Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Объем памяти = Частота дискретизации х время прохождения сигнала по экрану осциллографа

Обеспечение требуемой величины частоты дискретизации по всей временной плоскости осциллографа защитит вас от искажённого представления тестируемого сигнала на экране прибора и обеспечит значительно более подробной информацией о форме импульсов при их анализе в различных режимах: масштабирование, разложение на составляющие и т. д.

Осциллографы с традиционной архитектурой памяти (цифровые запоминающие осциллографы) при анализе сигналов используют последовательную структуру обработки, что не позволяет обеспечить высокого быстродействия в захвате формы сигнала доступного осциллографам реализующих параллельную архитектуру обработки. Именно параллельная архитектура системы захвата и обработки данных, реализуемая технологией DPO в цифровых люминесцентных осциллографах Tektronix позволила анализировать недоступные к захвату артефакты исследуемого сигнала.

Примечание: Для исследования сложных комплексных сигналов компанией Tektronix была разработана технология цифрового фосфора представленная моделями осциллографов серий TDS3000B/TDS5000B/TDS7000B.

Скорость захвата формы сигнала цифровыми люминесцентными осциллографами составляет более 450 тысяч форм сигналов в секунду, что на несколько порядков выше чем скорость захвата самого быстрого цифрового запоминающего осциллографа.

В таких осциллографах память на канал достигает до 8 М. При этом в спецификациях на осциллографы Tektronix всегда указывает длину памяти на 1/2/4 канала соответственно. Опционное расширение памяти — до 16 М.

5. Каковы должны быть ваши требования к характеристикам дисплея осциллографа?

Если вернуться во времена широкого использования аналоговых осциллографов, то качество отображаемого на экране сигнала определялось характеристиками электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) прибора. В современном цифровом мире функциональность дисплея осциллографа по большей части зависит от алгоритмов обработки поступающей информации о тестируемом сигнале, а не является физическими характеристиками ЖКИ (жидко кристаллического индикатора) прибора. Некоторые производители осциллографов разработали специальные режимы для дисплеев своих осциллографов в попытке преодолеть некоторые различия между ЭЛТ традиционных аналоговых осциллографов и ЖКИ цифровых. Связи с этим хотелось бы отметить уникальную технологию отображения сигналов, применяемую на осциллографах Tektronix серий TDS3000B/5000B/7000B. При данной технологии совмещаются достоинства ЭЛТ и ЖКИ посредством встроенного для каждого канала процессора форм сигналов DPX™, устраняющего неизбежную задержку вывода информации на экран осциллографа за счёт работы АЦП — недостаток, присущий всем цифровым запоминающим осциллографам. Информативность осциллограмм цифровых люминесцентных осциллографов благодаря трехмерному отображению сигналов значительно выше осциллограмм цифровых запоминающих осциллографов.

Современные цифровые осциллографы можно разделить на две базовые категории: «наблюдающие» формы сигналов и их анализирующие. Те приборы, что «наблюдают» обычно используются для решения задач тестирования и отладки неисправностей. В этих случаях вся информация, что вам нужна, может быть представлена лишь на картинке дисплея. Применение дополнительных функций анализа и документирования результатов измерения, использование специализированных математических пакетов ПО, а также функций расширенной обработки поступающих данных, все это выводит инженера на качественно новый уровень разработки проекта.

6. Какие функции захвата сигналов необходимы для решения Ваших задач?

Большинство осциллографов общего назначения, что приобретаются инженерами, имеют функцию синхронизации только по уровню. В ряде случаев ее достаточно. Но если речь идет о анализе цифровых сигналов, комплексных сигналов с цифровой модуляцией такие осциллографы малоэффективны, поэтому все осциллографы Tektronix начиная с младших моделей реализуют несколько сложных типов захвата сигнала, предназначенных для захвата цифровых потоков, синхронизации непериодических цифровых посылок, видео сигналов с выделением требуемых полей/строк, более того реализуются сложные алгоритмы синхронизации с использованием логических условий между несколькими триггер-событиями.

Для разработчиков сложного телекоммуникационного оборудования некоторые модели осциллографов имеют в качестве стандартной функции захват событий на протоколах SPI, CAN, USB, I2C и LIN. Очень важно отметить, что наличие расширенных возможностей функций захвата экономит разработчикам и инженерам массу времени на отладку между собой аппаратно-программных средств новых моделей цифровых систем.

Что если вам требуется захватывать редкие события? Запуск на глитчи позволяет вам захватывать их позитивную, либо негативную составляющую, или же импульсы превышающие свою ширину, либо наоборот — с шириной не соответствующей установленному значению. Наличие таких функций наиболее эффективно, когда разработчики осуществляют отладку цифровых систем и поиск в них неисправностей. Например, вы можете захватить какую либо неисправность на схеме, а затем вернуться назад во времени и просмотреть историю и причину её (неисправности) возникновения (при этом задействую функцию задержки, либо клавишу смещения изображения в горизонтальной плоскости).

Многие современные осциллографы способны задействовать функцию запуска на событие при анализе ТВ и видео изображений. Задействуя такую функцию вы можете захватывать интересующие вас параметры на специфических полях и линиях, которые представляют интерес.

7. Какие применять пробники?

Как правило, очень многое начинает меняться на частоте 1 ГГц и выше. Поскольку пассивные пробники обычно ограничены 600 МГц, то анализ сигналов с частотой, лежащей за этими пределами, может явиться проблематичным. При иерархии «полоса частот тестируемой системы — диапазон частот комбинации осциллограф/пробник» возникает ограничение по наименьшему значению из составляющих этой иерархии. Рассмотрим, к примеру, 1 ГГц осциллограф с 500 МГц пассивными пробниками. Полоса частот всей системы «осциллограф/пробники» составляет 500 МГц. Нет никакого смысла приобретать 1 ГГц осциллограф, если частота сигналов, которые вы в состоянии измерять, составляет всего 500 МГц. И всё это — из-за вашего пробника!

Необходимо всегда учитывать, что как только вы состыковываете, пробник с тестируемой цепью, этот пробник сразу же становится частью единой с этой цепью системой. По сути, пробник — это линия передачи данных на очень короткое расстояние. Эта линия представляет собой резонансный L-С колебательный контур и при j частоты волны на передающей линии, сопротивление колебательного контура будет близко к значению «0» что, соответственно, и явится нагрузкой на тестируемый вами объект. Вы легко можете увидеть нагрузку резонансного L–C контура при медленных значениях нарастания фронта импульса и переходных процессах в виде затухающих колебаний на сигнал.

Рисунок 4: Сигнал с временем нарастания фронта 250 пс взятый через пробник 2.5 ГГц с некомпенсированным коннектором 2 дюйма;

Рисунок 5: Сигнал с временем нарастания фронта 250 пс взятый через пробник 2.5 ГГц с компенсированным коннектором 2 дюйма;

Активные пробники не только дают возможность измерять значительно более высокие по частоте сигналы чем пассивные, но также они способны нейтрализовывать целый ряд негативных явлений, возникающих в трансмиссионной линии при подстыковке пробника к тестируемой цепи. Компании Tektronix™ удалось добиться минимизации отрицательных воздействий на анализируемые сигналы, — явления, которое неизбежно приводило к их искажению при представлении на экране осциллографа. Для этого в комплект поставки с активными пробниками предлагается целый ряд дополнительных аксессуаров и принадлежностей. Эти «амортизационные» принадлежности предотвращают сползание сопротивления резонансных L-С колебательных контуров к значениям близким к нулю, тем самым, устраняя