Мвыб с что это

Обзор осциллографов FNIRSI

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Первым устройством, способным регистрировать электрические колебания стал, изобретенный в начале 1880-х, ондограф Госпиталье. Он обладал высокой инертностью и малой чувствительностью, а запись сигнала осуществлялась на бумажную ленту.

В 1897 году Уильям Дадделл сконструировал светолучевой осциллограф, позволяющий регистрировать малые электромагнитные колебания на светочувствительных пластинах. И уже через пару лет осциллограммы были выведены на первые прототипы кинескопов.

Развитие микропроцессорной техники и появление жидкокристаллических экранов позволило значительно снизить размеры осциллографов, повысить их характеристики и расширить функционал.

Портативные осциллографы FNIRSI

Работая с электроникой наступает время, когда функционала простого мультиметра становится недостаточно. При необходимости настройки и проверки импульсной техники, с несинусоидальными и тактовыми сигналами без осциллографа уже не обойтись.

Осциллографы значительно разнятся в цене. На это влияют характеристики и наличие дополнительного функционала. Мы, условно, разделили осциллографы на настольные (стационарные) и портативные (переносные).

Реализовать большой функционал в портативных устройствах достаточно сложно. Да и ремонт электроники и настройка работы схем зачастую не выполняется «на коленке». Для этого требуется оборудованное рабочее место, и не только осциллографом. Поэтому в основном портативные устройства используют не профессиональные любители радиоэлектроники. Вне помещений осциллограф может потребоваться, например, при анализе сигналов автомобильной электроники.

Наш магазин является официальным дилером компании FEI NI RUI SI Technology CO., Ltd., производителя измерительных приборов под торговой маркой «FNIRSI».

Любители самостоятельной сборки могут подобрать недорогой осциллограф-конструктор. Но заводская сборка дает преимущество качества продукции и наличия международной сертификации.

Давайте познакомиться с пятёркой наиболее популярных портативных осциллографов FNIRSI: DSO Pro, 2031H, 5012H, DSO 1C15 и 1013D. Сравним их функционал и возможности.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Популярные портативные осциллографы FNIRSI

Корпус, дизайн и размеры

Модели DSO Pro и 2031H выполнены в идентичных корпусах и различаются только функционалом. Их размер соответствует формату F8 и сопоставим с пачкой сигарет. Поэтому они легко поместятся в кармане.

5012H и DSO 1C15 немного больше своих предшественников в длину и в ширину из-за большего числа функциональных кнопок. Также на них одеты нескользящие силиконовые чехлы, создающие приятное тактильное восприятие и защиту корпуса от царапин и ударов.

У модели 1013D размеры значительно превышают предыдущие модели. Это уже размер небольшого планшета. При этом осциллограф снабжен сенсорным 7’’ дисплеем и более серьёзным функционалом.

НаименованиеDSO Pro2031H5012HDSO 1C151013D
Размеры, мм107 х 70 х 24107 х 70 х 24144 х 74 х 33115 х 75 х 33184 х 124 х 50
Экран2,4’’ 320 х 2407’’ 800 х 480

Модели DSO 1C15 и 1013D оборудованы складными подставками, позволяющие разместить осциллограф вертикально.

Основные характеристики

Основные параметры, на которые обращают внимание при выборе осциллографа: количество каналов, полоса пропускания, частота дискретизации и глубина записи.

НаименованиеDSO Pro2031H5012HDSO 1C151013D
Количество каналов, шт111412
Полоса пропускания, МГц530100110100
Частота дискретизации, МВыб/с202005005001000
Глубина записи, Кб4040128240240

Все осциллографы, кроме модели FNIRSI 1013D, одноканальные.

Наличие второго канала позволяет определить соотношение сигналов: по частоте, амплитуде, определить фазовый сдвиг или получить зависимость между двумя сигналами.

Пропускная способность

Полоса пропускания – это диапазон частот в пределах которого сигнал осциллографа слабеет не более чем на 3 дБ. То есть регистрация сигнала возможна на частотах до этого предела. Однако для эффективного анализа сигнала нужно иметь определенный «запас».

При анализе гармонических колебаний рекомендуется иметь 2-х кратный запас по частоте. При работе с негармоническими (или тактовыми) сигналами: при декодировании необходим – 3-х кратный запас, а при проверке на соответствие электрическим параметрам – 5-и кратный запас.

