Pour les paramètres de mesure inférieurs à 10 mV/div, les oscilloscopes réduisent généralement la bande passante, afin de limiter le bruit de trace à un niveau aussi bas que possible. Le R&S®RTO est différent : il propose la bande passante entière, même pour les réglages les plus sensibles, et un convertisseur analogique / numérique doté de plus de 7 bits effectifs (ENOB) numérise le signal.
Les appareils mobiles deviennent de plus en plus petits et proposent un nombre sans cesse croissant de fonctions, pourtant, les utilisateurs attendent toujours une batterie longue durée. L'optimisation de la consommation d'énergie est l'un des aspects les plus difficiles de la conception de ces appareils. Les tensions d'alimentation doivent être maintenues à une valeur aussi basse que possible, afin de minimiser la consommation d'énergie lors de la transmission de données à haut débit. On utilise des signaux low-swing conformément à la norme de signalisation différentielle à basse tension (LVDS). Les signaux de faibles amplitudes sont également fréquents dans les circuits de signaux analogiques et mixtes, comme dans les convertisseurs numérique / analogique et les amplificateurs, qui utilisent de très basses tensions pour les raisons évoquées précédemment. Les oscilloscopes classiques ne peuvent pas afficher la bande passante complète de ces signaux à haute sensibilité verticale. Il est très difficile, voire impossible de mesurer des signaux avec une fidélité accrue, un problème que le R&S®RTO permet dorénavant de résoudre (voir graphique 1).
Les sondes actives utilisées pour mesurer des signaux haute fréquence disposent généralement d'un diviseur de tension de rapport 10 : 1, qui réduit l'amplitude des signaux déjà petits à un dixième de la source. Lors de la mesure d'un signal LVDS avec une fluctuation de tension de 350 mV, seulement 35 mV arrivent à l'entrée de l'oscilloscope. L'échelle verticale doit être réglée à 40 mV/div ou à 4 mV/div pour afficher ce signal de manière optimale (voir Graphique 2). Les oscilloscopes R&S®RTO fonctionnent jusqu'à la sensibilité totale de 1 mV/div avec des amplificateurs d'entrée activés, tirant profit de la totalité de la plage dynamique du convertisseur analogique / numérique. D'autres oscilloscopes utilisent un logiciel pour simplement diffuser l'amplitude du signal à l'écran, et par conséquent, utilisent uniquement une petite partie de la gamme du convertisseur analogique / numérique. En outre, le bruit inhérent de l'oscilloscope R&S®RTO est si faible qu'il n'est pas nécessaire de le réduire en diminuant la bande passante d'entrée. La totalité de la bande passante peut être utilisée pour des mesures précises, dans toutes les gammes de sensibilité.
Le nombre effectif de bits (ENOB) du convertisseur analogique / numérique propose une mesure de la véritable précision de la numérisation du signal. Les faibles amplitudes de signal des bus numériques à haut débit présentent des exigences plus rigoureuses en matière de gamme dynamique. Les convertisseurs analogique / numérique 8 bits sont souvent utilisés dans les oscilloscopes numériques à large bande. Ces convertisseurs se composent de plusieurs convertisseurs lents à entrelacement temporel connectés. Toutefois, plus le nombre de convertisseurs combinés est élevé, plus les erreurs qui se produisent seront importantes, car le comportement des différents convertisseurs n'est pas uniforme. Les oscilloscopes R&S®RTO n'ont pas de limitations de ce type. Le convertisseur de 10 Géchantillons/s du R&S®RTO a été implémenté à l'aide d'une architecture simple cœur, c'est-à-dire qu'un seul cœur du convertisseur convertit le signal analogique échantillonné en un mot numérique de 8 bits. L'architecture monocoeur réduit au minimum la distorsion du signal et atteint plus de sept bits effectifs (voir Graphique 3). La précision de la représentation du signal de mesure dépend aussi de la bande passante de l'oscilloscope, par rapport à la fréquence du signal et au bruit inhérent de l'étage d'entrée. C'est la raison pour laquelle des critères de conception exigeants ont été systématiquement mis en œuvre dans le développement des oscilloscopes R&S®RTO. L'effort a porté ses fruits : le bruit inhérent des oscilloscopes est le plus faible de cette catégorie d'instruments, avec des résultats précis et stables, même avec les réglages les plus sensibles (voir graphique 4).
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