Das Digitalfilter-Optionspaket (DFP2) für die WaveMaster-Serie von Oszilloskopen erweitert das Angebot an Filtern der älteren DFP-Option um Infinite-Impulse-Response-Filter (IIR) zusätzlich zu Finite-Impulse-Response-Filtern (FIR). IIR-Filter ermöglichen es Benutzern, digitale Filtertypen auszuwählen, die in Reaktion auf bekannte analoge Filter identisch sind. Wie in Abbildung 1 gezeigt, kann der Benutzer Butterworth-, Bessel-, Chebyshev- oder inverse Chebyshev-Filterkonfigurationen auswählen. Die Trace-Anzeigen zeigen die Impulsantwort (Spur F2) und den Frequenzgang (Spur F3) für ein 75-MHz-Butterworth-Tiefpassfilter.

Abbildung 1:

Die Auswahl der Filtertypen in der DFP2-Filteroption

Dies sind die am häufigsten verwendeten analogen Filtertypen. Der Butterworth- oder „maximal flache“ Filter hat den flachsten Amplitudengang aller verfügbaren Filter. Das Bessel-Filter ist für seinen gleichmäßigen Phasengang als Funktion der Frequenz bekannt. Wenn Sie den schnellsten Rolloff benötigen, haben die Tschebyscheff-Filter den engsten Übergangsbereich für eine bestimmte Anzahl von Stufen. Auf der negativen Seite weist das Tschebyscheff-Filter eine Amplitudenwelligkeit im Durchlassband auf, während das inverse Chebyshev-Filter eine flache Durchlassbandantwort zeigt, aber eine Welligkeit im Sperrband aufweist.

Abbildung 2 zeigt den Impuls- (Spur F2) und den Frequenzgang (Spur F3) eines Butterworth-Bandpassfilters. Der Benutzer kann zwischen Tiefpass-, Hochpass-, Bandpass- oder Bandsperrfiltertypen wählen. Der Benutzer hat die Kontrolle über die Grenzfrequenzen, die Breite des Übergangsbereichs und die Sperrbanddämpfung.

Abbildung 2:

Steuerelemente für Filtergrenzfrequenzen, Übergangsbreite und Stoppbanddämpfung in der DFP2-Filteroption für die WaveMaster Serienoszilloskope

Eine sehr häufige Anwendung für Filter besteht darin, Signale aufzubereiten, um Aberrationen zu entfernen. In Abbildung 3 wurde ein Bessel-Tiefpassfilter auf ein serielles 2.4-Gbit/s-Kommunikationssignal angewendet, um Überschwingen und Überschwingen zu reduzieren. Diese Art der Verarbeitung wird verwendet, um rohe optische Signale in elektrische Signale mit einer gut definierten Frequenz- und Zeitbereichsantwort umzuwandeln. Die Kombination aus optisch-elektrischem Wandler, Filter und Messsystem wird als Referenzempfänger bezeichnet.

Abbildung 3:

Anwenden eines Bessel-Tiefpassfilters auf ein serielles 2.4-Gbit/s-Kommunikationssignal, um Überschwingen und Überschwingen zu reduzieren

Abbildung 4 enthält eine nähere Ansicht der Unterschiede zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen.

Abbildung 4:

Eine vergrößerte Darstellung der Wirkung des Bessel-Tiefpassfilters auf das 2.4-Gbit/s-Signal

Dies ist ein einfaches Beispiel für die Leistungsfähigkeit von benutzerwählbaren FIR- und IIR-Filtern, die zur Verfügung stehen, um Signale innerhalb des Oszilloskops zu konditionieren. Es gibt dem Benutzer die Möglichkeit, Systemelemente zu simulieren, Störsignale zu eliminieren und Spektralkomponenten zu trennen.