Осциллографы 1013D, DSO 1C15 и 5012H имеют полосу пропускания в 100-110 МГц, осциллограф 2030Н – 30МГц, а вот DSO Pro всего 5 МГц. Но даже этой частоты может быть вполне достаточно для ремонта и настройки некоторой аппаратуры.

Частота семплирования

Частота дискретизации — это количество выборок данных в секунду, взятых из сигнала. Для цифровых осциллографов она указывается мега выборках в секунду (МВыб/с). Чем выше это значение, тем выше детализация сигнала.

Глубина памяти

Глубина записи еще один важный показатель. Он показывает сколько памяти выделяется для записи выборок сигнала. Глубина записи измеряется в килобитах или в точках (выборках). Чем выше объем памяти, тем подробнее можно изучить зафиксированный сигнал.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

График зависимости частоты дискретизации от времени

Развертка осциллографа и точность показаний

НаименованиеDSO Pro2031H5012HDSO 1C151013D
Коэффициент развертки50 с/дел – 250 нс/дел50 с/дел – 250 нс/дел50 с/дел – 6 нс/дел10 с/дел – 5 нс/дел50 с/дел – 10 нс/дел
Вертикальная развертка50 мВ/дел – 200 В/дел50 мВ/дел – 200 В/дел50 мВ/дел – 100 В/дел20 мВ/дел – 100 В/дел50 мВ/дел – 500 В/дел
Максимальное входное напряжение, В40 В (1 X), 800 В (10 Х)40 В (1 X), 400 В (10 Х)
Время нарастания, нсКоэффициент горизонтальной развертки – отражает возможности отображения масштаба сигнала на экране осциллографа. То есть предел отображения по горизонтальной (временной) шкале.

Вертикальная развертка

Диапазон вертикальной развертки – это максимальное и минимальное отображаемое напряжение на экране прибора.

Чем шире диапазоны развертки – тем больше возможности для анализа сигнала. При этом не стоит забывать, что расширить диапазон вертикальной развертки можно за счет применения щупов с делителем напряжения.

Максимальное входное напряжение

Так максимальное входное напряжение всех рассматриваемых моделей осциллографов – 40В. Используя щупы с делителем напряжения 10Х можно работать с напряжениями до 400В. При этом, младшие модели: DSO Pro и 2031H способны анализировать сигналы до 800 В.

Время нарастания сигнала

Время нарастания – это характеристика осциллографа, отражающая промежуток времени, за который уровень импульса меняется от низкого опорного значения (обычно 10%) до высокого опорного значения (обычно 90%). Данный показатель влияет на достоверность отображения нарастаний и спадов сигнала.

Вертикальное разрешение у всех осциллографов составляет 8 бит, точность по напряжению – 2 %, по частоте – 0,01%.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

График зависимости коэффициента горизонтальной развертки от вертикальной развертки

Автоматические измерения

Современные цифровые осциллографы имеют функцию автоматического измерения параметров электрического сигнала. Это удобно для быстрого определения временных и амплитудных параметров исследуемого сигнала.

Дополнительный функционал

Вся линейка осциллографов имеет режим курсорных измерений и три режима синхронизации запуска: автоматический, нормальный и однократный.

Также они имеют встроенную память для сохранения регистрируемых сигналов и их повторного анализа.

Портативность и достаточно продолжительное время работы устройств обеспечивается встроенным литиевым аккумулятором.

НаименованиеDSO Pro2031H5012HDSO 1C151013D
Память, Мб1616641024
Число снимков, шт5005002000812000
Ёмкость аккумулятора, мАч12001200200020006000
Время работы от аккумулятора, ч338104

Все рассмотренные нами осциллографы практически идентичны своим функционалом, однако возможности их значительно разнятся.

Так модели DSO Pro и 2031H, подойдут для начинающих и профессионалов. За не большую цену вы получите универсальный прибор, позволяющий быстро проверить целостность и корректность работы электронных элементов.

Старшие модели: 5012H и DSO 1C15 обладают более высокими характеристиками: полосой пропускания до 100 МГц, частотой дискретизации в 500 мегавыборок, большей глубиной записи, малыми значениями коэффициента развертки и времени нарастания.

При этом стоит отметить, что все старшие модели осциллографов FNIRSI имеют сертификаты соответствия по евростандарту.

Источник

Выбираем бюджетный карманный осциллограф

Добавляю небольшую статью на тему выбора домашнего компактного осциллографа начального уровня для работы и хобби.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Итак, основные технические характеристики карманных осциллографов — это рабочая полоса, которая измеряется в МГц, а также частота дискретизации, которая напрямую влияет на качество измерений.

В статье постараюсь описать осциллографы, которые лично были в руках и дать небольшие плюсы и минусы данных моделей.

Начальный вариант, через который прошли многие радиолюбители — это осциллограф на базе микроконтроллера ATmega, на Али есть множество вариантов, в том числе для самостоятельной сборки, например, DSO138. Его развитие на базе микроконтроллера STM32 называется DSO150.

Осциллограф DSO150 — это неплохой осциллограф для радиолюбителя начального уровня. В комплекте есть щуп Р6020. Сам осциллограф имеет полосу около 200кГц. Построен на базе STM32, АЦП до 1М семплов. Хороший вариант для проверки простых блоков питания (ШИМ) и аудиотрактов. Подойдет для начинающих, например, для исследования звуковых сигналов (настройке усилителя и т.п.). Из минусов отмечу невозможность сохранить картинку осциллограммы, а также небольшую полосу пропускания.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Но хобби быстро прошло, перешел к серьезным моделям.

В начале 2018 года попался один из популярных вариантов осциллографов начального уровня — простой, но неплохой осциллографический пробник — DSO188.

Осциллограф DSO188 — простой «показометр» с одним каналом, без памяти, но с цветным дисплеем, аккумулятором 300mAh и очень маленький по размерам. Его плюс именно в компактности и портативности, а полосы частот хватит для большинства приложений (например, настройка звукотехники).

При небольшой стоимости ($30) он отображает сигналы с частотой 1МГц (семплирование 5MSA/s). Для работы используются MMCX щупы, но в комплекте есть адаптер MMCX-BNC. Установлен отдельный АЦП на 5MSPS, полоса до 1МГц, корпус сборный из панелей, что очень даже неплохо выглядит. В плюсах отмечу компактные размеры и приличную полосу, по сравнению с DSO150 (1МГц), а также компактные размеры. Очень удобно использовать вместе с обычным тестером. Легко помещается в карман. Из минусов — корпус имеет открытую конструкцию, не защищенную от внешних воздействий (нужно дорабатывать), а также отсутствие возможности перенести на компьютер сохраненные снимки. Наличие коннектора MMCX это удобно, но для полноценной работы потребуется адаптер на BNC или специальные щупы. За свои деньги это очень хороший вариант начального уровня.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

2uS/div

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Если одного мегагерца мало, можно посмотреть в сторону карманных осциллографов в корпусе с BNC коннектором, например, недорогой карманный осциллограф DSO FNISKI PRO.

Это очень хороший вариант за свои деньги. Полоса 5МГц (синус). Есть возможность сохранения графиков во внутреннюю память устройства.

250nS/div

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Я бы взял первый вариант (с крокодилами) и докупил бы щупы отдельно. Ссылка на щупы есть ниже.

По результатам использования отмечу удобный корпус, большой дисплей. Тестовый сигнал на 5МГц (синус) показывает без особых проблем, другие периодические и апериодические сигналы нормально показывает до 1 МГц.

Если полоса выше 1МГЦ не критична, и не требуется работать с большими напряжениями, то DSO FNIRSI PRO c BNC коннектором — хороший выбор. Он использует стандартные щупы и может применяться как быстрый карманный осциллографический пробник — потыкать и посмотреть, жив ли обмен, микросхема и т.п. А потом топать за большим осциллографом, либо нести пациента на стол и вскрывать.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

А вот если требуется полоса еще чуть больше — обратите внимание на недорогой осциллографический пробник DSO168

Осциллограф DSO168 имеет необычный дизайн, смахивающий на популярные МР3 плееры. Это одновременно и плюс (металлический стильный корпус), и минус устройства. Не самый удачный выбор разъема — MiniUSB для зарядки аккумулятора. А также отмечу подключение через джек 3.5 мм — самый главный минус данной модели.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

100nS/div

DSO168 — интересный прибор за свою стоимость.

