Vid årsskiftet lanserade de två oscilloskoptillverkarna LeCroy och Tektronix sex billigare versioner vardera av sina digitaloscilloskop med analogliknande visningssätt. Det är Waverunner med Analog Persistence från LeCroy och Digital Phosphor Oscilloscope, DPO, från Tektronix. Båda säger sig ge samma analogkänsla men det finns fundamentala skillnader på vägen från AD-omvandlaren till bildskärmen.
 
Att traditionella digitaloscilloskop bara visar en bråkdel av den verkliga signalen, det är de båda instrumenttillverkarna LeCroy och Tektronix överens om. Bägge förespråkar därför en lösning som kombinerar analogoscilloskopets korta dödtid mellan svepen, vilket gör det möjligt att fånga sporadiska förlopp, med digitaloscilloskopets förmåga att analysera och lagra signalen.
 
LeCroys lösning kallas Analog Persistence och lanserades redan i oktober 1996. Motsvarande oscilloskop från Tektronix går under beteckningen Digital Phosfor Oscilloscope, DPO. De introducerades för ett halvår sedan och är en vidareutveckling av företagets datainsamlingsteknik kallad InstaVu. Båda teknikerna betingade ett högt pris vid lanseringarna men kommer nu med reducerade prestanda och en betydligt lägre prislapp.
 
De nya oscilloskopen har en färgskärm av TFT-typ där det gamla analogoscilloskopets intensitet har ersatts av en färgskala. Rött betyder en ofta förekommande vågform medan blått är mer sällan förekommande. I områden där kurvformerna överlappar har LeCroys oscilloskop en funktion som gör färgerna transparenta medan Tektronix löst problemet genom att ge de områden som överlappar en ny färg. Det går också att ställa in tiden för hur snabbt ett svep ska klinga av. En liknande funktion kallad Persistence brukar finnas i de flesta digitaloscilloskop. Skillnaden är dock att den bara fungerar bra på repetitiva signaler eftersom dödtiden mellan svepen är tämligen lång i traditionella oscilloskop. Funktionen brukar också vara begränsad till en kanal medan både DPO och Analog Persistence fungerar på alla kanaler samtidigt och utan att uppdateringen av skärmen blir långsam.
 

Tektronix Från 25 800 kronor
 
Tektronix nya DPO-serie med beteckningen TDS3000 liknar mest en transistorradio med bärhandtag, Priset börjar på 25 800 kronor för en tvåkanalig modell med 100 MHz bandbredd och 1,25 GSa/s. Toppmodellen kostar 87 850 kronor men då får man fyra kanaler, en bandbredd på 500 MHz och en samplingshastighet på 5 GSa/s för varje kanal. Minneslängden i Tektronix oscilloskop är 10 kSa/kanal för alla modellerna.
 
En skillnad mot föregångarna i mellanklassegmentet är att oscilloskopen enbart har DPO-läge. Det finns alltså inget "vanligt" oscilloskopläge men det är möjligt att zooma i insamlade data för att titta på enskilda detaljer eller att göra statistiska analyser.
 

Lecroy med överkomligt pris
 
Konkurrenten LeCroy gör ett allvarligt försök att tvätta bort stämpeln som exklusivt och dyrt märke med den nya Waverunner-serien. För 55 000 kronor får man ett tvåkanaligt oscilloskop med 500 MHz bandbredd, 200 MSa/s per kanal och ett minnesdjup på 100 kSa/ kanal. Går man upp till 140 000 kronor får man fyra kanaler, 500 MHz bandbredd, 500 MSa/s och ett minnesdjup på 1 MSa/kanal. För att kunna hantera så stora datamängder sitter det en PowerPC processor på 96 MHz i oscilloskopen.
 
Processorns arbetsminne beror på modell och går från 8 Mbyte upp till 32 Mbyte. Vid en snabb anblick ser Analog Persistence och DPO likvärdiga ut. Men innanför skalet finns klara skillnader. Den kanske viktigaste är hur insamplade data lagras. I LeCroys Waverunner lagras alla data i en rak följd i ett "vanligt" minne. Alla data är därför åtkomliga för senare analyser. Det är också möjligt att göra kopplade matematiska beräkningar på insamplade data.
 
Tektronix DPO-koncept baseras på att det sitter en asic, kallad DPX, efter AD- omvandlaren som tar hand om samplen och sorterar in dessa i en tredimensionell matris. Den har 200 gånger 500 fack där varje fack motsvarar en pixel på skärmen. I TDS300-modellen rymmer facken upp till 512 sampel (nio bitar) som sedan komprimeras till fyra bitar per pixel innan data skickas till skärmen vilket motsvarar 16 gråskalor. I TDS500/700-serien rymmer facken drygt två miljoner sampel (21 bitar). Vid histogramanalys, som dock slopats i TDS3000-serien av kostnadsskäl, är upplösningen än bättre. Räknaren är på 32 eller 64 bitar. Det säger sig självt att tiden kan bli mycket lång för att fylla upp minnet i 64-bitarsläget och att de analyser man gör på så stora datamängder blir långsamma. Minneslängden påverkar dock inte skärmuppdateringen som sker kontinuerligt under datainsamlingen. I Analog Persistence från LeCroy är upplösningen för varje pixel på skärmen maximalt 16 bitar, eller 65 536 sampel. Färgskalan på skärmen är dock inte beroende av absolutvärdet på antalet sampel utan skalas automatiskt från rött till blått. Det går också att justera skalan så att exempelvis alla pixlar med mer än 5 000 sampel blir röda för att få en bättre bild av mer sällan förekommande händelser.
 

Många triggmöjligheter
 
Bägge tillverkarna erbjuder en rad avancerade triggmöjligheter och matematiska funktioner. FFT-transformen ingår som standard i Waverunner liksom i de fyrkanaliga modellerna av TDS3000. Båda tillverkarna klarar att göra FFT på alla sampel i minnet. I Waverunners fall är det upp till 1 MSa medan det kortare minnet i TDS3000 är begränsat till 10 kSa. Fler sampel reducerar brusnivån men ger också en längre beräkningstid. Resultatet i en FFT-transform påverkas också av upplösningen i amplitud. LeCroy har en AD-omvandlare på åtta bitar medan Tektronix är snäppet bättre med nio bitar. I lågprismodellen TDS3000 saknas dock den preprocessning som ytterligare kan öka antalet bitar till uppåt 12 eller 13.
 
En liknande funktion finns i LeCroys dyrare modeller där det går att öka upplösningen i amplitud i steg om en halv bit upp till 11 bitar. även LeCroy har gjort avkall på en del funktioner för att få ned priset i Waverunnerserien. Bland annat går det inte att förlänga minnet genom att kombinera kanalerna, som i företagets andra oscilloskop. Det finns också finesser som de båda tillverkarna är ensamma om. Så har exempelvis Waverunner från LeCroy en inbyggd printer medan TDS3000 från Tektronix kan drivas med ett laddningsbart batteri. TDS3000 har också en separat modul som ger nätverksanslutning eller RS232-kommunikation.
 

Automatisk samplingshastighet
 
I Waverunner finns en funktion som kallas Smart Memory och som ser till att oscilloskopet hela tiden samplar med maximal samplingshastighet i förhållande till den valda tidsbasen. Företaget är också ensamt om att kunna dela upp skärmen i upp till fyra fönster, ett för varje kanal, och ändå visa signalen med full upplösning i amplitud.
 
Ytterligare en möjlighet med Waverunner är att minnet kan segmenteras, det vill säga delas upp i mindre block. Tanken är att man fyller på i minnet vid varje triggtillfälle tills minnet är fullt. Sedan kan data läsas ut till skärmen eller användas för bearbetning. Med segmentering minskar dödtiden mellan triggtillfällena till 50 µs medan den i vanliga fall är 5 ms. Skärmen uppdateras dock inte förrän minnet är fyllt. TDS3000-serien saknar segmentering, vilket finns i Tektronix toppmodeller.
 
Finessen är inte heller lika nödvändig eftersom dödtiden mellan svepen ligger på 200 µs, vilket motsvarar 5 000 svep per sekund, oberoende av svephastighet. I de dyrare TDS-modellerna är dödtiden mellan svepen 5 µs, vilket motsvarar 200 000 svep per sekund. Uppdateringen av skärmen, som är frikopplad från datainsamlingen, sker alltid 30 gånger per sekund.
 
Att kora en vinnare i matchen mellan TDS3000 och Waverunner låter sig inte göras. Bägge teknikerna har sina fördelar och svagheter. Låt därför tillämpningen styra valet av ditt nästa oscilloskop.
Per Henricsson