ОСЦИЛЛОГРАФЫ С ЦИФРОВЫМ ЛЮМИНОФОРОМ. ОСЦИЛЛОГРАФЫ СМЕШАННЫХ СИГНАЛОВ (ЧАСТЬ 1)

Семейство осциллографов Tektronix серии 4000 • Серия DPO4000 • Серия MSO4000

Семейство осциллографов Tektronix серии 4000

Семейство осциллографов серии 4000 включает в себя осциллографы серии DPO4000 и серии MSO4000. Осциллографы с цифровым люминофором серии DPO4000 – это первые осциллографы, предлагающие большую длину памяти на всех каналах и удобство работы с ней, великолепные технические характеристики, запуск на последовательные потоки данных и их анализ и все это в самом компактном корпусе для этого класса приборов. Осциллографы смешанных сигналов (MSO) серии MSO4000 обладают всеми функциональными возможностями и преимуществами осциллографов серии DPO4000, но также имеют 16 встроенных цифровых каналов, позволяющих визуализировать и сопоставлять аналоговые и цифровые сигналы в одном приборе. Благодаря такой интеграции расширяются функциональные возможности запуска на всех 20 каналах, предоставляя идеальные возможности запуска по состоянию и по модели для отладки смешанных аналоговых и цифровых систем.

Разработаны, чтобы сделать Вашу работу проще

Так как сложность разработок увеличивается, Вам необходимы инструменты, которые помогут быстро находить возникающие проблемы.

Простота настройки и использования

Осциллографы серии 4000 имеют большой XGA-дисплей с диагональю 10,4 дюйма, удобную и понятную переднюю панель со знакомыми элементами управления – и все это в корпусе толщиной всего 137 мм и массой 5 кг. Возможность автоматического подключения к 8К по шине USB позволяет управлять прибором с помощью 8К для регистрации данных и проведения измерений и для этого требуется просто подсоединить USB кабель от осциллографа к 8К. H число поставляемых приложений входят NI LabVIEW SignalExpress™ Tektronix Edition LE, OpenChoice® Desktop, а также панели инструментов Microsoft Excel и Word, что позволяет быстро и просто устанавливать прямую связь с компьютером, работающим под управлением Windows. Порты USB и CompactFlash на передней панели предоставляют возможность переноса снимков экрана, настроек прибора и осциллограмм в любое удобное место. Когда приходится выполнять разработку и отладку систем со смешанными сигналами, необходимо иметь интуитивно понятное инструментальное средство, чтобы можно было сразу приступить к поиску неисправностей. Прибор серии MSO4000 работает как осциллограф, т. е. инструмент, с которым Вы уже знаете как обращаться. Вам не придется изучать заново, как пользоваться этим прибором каждый раз, когда Вы включаете его.

Возможности и преимущества

Основные технические характеристики

• Модели с полосой 1 ГГц, 500 МГц, 350 МГц
• 2- или 4-канальные осциллографы с цифровым люминофором
• 16 цифровых каналов (MSO4000) Расширенная система запуска
• Частота дискретизации на каждом канале до 5 Гвыб/с
• Длина памяти на каждом канале 10 млн. выборок
• Максимальная скорость сбора осциллограмм более 50 000 осциллограмм в секунду

Простота использования прибора

• Элементы управления Wave Inspector®, обеспечивающие высокоэффективный анализ осциллограмм
• 10,4 дюйма (264 мм) цветной XGA-дисплей
• Малая занимаемая площадь и небольшая масса: всего 137 мм в глубину и 5 кг
• Интерфейсы USB и CompactFlash на передней панели для быстрого и легкого подключения устройств хранения данных
• Автоматическое подключение к ПК

Запуск на последовательные потоки данных и их анализ

• Анализ и запуск на последовательные шины I2C, SPI, CAN, LIN, FlexRay и RS-232/422/485/UART

Разработка и анализ систем со смешанными сигналами (MSO4000)

• Запуск на параллельные шины данных и их анализ
• Запуск по логической модели
• Технология MagniVu™ 60,6 пс обеспечивает прекрасное временное разрешение
• Настройки порогов напряжения для каждого канала
• Многоканальный запуск по времени установки и удержания
• Дисплей отображения цифровых сигналов следующего поколения

Области применения

• Разработка и отладка встроенных систем
• Разработка и отладка систем со смешанными сигналами
• Исследование переходных процессов
• Измерения в силовых цепях
• Разработка и отладка видеотехники
• Автомобильная электроника

Элементы управления Wave Inspector®

Попробуйте представить себе эффективную работу в Интернете без таких поисковых систем как Google и Yahoo, таких функций браузера как «Избранное» и «Ссылки» и без таких поставщиков услуг Интернета как AOL или MSN. Тогда Вы поймете, что чувствуют пользователи большинства современных цифровых осциллографов, пытаясь использовать длинную память их приборов для регистрации сигналов. Длина памяти, то есть количество выборок, которые прибор может оцифровать и сохранить в одном цикле сбора данных, – одна из важнейших характеристик осциллографа. Чем больше длина памяти, тем больше время, в течение которого можно регистрировать сигнал с высоким разрешением (при большой частоте выборки).