Гораздо лучше огромного количества подобных DSО138, которые строятся на базе микроконтроллеров со встроенным АЦП (200kHz).

В данной модели DSO168 установлен отдельный АЦП AD9283, который обеспечивает уверенный анализ сигналов до 1МГц. До 8 МГц можно использовать данный прибор, но как «отображалку» сигналов, без каких либо серьезных измерений. А вот до 1МГц — без проблем.

В комплекте идет стандартный щуп Р6100 BNC, а также адаптер с джека 3.5мм на BNC.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Осциллограф DSO168 имеет полосу 20МГЦ (при частоте семплирования 60MSA/s), не самый удачный, но более-менее аккуратный корпус аля iPod, встроенный аккумулятор 800 мАч (может питаться от USB). Сходство с плеером добавляют щупы через джек 3,5 мм (есть адаптер BNC-3.5mm). Памяти для сохранения осциллограмм — нет. Отмечу конструктивный просчет — джек 3,5 мм не предназначен для передачи СВЧ сигналов, присутствуют искажения формы сигнала на частотах более 1МГц. Так что устройство интересное, но я бы выбрал другой вариант.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Далее предлагаю посмотреть еще одну недорогую модель осциллографа DSO338 с полосой 30МГц.
Карманный осциллограф DSO 338 FNISKI 30MHZ

Это карманный аккумуляторный осциллограф на один канал с частотой семплирования аж 200Msps. Характеристики неплохие, многим такой модели хватает за глаза. В наличии один канал, дисплей имеет хорошие углы обзора, время работы до 8 часов с одного заряда непрерывно.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

125nS/div

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Для измерений используется стандартный щуп P6100 BNC.

Осциллограф достаточно хорошо себя показывает на частотах более 10-20 МГц.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Хороший вариант, но, учитывая его стоимость, можно посмотреть и другие модели.
Например, чуть дороже можно приобрести мощный осциллограф FNIRSI-5012H 100МГц

Новая модель и один из лучших за свои деньги – одноканальный 100-МГцовый осциллограф с памятью. Частота семплирования достигает 500 Msps.

Осциллограф является одним из самых «мощных» и «навороченных» в своем ценовом диапазоне. Имеется 1 канал BNC, но осциллограф может отображать синусоидальный сигнал до 100МГц. Другие периодические и апериодические сигналы нормально смотрятся до 70-80 МГц.
В комплекте с осциллографом есть неплохой щуп Р6100 с делителем 10х и полосой до 100МГц, а также кейс для хранения и переноски.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

6nS/div

Осциллограф справляется с сигналами не хуже, чем старший собрат Rigol.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Отмечу отсутствие связи с компьютером (отчасти это не минус, так как нет необходимости осуществлять гальваническую развязку), а также наличие всего одного канала для измерения.

DSO Fniski 100MHz — это хороший выбор, особенно если нет подходящего прибора и остро стоит вопрос стоимости. Если есть возможность добавить — лучше добавить и взять что-то на два канала и с возможностью сохранения результатов.

В комплекте есть все необходимое + кейс для переноски. Частота оцифровки до 250MSa/s — это самый лучший результат для портативных осциллографов. Существуют версии 2С42/2С72 без встроенного генератора, но они не так интересны с точки зрения цены и функционала.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

5nS/div

Осциллограф чуть дороже предыдущих, но модель 2Dx2 оснащена генератором частоты. На фото ниже показана генерация синусоидального сигнала частотой 1 МГц.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

В остальном, Hantek не хуже своих старших собратьев. Отмечу наличие встроенного мультиметра, что делает данную модель устройством 3-в-1.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Осциллографы, которые у меня есть закончились, но я отмечу еще одну модель, которая имеет право на жизнь. В этом ценовом диапазоне есть удобная и качественная модель портативного осциллографа JDS6031 1CH 30M 200MSPS.

5nS/div

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Рекомендую обратить внимание на полезные аксессуары для осциллографа:

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Подобные портативные девайсы — то, что я часто использую. Очень удобно, особенно при настройке различных приборов, проверке, пуско-наладке. Могу рекомендовать брать вариант DSO150, а еще лучше, похожий DSO138 (200kHz) в варианте DIY для обучения пайки и азам радиоэлектроники. Из функциональных моделей отмечу DSO Fniski 100MHz, как осциллограф с самым лучшим соотношением цена/рабочая полоса, а также Hantek 2D72 как самый функциональный (3-в-1).

