Array
(
    [13578] => Array
        (
            [13] => Array
                (
                    [0] => stdClass Object
                        (
                            [title] => Aparatura
                            [parent_id] => 13
                            [tags_id] => 23
                            [content_id] => 13578
                            [alias] => aparatura
                            [link] => /tagi/23-aparatura
                        )

                )

        )

)

Więcej niż oscyloskop? Oscyloskop do PC!

Więcej niż oscyloskop? Oscyloskop do PC!
Pobierz PDF Download icon

Oscyloskopy, przeznaczone do współpracy z komputerem PC swoimi możliwościami nie ustępują urządzeniom autonomicznym. Dzięki wysokiemu zaawansowaniu technologicznemu i znakomitym parametrom mogą konkurować z urządzeniami stacjonarnymi, a pod względem funkcjonalności i łatwości obsługi przewyższają wiele modeli.

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.

Rysunek 1. Przykładowe okno ustawień wyzwalania (Trigger properties)

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.

Rysunek 2. Prezentacja wielu oscylogramów jednocześnie

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).

Rysunek 3. Prezentacja sygnałów z praktycznie nieograniczonymi możliwościami powiększania

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.
Fotografia 4. Oscyloskop CS448 firmy Cleverscope

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.

Rysunek 5. Przykład pomiarów na mostku H

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.

Rysunek 6. Wysoka częstotliwość próbkowania pozwala na dowolne powiększanie zarejestrowanych przebiegów bez utraty jakości danych

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.

Rysunek 7. Przykład działania systemu FRA (Frequency Response Analysis)
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
styczeń 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów