Standard, der unterstützt wird, spezifisch. Überdies wird festgestellt, dass die Frequenzantwortspektralcharakteristiken eines Kanals mit den Verstärkungseinstellungen des Oszilloskops, d.h. der Stufenverstärkungseinstellung und der variablen Verstärkungseinstellung, der Bandbreite des Kanals sowie seiner Betriebstemperatur variieren. Die Filterkoeffizienten können für spezielle derartige Zustände oder Bedingungen kalibriert werden oder können für ausgewählte Mittel- oder Nennwerte für die Zustände bestimmt werden. Wenn sie in der Software implementiert werden, wie vorstehend erwähnt, kann eine große Anzahl der Filter 46 wirtschaftlich verwirklicht werden, um eine Kalibrierung einer großen Anzahl der oder aller Zustände vorzusehen.
Für die optische Maskenprüfung in einem digitalen Abtastoszilloskop der TDS-Reihe von Tektronix gibt es erläuternd sieben unterstützte Maskenstandards, die jeweils erfordern, dass der Kanal eine BT-Antwort und zugehörige Grenzfrequenz aufweist. Für jeden Standard sind vierzehn der vorstehend beschriebenen Entzerrungsfilter als nominale oder Vorgabefilter, einer für jede der Dämpfungsgliedeinstellungen 1X und 10X, vorgesehen. Die Koeffizienten der nominalen Filter werden für Nennwerte der Frequenzantwortspektralcharakteristiken des Oszilloskops berechnet und sind daher für jedes Oszilloskop gleich.
Für einen Tektronix-TDS-Empfänger mit einer Sonde mit vorbestimmten Frequenzantwortspektralcharakteristiken sind vierzehn zusätzliche kalibrierte Filter vorgesehen, die Filterkoeffizienten aufweisen, die speziell für die festgelegte Sonde sowie ausgewählten Zustände wie z.B. den optischen Maskenstandard und die Dämpfung kalibriert sind. Insbesondere sind in den TDS-Oszilloskopen kalibrierte Koeffizienten für bis zu zwei spezielle optische Sonden des Typs P6701B oder P6703B für sieben Maskenstandards und zwei Dämpfungsgliedeinstellungen vorgesehen.
Nachdem sie im Entzerrungsfilter 46 entzerrt sind, können die Abtastwerte danach in einer beliebigen gewünschten Weise vor der Eingabe in das Wellenformspeicherregister 42 zur letztlichen Anzeige verarbeitet werden. Obwohl ein spezielles Verfahren und eine spezielle Vorrichtung zum digitalen Abtasten von elektrischen Wellenformen als bevorzugt gezeigt wurden, könnten andere Konfigurationen zusätzlich zu bereits erwähnten Konfigurationen verwendet werden, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen.
Die Begriffe und Ausdrücke, die in der vorangehenden Patentbeschreibung verwendet wurden, werden darin als Begriffe zur Beschreibung und nicht zur Begrenzung verwendet und es besteht keine Absicht der Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke zum Ausschluss von Äquivalenten der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder von Teilen davon, wobei erkannt wird, dass der Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert und begrenzt ist.

Claims

Verfahren zum Abtasten in einem digitalen Abtastoszilloskop (12), umfassend die Schritte: a) Empfangen eines elektrischen Signals (13); b) Abtasten des elektrischen Signals zu ausgewählten Zeiten; c) Digitalisieren der Abtastwerte (15); d) Schreiben der digitalisierten Abtastwerte in einen Erfassungsspeicher (36), bis ein Trigger die Erfassung als Reaktion auf den Trigger (t1, t2) signalisiert, wobei der Erfassungsspeicher (36) unterteilt ist in eine Vielzahl von Speicherframes (44(i)), wobei jeder Frame als kreisförmige Warteschlange (Q(i)) ausgelegt ist und die Abtastwerte in einen entsprechenden Speicherframe geschrieben werden; e) Erfassen einer vorbestimmten Anzahl der digitalisierten Abtastwerte zur Bildung einer jeweiligen entsprechenden Erfassung der Abtastwerte; f) Speichern der jeweiligen Erfassung in dem jeweiligen Speicherframe in dem Erfassungsspeicher (36); g) Wiederholen der Schritte a) mit f) eine vorbestimmte Anzahl von Malen zur Bildung einer Vielzahl von in dem Erfassungsspeicher gespeicherten Erfassungen, wobei die Vielzahl der Erfassungen in jeweiligen Speicherframes gespeichert ist; h) Abrufen der Vielzahl von Erfassungen aus dem Erfassungsspeicher (36); und i) Kombinieren der abgerufenen Vielzahl von Erfassungen zur Bildung eines äquivalenten Zeitdatensatzes.
Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend, nach dem Abrufen, selektives Entzerren der digitalisierten Abtastwerte und Bereitstellen der entzerrten, digitalisierten Abtastwerte für das Kombinieren.
Verfahren nach Anspruch 2, des Weiteren umfassend Bereitstellen einer Vielzahl selektierbarer Frequenzantwortspektralcharakteristiken des Entzerrens und Auswählen einer oder mehrerer aus dieser Vielzahl von Charakteristiken.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Auswählen die digitalisierten Abtastwerte selektiv entzerrt, um einen Zustand des digitalen Abtastoszilloskops zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Auswählen die digitalisierten Abtastwerte selektiv entzerrt, um die Bandbreite des digitalen Abtastoszilloskops zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Sonde (16) an das digitale Abtastoszilloskop gekoppelt ist und die Sonde eine Bandbreite aufweist, wobei das Auswählen die digitalisierten Abtastwerte selektiv entzerrt, um die Bandbreite der Sonde zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das elektrische Signal ein optisches Signal ist und das Verfahren des weiteren umfasst das Anzeigen des äquivalenten Zeitdatensatzes auf einer Anzeige und Bestimmen, ob der äquivalente Zeitdatensatz außerhalb der Begrenzungen eines vorbestimmten Maskenbereiches (11) auf der Anzeige liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, des weiteren umfassend das Entzerren der digitalisierten Abtastwerte nach Abrufen der Erfassungen aus dem Erfassungsspeicher (36) und vor dem Kombinieren der Erfassungen.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, einschließlich des Kombinierens mehrfacher aufeinanderfolgender Erfassungen von Abtastwerten einer periodischen Wellenform zur Erstellung eines Datensatzes der Periode der Wellenform mit höherer Auflösung, der der äquivalente Zeitdatensatz ist.
Gerät zum Abtasten elektrischer Wellenformen mit: – einer Vorrichtung zum Abtasten eines elektrischen Signals und Digitalisieren der Abtastwerte (22, 30a, 30b, 30c, 30d); – einer Vorrichtung zum Triggern einer vorbestimmten Anzahl der digitalisierten Abtastwerte und Bilden einer entsprechenden Erfassung der Abtastwerte (24, 26); – einem eine Vielzahl der Erfassungen speichernden Erfassungsspeicher (36, 44); – einer Vorrichtung zum Abrufen der Vielzahl von Erfassungen aus dem Erfassungsspeicher und Kombinieren der Vielzahl von Erfassungen zur Bildung eines äquivalenten Zeitdatensatzes (38, 40, 42); und – einer Vorrichtung zum Unterteilen des Erfassungsspeichers (36, 44) und zum Ausführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 1.