Первыe цифровые осциллографы могли захватывать и записывать всего 500 точек, что серьезно затрудняло сбор всей нужной информации об исследуемом событии или сигнале. Со временем производители осциллографов, в соответствии с требованиями рынка, стали предлагать приборы с более увеличенной длиной памяти, обеспечивающие захват сигналов с высоким разрешением на продолжительных интервалах времени, так что теперь осциллографы среднего класса имеют память на несколько миллионов выборок, либо в стандартной, либо в дополнительной комплектации.

Для исследования сигналов, захваченных в память, которая имеет длину в миллионы выборок, необходимо просмотреть тысячи экранов осциллографа. В то время как длина памяти со временем значительно увеличилась и удовлетворяет требованиям подавляющего большинства применений, разработке эффективных средств просмотра и анализа осциллограмм большой длины, а также перемещения по ним не уделялось должного внимания.

Приборы Tektronix серии 4000 устанавливают новые стандарты работы с осциллограммами большой длины, благодаря перечисленным далее новым элементам управления Wave Inspector.

Масштаб/Просмотр. Специальная двухрядная ручка на передней панели служит интуитивно понятным средством управления установкой масштаба и просмотра. Внутренняя ручка служит для установки коэффициента масштабирования (масштаба). При повороте ручки по часовой стрелке включается масштабирование и увеличивается коэффициент масштабирования; при повороте ручки против часовой стрелки коэффициент масштабирования уменьшается, и в конечном счете масштабирование выключается. Внешняя ручка служит для перемещения окна масштабирования по осциллограмме с целью быстрого доступа к нужной части осциллограммы. Кроме того, внешняя ручка снабжена обратной связью по усилию, определяющей скорость просмотра осциллограммы. Чем сильнее повернута внешняя ручка, тем быстрее перемещается окно масштабирования. Чтобы изменить направление просмотра, достаточно повернуть ручку в другую сторону. Теперь для настройки масштаба не требуется перемещаться по многочисленным меню.

Воспроизведение/Пауза. Специальная кнопка воспроизведения-паузы на передней панели служит для автоматической прокрутки осциллограммы на экране для просмотра и поиска аномалий и событий, представляющих интерес. Скорость и направление воспроизведения задаются с помощью интуитивно понятных операций с ручкой просмотра. В этом случае поворот ручки на больший угол также приводит к ускорению прокрутки осциллограммы, а для изменения направления прокрутки достаточно повернуть ручку в другую сторону.

Метки пользователя. На осциллограмме обнаружилось что-то интересное? Чтобы установить на осциллограмме одну или несколько «закладок», нажмите на передней панели кнопку установки меток. Для перемещения по меткам достаточно нажимать на передней панели кнопки «Предыдущая» (<—) и «Следующая» (—>).

Метки поиска. Вам жалко тратить время на просмотр всей записи в поисках нужного события? В осциллографах серии DPO4000 имеется надежное средство поиска по осциллограмме, позволяющее проводить поиск в Вашей длинной памяти по условиям, заданным пользователем. Все имеющиеся события выделяются метками поиска, что упрощает перемещение между ними с помощью кнопок «Предыдущая» (<—) и «Следующая» (—>) на передней панели. В число условий поиска входят фронты, длительность импульса, рант, логические условия, время установки и удержания, время нарастания или спада, а также содержимое пакетов параллельной шины, а также шин I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, CAN, LIN и FlexRay.

Пробник P6516 для осциллографа смешанных сигналов

Конструктивно этот уникальный пробник содержит два восьмиканальных комплекта выводов. Для упрощения подсоединения к испытываемому устройству каждый канал заканчивается наконечником пробника новой конструкции, которая включает углубленный заземляющий контакт. Этот новый пробник с обтекаемой формой упрощает процедуру подсоединения к испытываемому устройству. Коаксиальный кабель на первом канале каждого комплекта выводов окрашен в синий цвет для упрощения его идентификации. Общая шина заземления использует разъем автомобильного типа, что упрощает создание специальных шин заземления для подсоединения к испытываемому устройству. Для подсоединения к контактам квадратной формы в пробнике P6516 имеется адаптер, который крепится к головке пробника, удлиняющий углубленный заземляющий контакт с помощью наконечника пробника с тем, чтобы можно было подключиться к монтажной плате. Пробник P6516 характеризуется прекрасными электрическими характеристиками и входной емкостью всего 3 пФ.