Источник

Глубина памяти осциллографа: больше — не всегда лучше

Представление о том, что такое глубина памяти осциллографа, часто бывает неверным. На самом деле, многие пользователи даже не знают, какова эта память. В статье обсуждается это понятие, значение памяти, а также преимущества и компромиссы ее использования в осциллографах с различной архитектурой. Статья представляет собой перевод [1].

Какова глубина памяти вашего настольного осциллографа? За­труд­няетесь ответить? Не расстраивайтесь, большинство пользователей тоже этого не знает. Но вы уверены в том, что чем больше глубина памяти, тем лучше? Ответ на этот вопрос не столь прост, как кажется.
Попытаемся разобраться, что такое память захвата осциллографа и насколько важен этот параметр. В простейшем случае на входной каскад осциллографа поступает аналоговый сигнал, а затем в АЦП этот сигнал преобразуется в цифровую форму. После оцифровки данные должны быть сохранены в памяти, обработаны и отображены на экране в виде осциллограммы. Память осциллографа непосредственно связана с частотой дискретизации. Чем больше объем памяти, тем более длинную выборку можно сохранить при захвате сигналов за более длительный период времени. Чем выше частота дискретизации, тем выше эффективная полоса пропускания осциллографа.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Скорость обновления (или связанное с ней понятие «мертвое время») показывает, как быстро осциллограф может запуститься, обработать захваченные данные, а затем отобразить их на экране. Чем выше скорость обновления или короче мертвое время, тем больше шансов поймать редкое событие. Представление о высокой скорости обновления часто связывается с выпущенными довольно давно аналоговыми осциллографами. К счастью, такие новые архитектуры осциллографа как MegaZoom IV компании Agilent обеспечивают более высокие скорости обновления, чем самый быстрый аналоговый осциллограф, недавно появившийся на рынке.

Итак, чем глубже память осциллографа, тем он лучше? В идеальном случае ответ на этот вопрос положительный. Но давайте сравним два осциллографа со всеми аналогичными характеристиками кроме одной — глубины памяти. Первый из них обеспечивает полосу пропускания 1 ГГц, частоту дискретизации 5 Гвыб./с и возможность хранить в памяти 4 млн выборок (назовем для определенности эту архитектуру MegaZoom). Другой осциллограф обеспечивает полосу пропускания 1 ГГц, частоту дискретизации 5 Гвыб./с и память захвата на 20 млн выборок (архитектура на основе ЦП). В таблице 1 приведены данные о настройках скорости развертки и частоте дискретизации. Существует следующая простая формула для расчета требуемой частоты дискретизации при заданных скорости развертки и объеме памяти (для 10 делений на экране и без сигналов, захваченных вне развертки экрана):

Частота дискретизации (до максимального значения частоты дискретизации АЦП) = глубина памяти/((установленная скорость развертки) × 10 делений).

Например, при скорости развертки 160 мкс/дел. и максимальной глубине памяти 4 млн выборок получаем: 4000000/((160 мкс/дел. ∙ 10 дел.) = 2,5 Гвыб./с.
Из таблицы 1 следует, что чем больше глубина памяти, тем выше частота дискретизации по мере снижения скорости развертки (время/дел.). Поддержание высокой частоты дискретизации — важная функция, позволяющая осциллографу работать с максимальной эффективностью. В современных осциллографах доступен широкий диапазон значений глубины памяти при частоте дискретизации 5 Гвыб./с — от 10 Квыб. до 1 Гвыб.

4 млн выборок

20 млн выборок

Понятно, что глубокая память полезна, если речь идет о высокой частоте дискретизации. Но когда глубокая память невыгодна? Когда она замедляет работу осциллографа до такой степени, что уже не позволяет решать проблемы при отладке схем?
Глубокая память — это большая нагрузка на систему. Одни осциллографы, настроенные на быстрый захват сигналов и высокую скорость обновления сигналов на экране, продолжают быстро реагировать на управление. Другие осциллографы обладают заявленными характеристиками лишь на бумаге, а в действительности ими нельзя воспользоваться, т.к. при прочих равных условиях скорость обновления у них падает на несколько порядков (для обсуждения скорости обновления см. врезку).
Обратимся снова к тем же двум осциллографам. При 20 нс/дел. (высокая скорость развертки) оба осциллографа реализуют максимально возможные скорости обновления. И ни один из осциллографов не использует всю память, значение которой указано в техническом описании. Но что происходит в случае более медленных скоростей развертки, например, 400 нс/дел.? Осциллограф с архитектурой MegaZoom использует больше памяти, чтобы сохранить максимально возможную частоту дискретизации — он ведет себя так, как и следует ожидать от прибора с глубокой памятью, который поддерживает частоту дискретизации 5 Гвыб./с и все еще высокую скорость обновления. Осциллограф с архитектурой на основе ЦП по-прежнему будет использовать то же заданное по умолчанию значение глубины памяти, чтобы не увеличилось время реакции на управление, и не сможет поддерживать высокую частоту дискретизации. При этом может снизиться и скорость обновления.
Что произойдет, если регулировать глубину памяти для сохранения высокого значения частоты дискретизации? Мы заметим, что в осциллографе, не способном регулировать глубину памяти, частота дискретизации максимальна (5 Гвыб./с), а скорость обновления сигналов на экране составляет 1/3 от аналогичного значения для осциллографа с MegaZoom. Причем, она уменьшается при более медленных скоростях развертки (например, при 4 мкс/дел. скорость обновления осциллографа с MegaZoom в 20 раз выше, чем у осциллографа на основе ЦП, см. табл. 2).

Скорость развертки

Архитектура MegaZoom

Архитектура на основе ЦП

Частота дискретизации

Скорость обновления

Глубина памяти

Частота дискретизации

Скорость обновления

Глубина памяти

Что же отличает один осциллограф, оптимизированный по глубине памяти, от другого, у которого фиксированная настройка используемой памяти 10 Квыб., чтобы сохранить быструю реакцию на управление? Главным образом, это зависит от архитектуры осциллографа. В некоторых осциллографах используется центральный процессор общего назначения («архитектура на основе ЦП»), и от степени его адаптации для конкретной задачи зависит, насколько быстро осциллограф обрабатывает информацию и отображает ее на экране. Если ЦП не способен решать задачи управления глубиной памяти при регистрации захваченных сигналов, он замедляет процесс обработки и отображения данных, тем самым снижая скорость обновления сигналов (иногда существенно). На рисунке 1 представлен пример такой архитектуры.
К счастью, существует другой путь. В осциллографах, оптимизированных по глубине памяти, используется специализированная ИС, которая позволяет отказаться от ЦП как составной части архитектуры осциллографа. Остался ли в осциллографе центральный процессор? Конечно, но теперь он используется для периферийной обработки данных, что позволяет осциллографу выполнять свое главное назначение — отображать сигналы. На рисунке 2 показан пример этой инновационной архитектуры, используемой в осциллографах DSO серии 3000 X компании Agilent. В них применяется специализированная ИС MegaZoom IV, обеспечивающая высокую скорость обновления при максимально возможных глубине памяти и частоте дискретизации.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Память и архитектура осциллографа настолько взаимосвязаны, что существуют причины, по которым нельзя поддерживать по умолчанию значение глубины основной памяти 10 Квыб. Например, одним из лучших усовершенствований в осциллографах за последние 15 лет стало добавление цифровых каналов, однако не все цифровые каналы реализованы одинаково. Включение цифровых каналов в архитектуру на основе ЦП, которую мы обсуждали выше, вызовет такое замедление работы осциллографа, что скорость обновления никогда не превысит 135 осц./с независимо от глубины памяти или скорости развертки. Это на несколько порядков медленнее, чем максимальная скорость обновления, указанная производителем. Почему так происходит? Опять же, причина того — архитектура осциллографа.
Как видно из рисунка во врезке, цифровые каналы осциллографа смешанных сигналов (MSO) не слишком удачно вписываются в архитектуру на основе ЦП, в которой процессору отводится основная роль в формировании изображения развертки. Можно заметить, что в осциллографах с архитектурой MegaZoom (см. рис. 1) цифровые каналы являются неотъемлемой частью специализированной ИС, которая выполняет формирование изображения развертки сигналов для всех каналов. Архитектура MegaZoom позволяет не замедлять работу осциллографа при подключении цифровых каналов. Другие общие функции, как например интерполяция Sinx/x, также могут настолько замедлить работу приборов на основе ЦП, что произойдет катастрофическое снижение скорости обновления при изменении скорости развертки в зависимости от того, подключен или отключен фильтр Sinx/x. Архитектура MegaZoom не страдает от этой проблемы.
Низкая скорость отклика осциллографа на управление является еще одним недостатком систем на основе ЦП. Вы когда-нибудь ждали, когда установится переключенная скорость развертки на осциллографе с большой глубиной памяти? Или пытались вернуть прежнюю настройку только потому, что осциллограф медленно реагирует и вы случайно проскочили требуемое значение? Это происходит из-за того, что ЦП не успевает обработать данные — одна и та же причина вызывает снижение скорости обновления и приводит к падению скорости реакции прибора на управление.
До сих пор мы обсуждали режимы, в которых осциллограф работает и используется, например, для отладки. Но если необходимо взглянуть на сигнал, захваченный за один цикл выборки, то прибор с большим объемом памяти предпочтительнее, так ведь? Для отображения этого сигнала не требуется высокая скорость обновления, а скорость реакции осциллографа на управление должна быть лучше, чем в случае непрерывного захвата и отображения. Это логичное предположение в некоторых случаях действительно верно. Но что, если вы рассматриваете сигнал, представляющий собой пакеты данных с большими временными промежутками между ними (например, импульс РЛС или кадры/пакеты данных последовательных шин)? В осциллографах без оптимизации глубины памяти необходимо использовать все, что хранится в памяти выборок: и то, что захвачено во время паузы между пакетами, и сам пакет данных. Это не самое лучшее применение памяти, так как пользователю, наверное, требуются только пакеты. В некоторых осциллографах предусмотрена функция «сегментированной» памяти, которая позволяет оцифровывать только требуемую часть сигнала. Благодаря этой функции память используется более эффек­тивно.
Рассмотрим пример, где необходимо применение сегментированной памяти. На рисунке 3 видны два пакета радиолокационных сигналов, разделенных большой паузой. В осциллографах без оптимизации глубины памяти оцифровываются и пакеты, и сигнал между ними. Из этого рисунка видно, что частота дискретизации осциллографа (с типовым значением 5 Гвыб./с) составляет всего лишь 625 Мвыб./с — и это для захвата только двух импульсов! Что же произойдет, если потребуется захватить 100 импульсов? Частота дискретизации снизится до значения менее 10 Мвыб./с, и импульсы далее нельзя будет идентифицировать, т.к. они расположатся далеко за пределами выборки. На захват этих 100 импульсов и всего времени паузы между ними при частоте дискретизации 5 Гвыб./с понадобится осциллограф с памятью на 2,5 Гвыб. В настоящее время на рынке нет осциллографов с такой глубиной памяти.

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

В случае сегментированной памяти можно оцифровать только ту область, которая представляет интерес (сам пакет) и игнорировать время паузы между пакетами. На рисунке 4 представлен первый из 100 ВЧ-пакетов, захваченных с помощью сегментированной памяти. Обратите внимание на то, что частота дискретизации составляет 5 Гвыб./с и каждый сегмент имеет метку времени, указывающую на то, какой момент времени рассматривается относительно начального пуска. На рисунке 5 показан 100-й пакет и его метка времени (396,001 мс). Осциллограф позволяет перемещаться между сегментами и анализировать их (в т.ч. декодировать пакеты в каждом сегменте, если используется сегментированная память для анализа сигнала последовательной шины).

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Мвыб с что это. Смотреть фото Мвыб с что это. Смотреть картинку Мвыб с что это. Картинка про Мвыб с что это. Фото Мвыб с что это

Таким образом, часто приходится убеждаться в том, что привлекательные характеристики вовсе не являются преимуществом предлагаемого изделия. Хотя большое значение памяти захвата может и выглядеть очень заманчивым, следует подумать о том, как будет использоваться осциллограф. В некоторых случаях самая глубокая память, действительно, станет лучшим выбором. Но во многих других применениях осциллограф с оптимизацией глубины памяти является лучшим вариантом, т.к. он не разочарует своей медлительностью или нестабильной работой.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *