Варіанти, коли блок оцифровки цілком прийнятний

Магазин Gtest® пропонує широку номенклатуру осцилографів та аналізаторів спектру на сторінці сайту в самому кінці цього розділу, а також рекомендовані прилади та статті для самоосвіти.

Чи можна використовувати дигітайзер як осцилограф? У чому різниця між осцилографом та дигітайзером? Що краще використовувати у конкретному застосуванні? Це цікаві питання, і найкращий спосіб відповісти на них - почати з визначення осцилографа: електронний прилад, що використовується для вимірювання змінних електричних напруг та відображення форм сигналів на екрані.

OWON xDS3202A - осцилограф з вертикальною роздільною здатністю 14 bit, 2 x 200 МГц, 40 М точок.

Дигітайзер разом із відповідним програмним забезпеченням може виконувати ті самі функції. Він приймає форму електричного сигналу та відображає її на екрані. Основна відмінність полягає в тому, що осцилограф є автономним приладом із власним дисплеєм, тоді як дигітайзер виступає системним компонентом, який збирає та зберігає сигнали, а їх відображення здійснюється за допомогою зовнішнього програмного забезпечення на ПК.

Таким чином, відповідь проста: так, дигітайзер можна використовувати як осцилограф. Але виникають додаткові питання:

1. Коли і навіщо використовувати дигітайзер замість осцилографа?
2. Які характеристики дигітайзера роблять його альтернативою осцилографу?

У яких випадках слід використовувати дигітайзер замість осцилографа?

Головна перевага дигітайзера - підтримка великої кількості каналів. Сучасні моделі забезпечують до 16 каналів на одній платі, а декілька плат можуть об'єднуватися у системи з сотнями каналів. Це значно перевищує можливості більшості осцилографів.

Рисунок 1. Дигітайзери Spectrum забезпечують до 16 каналів на одній платі та до 256 каналів при об'єднанні декількох модулів.

Ще одна перевага - компактний форм-фактор. Плата дигітайзера може встановлюватися безпосередньо у слот PCIe комп'ютера та споживає значно менше енергії порівняно з багатоканальними осцилографами.

Також дигітайзери часто пропонують вищу вертикальну роздільну здатність. Якщо осцилографи зазвичай працюють із 8-12 бітами, то сучасні дигітайзери можуть забезпечувати до 16 біт при аналогічній смузі пропускання.

Для задач, де необхідна швидка передача великих обсягів даних на ПК, дигітайзер є кращим рішенням. Наприклад, моделі Spectrum M4i забезпечують передачу даних зі швидкістю до 3,4 ГБ/с через PCIe, що значно перевищує можливості інтерфейсів USB або LAN.

Крім того, мережеві дигітайзери дозволяють проводити вимірювання дистанційно через LXI та Ethernet, що особливо корисно для автоматизованих систем контролю та віддалених лабораторій.

Порівняння переваг дигітайзера та осцилографа

Переваги дигітайзера	Переваги осцилографа
Масштабованість від 1 до сотень каналів	Вища загальна смуга пропускання у топових моделях
Вища вертикальна роздільна здатність	Інтерактивне керування та сенсорні дисплеї
Компактність та низьке енергоспоживання	Широкий вибір сумісних пробників
Висока швидкість передачі даних	Вбудовані функції аналізу та вимірювань
Нижча вартість одного каналу	Готовий прилад «все в одному»
Гнучке програмування та автоматизація	Не потребує інтеграції в систему

Які характеристики дигітайзера роблять його кандидатом на заміну осцилографа?

Під час вибору дигітайзера необхідно враховувати частоту дискретизації, обсяг пам'яті, конфігурацію входів, режими збору даних та можливості тригерної системи.

Частота дискретизації повинна щонайменше у 4-5 разів перевищувати смугу пропускання для коректного відображення швидких фронтів сигналів.

Важливою характеристикою є пам'ять збору даних. Наприклад, серія Spectrum M4i забезпечує до 4 Гвибірок пам'яті, що дозволяє записувати значно довші сигнали без зниження частоти дискретизації.

Сучасні дигітайзери також підтримують різні режими збору даних: кільцевий буфер, FIFO, сегментований запис, стробовану вибірку та інші режими, які забезпечують мінімальний час повторного запуску.

Однією з ключових переваг дигітайзера є швидка потокова передача даних

У режимі FIFO дигітайзери Spectrum забезпечують безперервну передачу даних між буферною пам'яттю та оперативною пам'яттю ПК зі швидкістю до 3,4 ГБ/с через PCI Express x8 Gen2.

У поєднанні зі швидкими RAID-масивами це дозволяє організовувати безперервний запис даних протягом багатьох годин або навіть діб без втрати інформації.

Програмне забезпечення для збору, перегляду та аналізу даних

Оскільки дигітайзери не мають власного дисплея, всі функції відображення та аналізу виконуються на комп'ютері. Компанія Spectrum постачає програмне забезпечення SBench 6, яке дозволяє переглядати сигнали, проводити вимірювання та виконувати складний аналіз даних.

Рисунок 2. Програмне забезпечення SBench 6 забезпечує функції відображення та аналізу, аналогічні осцилографу.

SBench 6 підтримує відображення сигналів, БПФ, гістограми, XY-графіки, курсори, автоматичні вимірювання та широкий набір інструментів математичної обробки сигналів.

Практичний вимір з використанням дигітайзера замість осцилографа

Рисунок 3. Вимірювання потужності трьома ватметрами з використанням дигітайзера.

На прикладі показано вимірювання фазних напруг, струмів та потужності для трифазного навантаження. Для такого завдання потрібно щонайменше шість каналів вимірювання, а при використанні однокінцевих пробників - до дев'яти каналів.

Саме тут багатоканальні дигітайзери демонструють свою перевагу над класичними осцилографами. Виміряна сумарна потужність у наведеному прикладі становить 850,9 Вт.

Висновки

Дигітайзери успішно поєднують високу швидкість передачі даних, велику кількість каналів, значний обсяг пам'яті та потужні можливості аналізу сигналів. У багатьох сучасних вимірювальних системах вони можуть стати повноцінною альтернативою традиційним осцилографам.

Якщо ваші задачі потребують багатоканального збору даних, глибокого аналізу сигналів або довготривалого запису інформації, дигітайзер може виявитися більш ефективним рішенням, ніж класичний осцилограф.

купити осцилограф в Україні