Возможности для быстрого решения задач

Великолепные рабочие характеристики и функциональные возможности прибора

Осциллографы серии 4000 обеспечивают рабочие характеристики необходимые для представления самых сложных сигналов. Полоса пропускания от 350 МГц до 1 ГГц, и минимальное значение соотношения максимальной частоты выборки / верхняя частота полосы пропускания равное 5 на каждом канале со встроенной интерполяцией sinx/x позволяет уверенно захватывать и точно отображать самые быстрые изменения сигнала. Стандартная длина памяти 10 млн выборок на каждом канале обеспечивает захват сигналов в длинную память с высоким разрешением по времени. В осциллографах серии 4000 реализованы различные средства анализа сигнала, в том числе курсоры, 29 автоматических измерений, статистика и расчет осциллограмм. Несмотря на малые размеры (всего 137 мм в глубину) и массу (5 кг), приборы серии 4000 обеспечивают исключительные рабочие характеристики. У них крупный 10,4-дюймовый экран XGA и органы управления по вертикали с ручками для каждого канала.

Новый интерфейс пробников TekVPI® может служить эталоном простоты в использовании. 8робники TekVPI оснащены индикаторами состояния и элементами управления, а также кнопкой меню пробника, размещенной непосредственно на корпусе компенсатора. Эта кнопка вызывает на экран осциллографа меню пробника со всеми настройками и элементами управления, относящимися к пробнику. В интерфейсе TekVPI используется новая архитектура управления питанием пробника, позволяющая непосредственно подсоединять токовые пробники без громоздкого отдельного источника питания. И наконец, пробниками TekVPI можно управлять дистанционно через интерфейс USB, GPIB или Ethernet, что обеспечивает высокую гибкость решений в автоматизированных измерительных системах.

MagniVu™

При работе в основном режиме регистрации цифровых сигналов осциллограф серии MSO4000 будет осуществлять сбор данных в память, которая имеет длину вплоть до 10 млн точек c частотой дискретизации 500 Мвыб/с (с временным разрешением 2 нс ). В дополнение к основному режиму регистрации сигналов, в осциллографе серии MSO4000 имеется режим сбора данных с сверхвысоким временным разрешением, называемый MagniVu, который обеспечивает сбор данных в память, которая имеет длину 10 000 точек с частотой дискретизации до 16,5 Гвыб/с (с временным разрешением 60,6 пс ). При каждом запуске прибора, регистрация сигналов происходит как в основном режиме, так и в режиме MagniVu, и в любое время можно переключаться между этими режимами, запускать или останавливать сбор данных в этих режимах. В режиме MagniVu временное разрешение почти в десять раз выше, чем в любом другом осциллографе типа MSO на рынке, что придает дополнительную уверенность в случае проведения критически важных измерений временных соотношений между цифровыми сигналами.

Запуск на последовательные потоки данных и их анализ

Длинная память чаще всего используется при анализе последовательных данных во встроенных системах. Встроенные системы можно встретить буквально повсюду. В них могут входить самые разнообразные виды устройств, в том числе микропроцессоры, микроконтроллеры, устройства цифровой обработки сигналов, ОЗУ, EPROMs, микросхемы программируемой логики, аналого- цифровые и цифро- аналоговые преобразователи и микросхемы ввода-вывода. Обмен информацией между всеми этими устройствами и внешним миром, как правило, осуществляется по многоразрядным параллельным шинам. Но в настоящее время параллельные шины во встроенных системах все чаще заменяются последовательными, занимающими меньше места на плате, требующими меньшего числа выводов и потребляющими меньше энергии. Эти системы оснащаются встроенными тактовыми генераторами; для повышения помехоустойчивости применяется дифференциальная передача сигналов, и что всего важнее, подобные системы стоят дешевле. Кроме того, имеется богатый выбор готовых компонентов, выпущенных хорошо зарекомендовавшими себя производителями, что позволяет ускорить разработку данных устройств.

У систем с последовательными шинами много преимуществ, но вместе с тем в них появляются проблемы, отсутствующие у их предшественников (параллельных систем). Устранение неполадок в последовательных шинах и системах затруднено тем, что в них сложнее выявить нужные события и нелегко понять, что же отображается на экране осциллографа. Осциллографы серии 4000 позволяют решить эти проблемы. Они являются лучшими приборами для работы с низкоскоростными последовательными шинами, такими как I2C, SPI, RS- 232/422/485/UART, CAN, LIN и FlexRay.

Отображение шины. Обеспечивает представление шины на более высоком уровне с отображением на экране осциллографа отдельных сигналов, (тактовый сигнал, данные, chip enable и т. п.), составляющих шину, что упрощает идентификацию начала и конца пакетов и выделение компонентов пакета, таких как адрес, данные, идентификатор, циклический код проверки и т. п.

