Ein Beispiel wäre ein PCIe Gen 1-Signal mit 2,5 Gb/s (Grundfrequenz von 1,25 GHz). Hier wäre ein 6-GHz-Oszilloskop erforderlich, um das Signal genau darzustellen.

Zu beachten ist jedoch nicht nur die Bandbreite des Oszilloskops, sondern die Systembandbreite der gesamten Messkette. Häufig wird zum Abgreifen des Signals ein Tastkopf verwendet. Dieser muss ebenfalls entsprechend ausgewählt werden, damit das Messsystem im gesamten das Signal richtig und genau erfassen kann. Der Tiefpass mit der geringsten Bandbreite bestimmt letztlich die Systembandbreite. Über die Auswahl des richtigen Tastkopfes erfahren Sie hier mehr.

Vertikale Auflösung

Ein sehr wichtiger - vielleicht sogar entscheidender - Aspekt ist die vertikale Auflösung, die die Amplitudengenauigkeit des ADC (Analog-Digital-Converters) des Oszilloskops beschreibt. Theoretisch kann ein Oszilloskop mit einem 8-Bit-ADC die Amplitude eines Signals auf einen Teil von 256 auflösen. Bei einem Skalenendwert von 800 mV kann das Oszilloskop die Amplitude also bestenfalls in 3,1-mV-Schritte auflösen. Oszilloskope mit 12-Bit-ADCs können das gleiche Signal in 195 μV-Schritte auflösen, was einer 16-mal höheren Auflösung entspricht als bei einem 8-Bit-Oszilloskop.

Warum ist die vertikale Auflösung so wichtig? Sie kommt vor allem dann ins Spiel, wenn kleine Signalelemente in Gegenwart größerer Signale beobachtet werden. Nehmen wir an, Sie betrachten die "Ein"-Spannung eines Schaltnetzteils, die weniger als 1 V beträgt, während die Spannung im "Aus"-Zustand 500 V beträgt. Ein 8-Bit-Oszilloskop hätte eine theoretische Auflösung von nur 1,9 V/Schritt, während ein 12-Bit-Instrument bis zu einem 0,12-V-Schritt auflösen könnte.

Analogen und digitale Eingangskanäle

In der Regel können die meisten Oszilloskope mehrere Signale erfassen und auf Ihrem Bildschirm ausgeben. Jedes dieser Signale wird über einen separaten Kanal erfasst. In der Vergangenheit hatten digitale Oszilloskope häufig 2 oder 4 analoge Eingangskanäle zur Verfügung. Doch im Rahmen der stetigen Entwicklung (besonders im Bereich der Leistungselektronik) werden häufig immer mehr Eingangskanäle benötigt. Aus diesem Grund hat Teledyne LeCroy als erster Oszilloskop-Hersteller ein Gerät mit 8 analogen Eingangskanälen entwickelt. Diese Geräte verfügen sogar über die Möglichkeit gekoppelt betrieben zu werden. Somit stehen dem Anwender bis zu 16 analoge Eingangskanäle zur Verfügung.

Neben den analogen Eingangskanälen gibt es Oszilloskope mit Mixed-Signal-Kanälen (Mixed-Signal-Oszilloskope oder MSO). Diese verfügen neben den analogen Eingangskanälen auch über Digitalkanäle. Meistens verfügen diese Digitalkanäle mit 8, 16 oder 32 Eingänge. Bei Teledyne LeCroy Oszilloskopen ist es Standard, dass alle analogen und digitalen Eingangskanäle gleichzeitig genutzt werden können.

Da es Hersteller am Markt gibt, bei denen die Nutzung von digitalen Kanälen dazu führt, dass analoge Kanäle aufgegeben werden müssen, gilt es hier genau auf die Spezifikationen zu achten.

Speichertiefe

Je länger die Speicherlänge eines Oszilloskops ist, desto länger ist die Dauer des erfassten Signals:

Erfasstes Zeitintervall = Speicherlänge/Abtastrate

Somit ist die Anzahl der Abtastungen durch die Speicherlänge bzw. den Erfassungsspeicher des Oszilloskops limitiert. Möchten Sie ein sporadisch auftretendes Signalereignis erfassen, ist ein möglichst tiefer Speicher notwendig. Aus diesem Grund können Sie verschiedene Oszilloskop Serien von Teledyne LeCroy mit einem Speicher von bis zu 5 GS/s ausrüsten – über einen tieferen Speicher verfügt aktuell kein anderer Hersteller am Markt. 

Anstiegszeit / Flankensteilheit

Die Reaktion eines Oszilloskops im Zeitbereich ist eine Funktion seiner Sprungantwort. Der Schlüsselparameter für die Bewertung der Sprungantwort ist die Anstiegszeit. Die Anstiegszeit der Sprungantwort ist mit der Bandbreite des Oszilloskops durch die folgende Gleichung verbunden:

Anstiegszeit = k/Bandbreite

wobei die Anstiegszeit in Sekunden, die Bandbreite in Hertz und k = 0,35 bis 0,45 je nach dem Frequenzgang des Oszilloskops angegeben ist. Für Bandbreiten unter 2 GHz ist k = 0,35.

Die Sprungantwort eines Oszilloskops kommt bei der Messung digitaler Signale mit schnellen Flanken zum Tragen. Als Faustregel für die Bestimmung der Bandbreite für digitale Signale gilt, dass die Bandbreite des Oszilloskops das 2,5-fache der Bitrate des digitalen Signals betragen sollte. Wenn Sie beispielsweise serielle Daten mit einer Bitrate von 1 Gb/s messen, sollte die Bandbreite des Oszilloskops 2,5 GHz betragen. Da die höchste Datenrate für ein digitales Signal die Hälfte der Bitrate beträgt, bedeutet die Auswahl eines Oszilloskops mit einer Bandbreite von 2,5 x der Bitrate, dass die fünfte Harmonische des Datensignals innerhalb der Bandbreite des Oszilloskops liegt.

Abtastrate

Die Abtastrate eines Oszilloskops gibt an, mit welcher Frequenz der Analog-Digital-Wandler (ADC) die analogen Eingangssignale in digitale Signale umwandelt. Umso höher die Abtastrate ist, umso genauer ist die zeitliche Auflösung und damit auch mehr Details im Signalverlauf erkennbar.

In Bezug auf die Abtastrate legt die Nyguist-Abtasttheorie die Mindestabtastrate für ein digitales Abtastoszilloskop auf das Doppelte der Bandbreite des Geräts fest. In der Praxis ist es in der Regel besser, mit einer Abtastrate von mehr als dem 2,5-fachen der Bandbreite des Geräts abzutasten, da höhere Abtastraten eine höhere Zeitauflösung ermöglichen. Dies geht jedoch auf Kosten eines größeren Erfassungsspeichers, so dass ein Kompromiss erforderlich ist. Die Genauigkeit des Oszilloskops verbessert sich im Allgemeinen mit einer Überabtastung bis zum Fünffachen der Bandbreite. Bei einer Überabtastung von mehr als dem Fünffachen nimmt der Nutzen ab.

Konnektivität

Viele Benutzer von Oszilloskopen möchten ihre Geräte mit einem externen Computer steuern, wie in einem automatisierten Prüfsystem. Dazu muss das Oszilloskop über Fernsteuerungsfunktionen verfügen. Daher ist die Konnektivität ein wichtiger Faktor, den Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie ein Oszilloskop auf diese Weise verwenden möchten. Achten Sie auf Hardware-Schnittstellen für Protokolle wie LAN, LXI, USB oder GPIB sowie auf einen effizienten Befehlssatz für die Fernsteuerung. Hilfssoftware und Treiber sollten verfügbar sein, um das Oszilloskop mit der Programmierumgebung des Benutzers zu verbinden.

Folge Kosten für Firmware-Updates

Wenn Sie ein neues Oszilloskop beschaffen möchten, müssen Sie natürlich auch die Anschaffungskosten betrachten. Doch neben den Anschaffungskosten, sollte auch geprüft werden ob es Folgekosten für den Benutzer gibt. So gibt es einige Hersteller, bei denen eine Lizenzgebühr fällig wird, wenn Sie immer die neuste Firmware nutzen möchten. Bei Teledyne LeCroy Oszilloskopen fallen solche Folgekosten nicht an. So haben die Nutzer immer einen kostenlosen Zugriff auf die neuste Firmware des entsprechenden Oszilloskops.