Zaloguj
Przewagą urządzeń typu „oscyloskop USB” jest przede wszystkim rozbudowane, wielofunkcyjne oprogramowanie. Funkcje oscyloskopu, analizatora widma czy multimetru są już standardem we wszystkich typach oscyloskopów. W przypadku przyrządów do PC dodatkowo do dyspozycji dostajemy takie funkcje jak:
- rozbudowany logger z praktycznie nieograniczonymi zasobami pamięci (zależnymi tylko od zasobów PC),
- analizator protokołów komunikacyjnych z obsługą wszystkich popularnych magistrali jak I2C, SPI, CAN itp.,
- system do analizy częstotliwościowej dzięki wbudowanemu generatorowi funkcyjnemu, który jest zsynchronizowany z oscyloskopem.
Nie bez znaczenia jest także przyjazny sposób obsługi takich przyrządów. Na rysunku 1 pokazano przykładowe okno ustawień wyzwalania - Trigger properties. Przejrzyste pole wyboru z opisem i rysunkami powoduje, że wystarczy jedno spojrzenie, aby zrozumieć znaczenie każdego parametru i ustawić optymalne wartości.
Na dużym ekranie PC (zwykle 15...17 cali dla laptopa oraz 19 i więcej dla komputera stacjonarnego i zwykle o rozdzielczości HD) możemy umieścić sąsiadująco wiele oscylogramów obrazujących różne kanały i funkcjonalności bez utraty jakości i komfortu obserwacji - rysunek 2.
To tylko niektóre zalety „przystawek oscyloskopowych”. Dzięki małym gabarytom nie wymagają dużego stanowiska pomiarowego a w komplecie z laptopem stają się oscyloskopami przenośnymi. Połączenie poprzez USB to tylko jedna z opcji, standardem jest komunikacja poprzez LAN, a najnowsze rozwiązania wyposażone są w interfejs Wi-Fi. Przyjrzyjmy się bliżej dwóm wybranym, nowym modelom.
Oscyloskopy WiFiScope WS6
Firma TiePie oferuje serię oscyloskopów WiFiScope WS6 (na fotografii tytułowej), które charakteryzują się następującymi podstawowymi parametrami:
- liczba kanałów pomiarowych: 4,
- pasmo analogowe: 250 MHz,
- próbkowanie: do 1 GSa/s,
- rozdzielczość przetworników ADC: 8, 12, 14, 16 bitów,
- pamięć akwizycji: do 256 MSa.
Dodatkowe i nowe funkcje urządzeń tej serii to interfejs Wi-Fi oraz zasilanie z wbudowanego akumulatorka. Dzięki takiemu połączeniu wykonywanie pomiarów jest w pełni bezprzewodowe i swobodne. Używany przyrząd jest całkowicie odizolowany i nie ma ryzyka uszkodzenia komputera, a ponadto może być umieszczony w pobliżu obiektu badań, nawet jeśli nie ma tam warunków dla stanowiska pomiarowego, np. w poruszającym się obiekcie. Wadą rozwiązania jest ograniczona prędkość przesyłania strumieniowego, która kończy się na 40 MSa/s oraz pamięć akwizycji ograniczona do 64 MSa.
Podobnie wygląda sytuacja przy połączeniu poprzez LAN. Za pośrednictwem sieci możemy sterować pomiarami i obserwować wyniki z dowolnego miejsca, bez potrzeby zbliżania się do badanego obiektu a jedynym ograniczeniem są zawężone parametry. Pełne możliwości przyrządy osiągają przy połączeniu poprzez USB 3.0. Prędkość przesyłania strumieniowego może dochodzić do 200 MSa/s i zależy tylko od zasobów komputera.
Oscyloskopy WiFiScope WS6 dostępne są w wersji XM, czyli z pamięcią akwizycji rozszerzoną do 256 MSa w stosunku do 1 MSa wersji standardowej. Tak duży rozmiar pamięci stawia urządzenia firmy TiePie w czołówce aktualnej oferty rynkowej. Jednak po dokładnej analizie okazuje się, że rozmiar pamięci nie został dobrany przesadnie. Przetworniki pomiarowe oscyloskopów mogą pracować z rozdzielczością nawet 16 bitów i tym parametrem przyrządy również przodują na tle konkurencji. Wyższa rozdzielczość przekłada się na większą precyzję pomiarów, ale także na mniejszą szybkość akwizycji i większą zajętość pamięci. Podczas pomiaru w rozdzielczości 14 bitów na wszystkich czterech kanałach dostępna pamięć wynosi 32 MSa na kanał, a szybkość próbkowania spada do 100 MSa/s.
Dlatego przy pomiarach niewymagających dużej precyzji lepiej jest ustawić mniejszą rozdzielczość, aby dysponować większą pamięcią. Na przykład - kompletna komunikacja szeregowa, taka jak sygnały magistrali CAN, może być zmierzona w jednym rekordzie, który następnie jest przeglądany i analizowany.
Duży rozmiar pamięci próbek wymaga przemyślanego interfejsu umożliwiającego wygodne przeglądanie zebranych danych. Oprogramowanie umożliwia prezentację sygnałów z praktycznie nieograniczonymi możliwościami powiększania, nawet do miliona razy. Pełny sygnał lub jego fragmenty można wyświetlić na dowolnym ekranie, bez utraty informacji (rysunek 3).
Oscyloskop CS448
Firma Cleverscope oferuje przyrząd o oznaczeniu CS448 (fotografia 4), którego podstawowe parametry to:
- liczba kanałów pomiarowych: elektrycznie odizolowane 4 kanały
- pasmo analogowe: 200 MHz,
- próbkowanie: do 500 MSa/s,
- rozdzielczość przetworników ADC: 14 bitów,
- pamięć akwizycji: do 250 MSa.
Główną zaletą urządzenia są w pełni galwanicznie separowane kanały pomiarowe. To rzadko spotykana cecha wśród oscyloskopów, często realizowana za pomocą opcjonalnego osprzętu, np. dodatkowych sond różnicowych. Umożliwia pomiary w takich układach jak mostki H czy mostki trójfazowe, jak pokazano na rysunku 5. W połączeniu z dużą rozdzielczością przetworników ADC i wysokim współczynnikiem tłumienia sygnału współbieżnego (CMRR>115 dB@10 MHz) pozwala na wykonywanie bardzo precyzyjnych pomiarów.
Podobnie jak w poprzednim przyrządzie, w oscyloskopie Cleverscope również zastosowano pamięć akwizycji o znacznej pojemności 250 MSa. Pomiary wykonywane z pełną szybkością próbkowania na wszystkich czterech kanałach tworzą rekord o długości 125 ms. To wystarczy, by zarejestrować nawet złożone przebiegi, które po powiększeniu wręcz zaskakują precyzją - rysunek 6.
Oscyloskop został wyposażony także w izolowany generator funkcyjny. Takie połączenie tworzy system FRA (Frequency Response Analysis), czyli system do wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych z rozbudowanym wsparciem ze strony oprogramowania.
Na rysunku 7 pokazano przykładowe pomiary filtra 10,7 MHz.
