Para configurações de medição abaixo de 10 mV/div, os osciloscópios normalmente reduzem a largura de banda de medição para manter o ruído do traço o mais baixo possível. O R&S®RTO é diferente: ele oferece largura de banda total para as configurações mais delicadas, e um conversor A/D com mais de 7 bits efetivos (ENOB) digitaliza o sinal.
Os dispositivos móveis estão ficando cada vez menores e oferecem cada vez mais funções, ainda assim os usuários ainda esperam que eles tenham uma bateria de longa duração. Otimizar o consumo de energia é um dos aspectos mais desafiadores no desenvolvimento destes dispositivos. As tensões de alimentação precisam ser mantidas o mais baixo possível para minimizar o consumo de energia ao transmitir em altas taxas de dados. Sinais de baixa oscilação em conformidade com o padrão de sinalização de diferencial de baixa tensão (LVDS) são utilizados. Os sinais de baixa amplitude também são comuns em circuitos de sinal misto e analógico, como em conversores A/D e amplificadores, que utilizam tensões muito baixas pelos motivos mencionados anteriormente. Os osciloscópios convencionais não podem exibir a largura de banda total de tais sinais em alta sensibilidade vertical. É muito difícil ou impossível medir sinais com fidelidade alta – um problema que o R&S®RTO agora ajuda a resolver (veja o gráfico 1).
As pontas de prova ativas utilizadas para medir sinais de alta frequência normalmente possuem uma relação de divisão de frequência de 10:1, que reduz a amplitude de sinal dos sinais que já são pequenos para um décimo da origem. Ao medir um sinal LVDS com uma oscilação de tensão de 350 mV, somente 35 mV chegam na entrada do osciloscópio. A escala vertical precisa ser definida para 40 mV/div ou 4 mV/div para exibir este sinal da forma ideal (veja o gráfico 2). Os osciloscópios R&S®RTO operam até a sensibilidade total de 1 mV/div com os amplificadores de entrada ativados, tirando vantagem da faixa dinâmica total do conversor A/D. Outros osciloscópios utilizam o software para simplesmente distribuir a amplitude do sinal na tela e, portanto, usam apenas uma pequena parte do intervalo do conversor A/D. Além disso, o ruído inerente do osciloscópio R&S®RTO é tão baixo que não precisa ser reduzido ainda mais por meio da redução da largura de banda de entrada. A largura de banda total pode ser usada para medições precisas em todos os intervalos de sensibilidade.
Uma medida da precisão real da digitalização do sinal é o número efetivo de bits (ENOB) do conversor A/D. Principalmente as pequenas amplitudes de sinal dos barramentos digitais de alta velocidade impõem requisitos mais rigorosos sobre a faixa dinâmica. Os conversores A/D de 8 bits são frequentemente utilizados em osciloscópios digitais com largura de banda elevada. Esses conversores são compostos por diversos conversores lentos e com intercalação de tempo que estão conectados. No entanto, quanto maior for o número de conversores combinados, maior será o número de erros que surgirão devido ao fato do comportamento dos conversores individuais não ser uniforme. Os osciloscópios R&S®RTO não possuem tais limitações. O conversor de 10 Gsample/s no R&S®RTO foi implementado usando a arquitetura de núcleo único, por exemplo, um único núcleo do conversor converte o sinal analógico de amostra em uma palavra digital de 8 bits. A arquitetura de núcleo único minimiza a distorção do sinal e alcança mais de sete bits efetivos (veja o gráfico 3). A precisão da representação do sinal da medição também depende da largura de banda do osciloscópio relativa à frequência do sinal e ao ruído inerente da interface. Este é o motivo pelo qual requisitos rigorosos de design foram implementados de forma consistente no desenvolvimento dos osciloscópios R&S®RTO. O esforço foi recompensado: o ruído inerente dos osciloscópios é o mais baixo nessa classe de instrumentos, para resultados estáveis e precisos até mesmo nas configurações mais delicadas (veja o gráfico 4).
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