Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2000 №2

Шесть Наполеонов

Тихонов Владимир


Для большинства инженеров и техников оптимальное соотношение рабочих характеристик и цены, портативности и простоты использования является основным критерияем выбора прибора. Эффективность измерительной техники сегодня становится основным фактором. В настоящей статье я хочу представить вам новый подход к созданию современной измерительной техники, воплощенный в жизнь фирмой Tektronix.

Мы живем в век телекоммуникационного бума, когда чуть ли не каждый день разрабатываются новые архитектуры шин и сетей, новые схемы компрессии данных, приспособленные для работы с высокоскоростными потоками информации. К сожалению, возможности существующих осциллографов — как аналоговых, работающих в режиме реального времени (АРВ), так и цифровых запоминающих осциллографов (ЦЗО) — отстают от требований сегодняшнего дня и уже явно недостаточны для фиксирования и анализа быстрых и сложных сигналов.

Например, для многих исследовательских и технических разработок, диагностики и устранения неполадок в видеооборудовании необходим четкий прием и отображение всей информации, содержащейся в полном видеосигнале. При приеме видеосигнала с помощью цифрового осциллографа основная проблема — возникающие искажения. Поэтому многие специалисты, если им нужно увидеть все детали в режиме реального времени, до сих пор используют аналоговые осциллографы. Конечно, при использовании последних часто приходится жертвовать возможностью записи и анализа осциллограмм. Кроме того даже у лучших аналоговых осциллографов скорость записи не превышает быстродействие ЭЛТ. И все это происходит в то время, когда видео проникает и на рабочий стол разработчика и во все телекоммуникационные системы потребителя. Понятно, что в таких условиях возможность легкого фиксирования и анализа видеосигнала становится одним из обязательных требований к измерительным приборам, предназначенным для работы в этой области.

С другой стороны, в устройствах со встроенными контроллерами — от микроволновых печей до автомобильной автоматики — частоты сигналов превышают 100 МГц. К тому же, такие цифровые сигналы сопровождаются шумами, сбоями и дрожанием (jitter). Во многих случаях желательна обработка логических событий, а также накопление и анализ полученных сигналов, что недоступно большинству аналоговых систем.

Цифровые запоминающие осциллографы могут помочь в решении этой проблемы, но и они несвободны от целого ряда недостатков. Прежде всего, для цифровых осциллографов необходим достаточно длительный сбор отсчетов, что, в свою очередь, исключает возможность моментальной обратной связи. Кроме того, чем больше используется каналов, тем медленнее идет сам процесс. Следует отметить, что последующая обработка в ЦЗО может привести к потере важных апериодических событий и динамической информации о сигнале, — что необходимо было обнаружить.

Таким образом, для того, чтобы проконтролировать все это, да еще в таком высокочастотном диапазоне, необходим специальный осциллограф с цифровым дисплеем, эмулирующим основные функции аналогового. Разработки фирмы Tektronix в последнее время были как раз направлены на создание более информативного дисплея, необходимого для пользователя.

Цифровые люминесцентные осциллографы Tektronix полностью удовлетворяют современным требованиям

В 1999 году компания Tektronix представила новую серию приборов — цифровые люминесцентные осциллографы — ЦЛО (Digital Phosphor Oscilloscope — DPO). В начале года была представлена базовая линия осциллографов TDS500D и TDS700D, которые сразу были приняты на рынке измерительных приборов. Немногим удается то, что удалось Tektronix, хотя причины успеха очевидны: представленные приборы имеют широкие возможности по визуализации, записи и анализу сложных сигналов в режиме реального времени, обеспечивают высокую скорость сбора отсчетов, имеют более совершенные средства синхронизации.

В конце прошлого года компания Tektronix предложила пользователям новую серию цифровых люминесцентных осциллографов TDS3000. Эта линия сразу нашла признание у инженеров-разработчиков, производственников и сервисных специалистов, работающих в области связи, разработки, производства и обслуживания компьютеров, периферии и широкого спектра изделий промышленной электроники. Осциллографы TDS3000 стали первым семейством ЦЛО, установившим фактически новые стандарты по гибкости и простоте использования при прекрасном соотношении цены и производительности.Цифровые люминесцентные осциллографы— это современные измерительные приборы с уникальными рабочими характеристиками, отображающие, накапливающие и анализирующие сложные сигналы в режиме реального времени. ЦЛО сочетают лучшие качества аналогового и цифрового осциллографа и легко справляются с обработкой быстрых сигналов сложной формы. Приборы отображают все тонкие детали таких сигналов, включая информацию о «частоте» их появления. Они также обеспечивают отклик в режиме реального времени так же, как и аналоговые осциллографы. При этом имеется полная возможность сохранения форм сигналов с целью их последующего анализа и проведения детальных автоматических измерений. Как и в обычных цифровых осциллографах, ширина полосы в новом люминесцентном не ограничена ЭЛТ-технологией и поддерживает сложные виды синхронизации.

Хотя объединение качественных и количественных характеристик аналогового и цифрового осциллографа уже само по себе является весьма значимым достижением, цифровые люминесцентные осциллографы идут дальше, обеспечивая трехмерную информацию о сигнале: амплитуду, время и распределение амплитуды по времени. Преимущество использования третьего измерения состоит в возможности исследования динамики сигнала, включая моментальные изменения сигнала и частоту появления событий. Хотя аналоговые осциллографы также могут обеспечивать подобную трехмерную визуализацию измерения, они не могут сохранять полученные данные и анализировать их в дальнейшем.

Вместе с трехмерными данными о сигнале люминесцентный осциллограф обеспечивает очень высокий уровень достоверности информации за счет повышенной защищенности от цифровых искажений и фиксирования значительно большего объема информации о сигнале, чем обычный цифровой прибор. Теперь пользователи могут не беспокоиться о возможной потере редких событий в сигналах: даже видеосигналы или высокоскоростные аномалии в цифровых сигналах будут зафиксированы и затем аккуратно визуализированы. Рассмотрим особенности серии TDS3000, состоящей из шести базовых приборов (TDS 3012, TDS 3014, TDS 3032, TDS 3034, TDS 3052 и TDS 3054). Если вы помните, черную жемчужину Борджиев Шерлок Холмс извлек только из последнего, шестого, гипсового бюста Наполеона. Могу вас уверить, что каждый из вышеупомянутых приборов обладает своей собственной жемчужиной.

Приборы этой серии практически устанавливают новые стандарты рабочих характеристик для относительно недорогих цифровых осциллографов.

Рабочие характеристики

Данное семейство предоставляет полосу пропускания и возможности анализа, обычно ассоциирующиеся с очень дорогими высококачественными инструментами. В зависимости от модели, эти осциллографы предлагают, как единое целое, всю гамму приборов с полосой пропускания от 100 до 500 МГц одновременно по двум или четырем каналам. Это делает TDS3000 самым дешевым на мировом рынке прибором, который может помочь профессионалам в области электроники увидеть, записать и проанализировать сложные высокоскоростные сигналы.

Портативность

Питание от батарей и вес менее трех килограммов, миниатюрность и простота использования делают этот осциллограф великолепным измерительным инструментом для работы как в стационарных, так и в полевых условиях.

Легкое сопряжение с дополнительными модулями

Чтобы приспособить осциллограф для своих нужд и расширить его возможности, пользователь может легко установить дополнительные модули. Одновременно могут использоваться до четырех модулей, которые устанавливаются в любой из четырех установочных слотов в правом верхнем углу передней панели. Осциллограф автоматически опознает модуль и перенастроит TDS3000 с учетом его возможностей. В настоящее время имеются три модуля: быстрого преобразования Фурье (БПФ), расширенной видео синхронизации и усовершенствованной синхронизации, вскоре однако, за ними последуют и другие.

Модуль усовершенствованной синхронизации делает осциллограф способным к логическому и импульсному запуску. Используя эти усовершенствованные системы синхронизации, доступные обычно только на высококачественных осциллографах, пользователь может быстро установить нулевую точку в интересующем его месте изменения сигнала во время тестирования, диагностики или поиска неисправностей.

Модуль расширенной видеосинхронизации особенно полезен для профессионалов, обслуживающих или ремонтирующих видеосистемы. Без этого модуля TDS3000 может синхронизироваться от стандартных видеосигналов таких типов, как 526/NTCS, 625/PAL и SECAM. Но с дополнительным модулем возможности видеосинхронизации расширены и включают способность выбора строк и полей, работы с обычными скоростями сканирования. Модуль также обеспечивает автоустановку видео, автоматически подстраивая прибор к выводу на дисплей видеосигналов, что позволяет пользователю переводить масштабную сетку в любой удобный формат для упрощения измерений и анализа видеосигналов.

Модуль БПФ предназначен для быстрой визуализации частотных составляющих сигнала и формы спектра. Этот модуль является мощным аналитическим инструментом для изучения импульсного отклика фильтров и систем, а также измерения гармонических составляющих и искажений сигнала. Модуль также может быть использован для гармонического анализа в силовых электрических линиях с частотами 50 и 60 Гц, анализа вибраций или идентификации и определения положения источников шума и интерференции. Четыре БПФ окна — прямоугольное, Хемминга, Хеннинга и Блэкман-Харриса — дают возможность пользователю выбрать оптимум для анализируемого сигнала.

Простота в обращении

Отличные рабочие характеристики сочетаются в TDS3000 с простотой работы. Для упрощения эксплуатации осциллографа существует режим «Быстрого Меню» пользователя (QuickMenu User Interface Mode), который перемещает основные функции на верхний уровень меню, давая возможность проводить настройку без использования обычной многоуровневой системы вложенных меню. Все основные функции управления в этом случае можно осуществить простым нажатием клавиши. Поскольку видеоизмерения могут быть особенно сложными, «Быстрое Меню» включено и в модуль расширенной видеосинхронизации. TDS3000 укомплектован цветным дисплеем, что упрощает одновременное наблюдение множества сигналов. Сигналы на дисплее, соответствующие поля значений и клавиши имеют одинаковую окраску, что помогает повысить скорость измерений и снизить количество ошибок оператора.

Для данного семейства осциллографов доступны также программные средства WaveStar™, поддерживающие подключение к компьютерным сетям. Эта программа, работающая под Windows, позволяет получить и вставить информацию о формах сигналов в текущие отчеты или архивные файлы без дополнительного программирования. Пользователь также может, используя программные средства WaveStar, управлять своим осциллографом со своего персонального компьютера.

Особо следует отметить, что TDS3000 позволяет проводить самые различные виды измерений. Например, при исследовании цифровых схем и преобразователей вместе с осциллографом TDS3000 могут применяться дифференциальные пробники. Электронщики могут выполнять как токовые, так и высоковольтные измерения при тестировании источников электропитания, контроллеров электромоторов и мощной электроники. Активные пробники являются идеальными для высокочастотных сигналов или для апробации чувствительных цепей. Если пробники имеют интерфейс TekProbe II, TDS3000 будет автоматически устанавливать чувствительность канала, сопротивление связи и выходное сопротивление, отвечающие требованиям испытаний.

Цена/рабочие характеристики

Вы можете подумать, что цифровой люминесцентный осциллограф с его повышенными рабочими характеристиками и гибкостью в использовании будет намного дороже, чем другие осциллографы. В действительности же цена TDS3000 существенно ниже, чем других осциллографов, располагающих гораздо меньшими возможностями.

Новые стандарты в технологии измерения:

Сегодня цифровые люминесцентные осциллографы Tektronix формируют в электронике, как в свое время Форд модели Т в автомобилестроении, целое новое направление в конструировании осциллографов с рабочими характеристиками, соответствующими новым требованиям электронной промышленности и сервисного обслуживания.

Осциллограф TDS3000, работающий в режиме реального времени, с регулируемым по яркости экраном, с отличными рабочими характеристиками может очень скоро стать одним из наиболее ценных инструментов для инженеров и техников во всех отраслях электроники.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке