Das Design von Test- und Messgeräten basiert seit langem auf den Parametern Speicherkapazität, Messgeschwindigkeit und Abtastrate. Bei großen Herstellern von Prüfgeräten ist die „Zeit bis zur Lösung“ jedoch ein Schlüsselfaktor bei der Auswahl von Geräten.
Von Cliff Ortmeyer, Global Head of Technical Marketing bei Farnell
Bei der Bewertung der Auswahl derzeit verfügbarer Prüfgeräte vom Standpunkt der Papierspezifikationen hat ein Ingenieur zahlreiche Möglichkeiten. Es ist unvermeidlich, dass es Anwendungen geben wird, die ein Maß an Abtastung und Bandbreite erfordern, das nur bestimmte Instrumente bieten können. Für viele Anwendungen ist jedoch entscheidend, ob das Gerät schnell zur Lösung eines Problems beitragen kann, und nicht, ob es grundsätzlich die erforderliche Grundleistung erbringen kann.
„Bei meiner letzten Zählung waren heute 35 Modelle diskreter 1-GHz-Oszilloskope von verschiedenen Herstellern auf dem Markt erhältlich. Es ist verrückt“, sagt Mike Hoffman, Produktmanager bei Keysight Technologies.
Datenblattspezifikationen, die es so vielen Herstellern ermöglichen, auf demselben Raum zu konkurrieren, geben nur Auskunft über einen kleinen Teil dessen, was ein Instrument für ein Team leisten kann. Der wahre Wert eines Test- und Messgeräts liegt in der Kombination seiner Signalverarbeitungsfähigkeiten und seiner Fähigkeit, Ingenieuren bei der Lösung von Problemen zu helfen. Diese beiden Faktoren müssen stimmen, damit der Benutzer die von ihm benötigte Lösungszeit erreichen kann. Je schneller ein Benutzer Messungen einrichten, die Daten abrufen und die Ergebnisse analysieren kann, desto eher kann ein Problem gefunden und behoben werden. Dies schafft einen starken Anreiz für Instrumentenhersteller, benutzerfreundliche und intuitive Funktionen anzubieten und so die Lösungszeit zu minimieren.
„Wenn wir unsere Produkte benutzerfreundlicher gestalten können als die Konkurrenz, haben wir einen großen Vorteil, weil Ingenieure nicht so viel Zeit damit verbringen müssen, die Testgeräte zu verstehen, und sich darauf konzentrieren können, das Design zu verstehen, an dem sie arbeiten“, sagt Brad Odhner , Technischer Marketingmanager für Tektronix und Keithley Instruments.
Die Definition der Verwendbarkeit der Prüfmittel beginnt mit einem Praxisfall
Es gibt viele Faktoren, die die Benutzerfreundlichkeit eines Instruments beeinflussen. Eine davon ist, mit dem Instrument vertraut zu sein. Typischerweise funktionieren verschiedene Produkte desselben Herstellers auf sehr ähnliche Weise oder folgen zumindest ähnlichen Mustern der Benutzererfahrung. Daher entscheiden sich viele Labore dafür, von demselben Hersteller zu kaufen, um Vertrautheit zu gewährleisten und die Lernkurve zu verkürzen, die mit der Verwendung unterschiedlicher Instrumentenklassen verbunden ist.
Vertrautheit ist am nützlichsten bei wiederholten Messungen. Es kann jedoch die Produktoptionen einschränken und möglicherweise nicht das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Vielmehr sind Änderungen mit unvermeidbaren Kosten verbunden. Benutzer sollten sich Zeit nehmen, um sich mit den Funktionen und der Benutzeroberfläche vertraut zu machen. Einige Hersteller haben auf dieses Dilemma reagiert, indem sie viel investiert haben, um ihre Benutzerschnittstellen so intuitiv wie möglich zu gestalten und die Einarbeitungszeit für bestimmte Funktionen zu verkürzen. Ziel ist es, dass Ingenieure, die das Produkt zum ersten Mal verwenden, schnell verstehen, wie sie durch die Menüs navigieren und die erforderlichen Tests einrichten.
„Wir bemühen uns, verschiedene Benutzersegmente zu verstehen und die Verwendung des Produkts von dem Moment an, in dem Sie es in die Hand nehmen, intuitiv zu gestalten. Der betreffende Kunde mag ein hochqualifizierter Techniker oder Ingenieur sein, aber es ist entscheidend, den Arbeitsablauf zu verstehen und zu verstehen, was Sie mit diesem Produkt tun müssen“, erklärt Justin Sheard, Fluke Principal Engineer für New Product Solutions.
Das Verständnis der verschiedenen Fälle hat großen Einfluss auf die Wirksamkeit eines Instruments in der realen Welt. Denken wir über die Möglichkeit nach, die Instrumente im Feld und nicht im Labor einzusetzen. Einige Tischoszilloskope sind tragbar, da sie relativ leicht sind und mit einem Griff geliefert werden. Ein wirklich tragbares Produkt muss jedoch andere Bedürfnisse abdecken.
„Der Ansatz ist völlig anders, wenn man ein tragbares oder Tischprodukt baut. Dabei sind ganz andere Aspekte zu berücksichtigen. Beispielsweise müssen für ein Laborprodukt Genauigkeit und Geschwindigkeit bewertet werden. Sie benötigen eine LabVIEW-Integration und ähnliches“, sagt Kai Scharrmann, Vertriebsleiter bei Hioki Europe. „Stattdessen sollten sich tragbare Optionen auf Benutzerfreundlichkeit und ein robustes Design konzentrieren. Der Ansatz ist anders, aber das Messprinzip und die Technologie sind gleich.“
Ungeachtet des Ansatzes und der beabsichtigten Verwendung sind sich Gerätehersteller einig, dass die Priorisierung der Benutzerfreundlichkeit jetzt nicht mehr verhandelbar ist.
Bildschirme: Wie wichtig ist die Größe?
Einige Designentscheidungen gelten für praktisch alle Arten von Instrumenten. Einer dieser Faktoren ist die Größe des Bildschirms. Es ist wichtig, eine klare Sicht auf die zu analysierende Wellenform zu haben. Normalerweise gilt: Je größer der Bildschirm, desto besser die Visualisierung und desto einfacher lässt sich das Problem identifizieren, das Sie erkennen möchten. Obwohl die größten Bildschirme oft mit den größten Instrumenten in Verbindung gebracht werden, haben einige Großbild-Oszilloskope sehr kompakte Gehäuse. Außerdem ermöglicht ein größerer Bildschirm berührungsempfindliche Bildschirmsteuerungen, während Schaltflächen außerhalb des Bildschirms verwirrender sein können, wenn das Instrument über mehrere Modi verfügt, die die von den physischen Tasten ausgeführte Aktion ändern.
„Die Verwendung von Computern bietet eine weitere Möglichkeit, die Bildschirmgröße zu optimieren“, sagt Mike Purday, Regional Manager für EMEA bei Pico Technology. „Die Anzeigeoptionen sind einer der größten Vorteile bei der Verwendung eines PC-basierten Oszilloskops, da die Vielfalt der Optionen im Vergleich zu Desktop-Oszilloskopen erheblich größer ist. Beispielsweise möchten Sie möglicherweise ein 65-Zoll-Ultra-High-Definition-Display verwenden, damit Sie die Signaldetails aufschlüsseln können.
Dies kann leicht mit an einen Computer angeschlossenen Testgeräten erreicht werden.“
Computerbasierte Instrumente können in tragbaren Anwendungsfällen optimal sein, in denen von Ingenieuren erwartet wird, dass sie einen Laptop in Verbindung mit dem Testinstrument verwenden. Auf dem Host-Computer ausgeführte Software kann den Feldzugriff auf erweiterte Tools wie LabVIEW ermöglichen. „Es ist viel einfacher, Daten zwischen Teams auszutauschen, die möglicherweise remote arbeiten“, fügt Purday hinzu und stellt fest, dass der Computer häufig eine Reihe von Netzwerkverbindungsoptionen bietet.
Der Trend zur Integration
Allerdings sind computerbasierte Instrumente nicht die einzigen, die Konnektivitätsvorteile bieten. Immer mehr tragbare Instrumente verfügen über drahtlose Konnektivität, um den Zugriff auf Cloud-Dienste zu erleichtern. Die Integration der Messfunktionen führt zu einer Verbesserung der Usability in einer Vielzahl von Instrumenten. Viele heute verfügbare Produkte verfügen über leistungsstarke Prozessoren und große Speicheroptionen, die Vorgänge ermöglichen, für die früher ein separater Computer erforderlich war. Hoffman sagt, dass es für Ingenieure hilfreich sein kann, die Anwendungen zu untersuchen, die ihr Instrument idealerweise unterstützen sollte: „Führe ich eine Art spezialisierte Leistungsmessung durch? Arbeite ich mit einem bestimmten seriellen Bus, den ich decodieren möchte?
Die Möglichkeit, diese Messungen am Gerät durchzuführen, kann bei der Fehlersuche erheblich Zeit sparen. Beispielsweise kann die integrierte Decodierung des seriellen Busses schnell Protokollfehler anzeigen, die bei der Diagnose eines Problems helfen. Beispielsweise kann die integrierte Decodierung des seriellen Busses schnell Protokollfehler anzeigen, die bei der Diagnose eines Problems helfen. Sehr oft nutzen diese eingebetteten Anwendungen die Vorteile der funktionalen Integration, wie z. B. die Kombination von Oszilloskop- und Logikanalysatoroperationen.
„Ein eigenständiger Logikanalysator übertrifft alle ähnlichen Funktionen eines Mixed-Signal-Oszilloskops bei weitem. Aber wenn Sie nur ab und zu ein Rechtecksignal benötigen, müssen Sie keine separate Box mehr kaufen und kalibrieren und warten lassen, da Ihr Oszilloskop einen einfachen Generator enthält. Es kann so einfach sein wie das Einstecken in eine Buchse auf der Vorderseite des Oszilloskops und das Drücken der ‚Go'-Taste“, erklärt Hoffman.
Ein weiterer wichtiger Bereich der Integration mit grundlegenden Oszilloskopfunktionen ist laut Odhner die HF- und Leistungsanalyse. „Wir haben jedem Kanal unserer Oszilloskope der Serien 4, 5 und 6 einen digitalen Abwärtswandler hinzugefügt. Dadurch können Sie dasselbe Signal sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich über jeden Kanal dieses Oszilloskops hinweg betrachten. Dadurch entsteht ein Oszilloskop, das auch als Spektrumanalysator fungieren kann. Die Konsolidierung ist sinnvoll, da ein Ingenieur oft eine Frequenzbereichsanomalie finden muss, die in einem Zeitbereichssignal auftritt.“
Die Unterstützung von Ingenieuren bei der schnellen Lösung von Problemen ist zu einem Schlüsselfaktor bei der Entwicklung neuer Testprodukte geworden, zusätzlich zu den bereits wichtigen Merkmalen wie Auflösung, Speicherkapazität und Abtastratenparametern, die sie bieten. Hersteller investieren unter anderem stark in die Forschung und Entwicklung von Benutzerschnittstellen, größeren Bildschirmen, Anwendungskompatibilität und Messintegration, wodurch die Auflösungszeit zum Schlüsselparameter bei der Auswahl neuer Geräte wird. Testingenieure, die ihre Entscheidungen auf der Grundlage der Lösungszeit treffen, werden mit Sicherheit davon profitieren.
