Per impostazioni della scala verticale inferiori a 10 mV/div, gli oscilloscopi tipicamente riducono la larghezza di banda di misura, al fine di mantenere il rumore della traccia quanto più basso possibile. L’oscilloscopio R&S®RTO è diverso: offre la larghezza di banda completa anche per le impostazioni più sensibili, e un convertitore A/D con più di 7 bit effettivi (ENOB) per digitalizzare il segnale.
I dispositivi mobili stanno diventando sempre più piccoli e offrono sempre più funzioni, ma gli utenti si aspettano ancora che abbiano una batteria con una vita operativa lunga. Ottimizzare il consumo di energia è uno degli aspetti più impegnativi nella progettazione di questi dispositivi. Le tensioni di alimentazione devono essere mantenute le più basse possibili per minimizzare il consumo di energia durante la trasmissione dei dati ad alta velocità. Vengono utilizzati dei segnali a escursione di tensione ridotta in linea con lo standard dei segnali differenziali a bassa tensione LVDS (Low Voltage Differential Signaling). I segnali di ampiezza ridotta sono molto comuni anche nei circuiti analogici e a segnali misti, come nei convertitori D/A e negli amplificatori che utilizzano tensioni molto basse per i motivi precedentemente menzionati. Gli oscilloscopi convenzionali non possono visualizzare l'intera larghezza di banda di tali segnali con un'elevata sensibilità verticale. È molto difficile o impossibile misurare segnali con alta fedeltà: un problema che l'oscilloscopio R&S®RTO aiuta ora a risolvere (vedi grafico 1).
Le sonde attive utilizzate per misurare segnali ad alta frequenza tipicamente hanno un rapporto di divisione di tensione di 10:1, che riduce a un decimo della sorgente l’ampiezza del segnale di segnali già piccoli. Quando viene misurato un segnale LVDS con un'escursione di tensione di 350 mV, all'ingresso dell'oscilloscopio arrivano solo 35 mV. La scala verticale deve essere impostata a 40 mV/div o 4 mV/div per visualizzare in modo ottimale questo segnale (vedi grafico 2). Gli oscilloscopi R&S®RTO lavorano fino alla sensibilità massima di 1 mV/div con gli amplificatori d'ingresso attivati, sfruttando così l'intera gamma dinamica del convertitore A/D. Altri oscilloscopi utilizzano il software per estendere semplicemente l'ampiezza del segnale sullo schermo e quindi sfruttano solo una piccola parte della gamma dinamica del convertitore A/D. Inoltre, il rumore intrinseco dell'oscilloscopio R&S®RTO è così basso che non ha bisogno di essere ulteriormente ridotto diminuendo la larghezza di banda dell'ingresso. L'intera larghezza di banda può essere utilizzata per effettuare misure accurate in tutti gli intervalli di sensibilità.
Una misura della vera accuratezza del processo di digitalizzazione di un segnale è il numero effettivo di bit del convertitore A/D (ENOB). Soprattutto i segnali di minore ampiezza tipici dei bus digitali ad alta velocità impongono requisiti più severi sulla gamma dinamica. I convertitori A/D a 8 bit vengono spesso utilizzati in oscilloscopi digitali con ampia larghezza di banda. Questi convertitori sono costituiti da convertitori multipli, a bassa velocità, che vengono collegati tra loro mediante tecniche di interlacciamento temporale (interleaving). Tuttavia, maggiore è il numero di convertitori che vengono combinati, più grandi sono gli errori che si verificano a causa della non uniformità di comportamento dei singoli convertitori. Gli oscilloscopi R&S®RTO non hanno tali limitazioni. Il convertitore a 10 Gcampioni/s dell'oscilloscopio R&S®RTO è stato realizzato utilizzando un'architettura single-core, cioè un convertitore a singolo processore converte il segnale analogico campionato in una parola digitale a 8 bit. L'architettura single-core minimizza la distorsione del segnale e permette di raggiungere un'accuratezza di più di sette bit effettivi (vedi grafico 3). L'accuratezza della rappresentazione del segnale di misura dipende anche dalla larghezza di banda dell'oscilloscopio rispetto alla frequenza del segnale e al rumore intrinseco dello stadio di ingresso. Questo è il motivo per il quale, nello sviluppo degli oscilloscopi R&S®RTO, sono stati applicati in modo uniforme requisiti di progettazione molto esigenti. Lo sforzo ha dato i suoi frutti: il rumore intrinseco degli oscilloscopi è il più basso per questa classe di strumenti, il che permette di garantire risultati precisi e stabili anche con le impostazioni più sensibili (vedi grafico 4).
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