Tameq AppNote-Teledyne LeCroy Oszilloskop-WaveSurfer-3000-Zyklische Parameter-Messungen mit WaveScan (D)

Das WaveSurfer Oszilloskop von Teledyne LeCroy verfügt über viele Mess-Parameter wie Amplitude, RMS, oder Mittelwert, die sich auf das ganze Datenerfassungsfenster beziehen. Für Anwendungen in der Leistungselektronik ist es oft wichtig, diese vertilklen Messgrössen pro Periode zu ermitteln, nicht nur über das ganze Fenster. Dieser Thematik widmet sich dieser Artikel und er führt schrittweise durch die benötigten Einstellungen, bis zu den zyklischen Parameter-Messungen mit dem Werkzeug WaveScan.

Ein Puls-Signal soll pro Periode nach den Messparameter Amplitude, Effektivwert und Mittelwert ausgewertet werden. Eine Periode dieses Signals ist im Datenerfassungsfenster der Abbildung 1 dargestellt.

Werden nund die Messparameter Amplitude, RMS und Mittelwert mit Statistik und Histicon zugeschaltet, so können die Messungen an einer Periode durchgeführt werden. Pro Datenerfassung kommt ein neuer Wert hinzu und die gemessenen Werte werden statistisch ausgewertet nach Minimum, Maximum, Mittelwert aller Werte, der Standardabweichung, der Anzahl Werte und der Verteilung in einem kleinen Histogramm.

Auf diese Art und Weise lassen sich vertikale Parameter-Messungen korrekt pro Periode durchführen. Der Nachteil dieser Art der Datenauswertung ist, dass man immer nur einen kleinen Ausschnitt aus dem gesamten Signal auswertet und dass die Hochkumulierung der Messungen relativ lange dauert.

Macht man sich an dieser Stelle den Datenerfassungs-Mode Sequence Mode zunutze mit demselben Erfassungsfenster und 1000 Segmenten pro Sequenz, dann kann mit einem Klick auf Single eine Sequenz von 1000 Erfassungen ausgelöst werden. Das Resultat sieht man im folgenden Bild.

Der Vorteil dieser Datenerfassungs-Technik ist, dass eine Sequenz von 1000 Erfassungen sehr schnell abläuft, und damit Zeit gewonnen wird. Sequenzen von maximal 1000 Datenerfassungen werden auch hier kumuliert. Das ist ein sehr effektiver Datenerfassungs-Mode für schnelle Pulsfolgen, Burst-Mode-Anwendungen und bei Anwendungen mit grosser Totzeit zwischen den Ereignissen.

Der Nachteil in diesem Fall bleibt aber bestehen, dass man immer nur einen Auschnitt vom gesamten Signal sieht und den Einfluss und die Änderungen von Periode zu Perdiode nicht kennt.

Möchte man nun ein Signal auswerten wie im nächsten Bild dargestellt, dann stellt sich die Frage, wie sich diese Messparameter pro Periode ermitteln lassen.

Der Parameter Periode wurde noch hinzugefügt, dass man eine Idee erhält, wie viele vollständigen Perioden, in diesem Fall 48 Perioden, im Zeitsignal vorhanden sind. Das wird dadurch ermöglicht, weil zeitbezogene Parameter wie die Perdiodendauer effektiv pro Periode ausgewertet werden.

Mit den Daten in Kanal C1 wird Utilities/WaveScan aktiviert. Zusätzlich wird der Mode auf Measuremetn gesetzt und der Parameter Period ausgewählt. Links zeigt eine Tabelle die Periodendauer aller ganzen Perioden des Signals an und die Kurve WScanZ1 zeigt die aktuell angewählte erste Periode im Signal an.

Die roten vertikalen Linien zeigen an, wo die Messung beginnt und wo sie aufhört bzw. die nächste Periode beginnt.WaveScan hat alle Perioden ausgemessen und in der Tabelle alle 48 Messwerte der Periode aufgelistet. Mit der Position kann von Periode zu Periode durch das Signal gescrollt werden, wie da nächste Bild zeigt. Farblich wird dabei angezeigt, wo sich der gezoomte Teil der Kurve in der Datenaufzeichnung vom Erfassungskanal C1 befindet.

Die Messungen Amplitude, RMS und Mittelwert werden nicht exakt zwischen den roten vertikalen Linien ausgewertet wie die Periodendauer, sondern im gesamten Fenster unter WScanZ1. Das heisst, die angeschnittenen Periodenabschnitte kommen zur Berechnung hinzu und verfälschen das periodische Ergebnis. Es muss also ein Weg gefunden werden, das Messfenster zur Berechnung der Parameter dem Messfenster zur Berechnung der Periodendauer anzugleichen.

Zuerst werden die Parameter neu von der Kurve WScanZ1 anstelle vom Kanal C1 berechnet.

Mit dem Messfenster der Parameter (Gate) wird die Stelle gesucht, an der der Parameter Period von WScanZ1 gerade noch berechnet werden kann. Das dient zur Bestimmung der Periodenddauer, bei welcher die Werte Amplitude, RMS und Mittelwert berechnet werden sollen.

Nachdem das Messfenster mit Start und Stop sorgfältig eingestellt worden sind kann mit einem Durchscrollen durch alle Messwerte in der Tabelle verifiziert werden, ob der Parameter Period jedes Mal berechnet werden kann, oder ob anstelle eines Messwertes --- erscheint. Das würde bedeuten, dass das Messfenster zu eng eingestellt wurde und noch in die eine oder andere Richtung angepasst werden muss. Damit entsteht ein minimer Fehler gegenüber der zyklischen Messung, was aber je nach Anwendung vernachlässigt werden kann.

Mit den diskutierten Möglichkeiten zur Berechnung von zyklischen Parameter kann der Anwender auswählen, ob einzelne Perioden von einem Signal erfasst und ausgewertet werden sollen, oder ob eine längere Sequenz aufgezeichnet wird und anschliessend die Messwerte zyklisch mit dem Gate und WaveScan ermittelt werden.

Das ist eine Applikations-Schrift von Tameq