Синхронизация на последовательные потоки данных. Запуск по содержимому пакета, например по началу пакета, заданным адресам, указанному содержимому (данным), уникальным идентификаторам и т. п. широко применяемых в низкоскоростных последовательных интерфейсах, например I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, CAN, LIN и FlexRay.

Декодирование шины. Вы устали от просмотра осциллограмм и подсчета тактовых импульсов, в попытке установить, какой бит представляет 1, какой – 0, собирания битов в байты и определения шестнадцатиразрядного значения? Пусть осциллограф сам сделает это! После настройки шины осциллограф расшифровывает каждый пакет, проходящий по ней, и отображает его значение в шестнадцатиразрядном, двоичном, десятичном представлении (только для LIN и FlexRay) или в кодах ASCII (только для RS-232/422/485/UART) на дисплее отображения шины.

Таблица декодированых пакетов. Помимо просмотра декодированных данных пакета непосредственно на осциллограмме можно вывести на экран табличное представление всех захваченных пакетов, так же как в логическом анализаторе. Пакеты имеют временные метки и организованы в последовательный список со столбцами для каждого компонента (адрес, данные и т. п.).

Поиск. Запуск на последовательные потоки данных помогает выделить нужное событие, но что делать, если после его захвата требуется изучить соседние данные? Ранее пользователям приходилось искать событие, вручную прокручивая осциллограмму, подсчитывая и преобразуя биты. Осциллографы серии 4000 производят поиск по условиям, заданным пользователем, в собранных данных, в том числе в содержимом последовательных пакетов. Каждое совпадение с условиями отмечается меткой поиска. Для быстрого перемещения между метками достаточно нажать на передней панели кнопку «Предыдущая» (<—) или «Следующая» (—>).

Разработка и анализ систем со смешанными сигналами (MSO4000)

Инженеры, которые разрабатывают встраиваемые системы, сталкиваются с проблемой постоянно возрастающей сложности систем. Обычная встраиваемая система может включать различные аналоговые сигналы, высоко- и низкоскоростные шины для связи и микропроцессоры. Перечислим некоторые из них. Часто для связи между микросхемами используются такие последовательные протоколы, как I2C и SPI, но во многих приложениях, по- прежнему, используются параллельные шины. Микропроцессоры, микросхемы программируемой логики FPGA, аналого- цифровые (АЦ8) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦА8) – это все примеры интегральных схем, которые создают определенные сложности при проведении измерений в современных встраиваемых системах. В осциллографах смешанных сигналов серии MSO4000 дополнительно имеются 16 цифровых каналов. Эти каналы непосредственно встроены в пользовательский интерфейс осциллографа, упрощая работу и делая возможным более простое решение проблем при разработке систем со смешанными сигналами.

Дисплей отображения цифровых сигналов следующего поколения

Постоянные попытки создания простого в использовании осциллографа, работающего со смешанными сигналами, привели к созданию осциллографов серии MSO4000, в которых применен другой способ отображения цифровых осциллограмм. Одна общая проблема, имеющая место как в логических анализаторах, так и в осциллографах смешанных сигналов – это определение, являются ли данные единицей или нулем, когда используется достаточно большое увеличение, такое, что кривая цифровой осциллограммы остается плоской на всем экране. На осциллографах MSO4000 используется цифровая кодировка цифровых осциллограмм: единицы отображаются зеленым цветом, а нули – синим.

В осциллографах MSO4000 имеются аппаратные средства обнаружения нескольких переходных процессов. Когда система обнаруживает несколько переходных процессов, пользователь увидит на экране фронт, обозначенный белым цветом. Фронты белого цвета показывают, что в этом месте находится дополнительная информация и необходимо увеличить масштаб просмотра или осуществить регистрацию данных с большей частотой дискретизации для получения детального отображения этой информации. В большинстве случаев при увеличении масштаба просмотра будет виден импульс, который не просматривался с помощью предыдущих настроек. Если после самого сильного увеличения, фронт белого цвета по-прежнему присутствует, то это означает, что необходимо увеличить частоту дискретизации при следующей регистрации сигналов, которая предоставит вам больше информации о частоте, сигналах более высокой частоты, которые не могли быть захвачены при предыдущих настройках.

По сравнению с обычным осциллографом для настройки канала на осциллографе MSO может потребоваться больше времени. Эта процедура часто включает подсоединение пробника к испытываемому устройству, обозначение и размещение каналов на экране. Осциллограф MSO4000 упрощает эту процедуру, позволяя пользователю группировать цифровые осциллограммы и вводить метки осциллограмм с помощью USB-клавиатуры. При простом размещении цифровых осциллограмм рядом друг с другом они образуют группу. Сразу после формирования группы можно размещать все каналы, содержащиеся в этой группе, одновременно. Это значительно уменьшает время обычной настройки, связанное с индивидуальным размещением каналов.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик осциллографов в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillografy