Осциллографический анализ на персональном компьютере. Проблемы измерения на осциллографе

Для сотрудников, не имеющих прямого
доступа к осциллографу, выходом является использование сохраненных результатов в виде изображений экрана. Однако и этим экспертам часто необходимо увидеть, что происходило до и после снятия
изображения. Отсутствие такой возможности не позволяет им сделать полноценный анализ, основанный на реальном потоке данных.

Новые функции осциллографического анализа, реализованные на ПК, позволяют более
эффективно использовать результаты измерений и передавать их сотрудникам, не имеющим доступа к прибору. Результаты измерений осциллографа могут быть сохранены и быстро проанализированы на ПК. Эта статья
описывает существующие методы, их преимущества и ограничения, она сфокусирована на
рассмотрении новейших технологий использования ПК для анализа записанных данных.

Введение

Обмен данными всегда был важной составляющей для инженеров и ученых, занимающихся разработкой, проверкой и ремонтом
устройств. Первым способом передачи данных был словесный. После него появился рукописный способ, который заключался в копировании результатов на бумаге. Затем,
с изобретением печатной машинки, стало
возможным более быстрое копирование в нескольких экземплярах, которые раздавались
для пользования другим сотрудникам. Благодаря буму информационных технологий
сохранение и восстановление данных, а также их обмен стали значительно проще. Начиная от распечаток и записи на дискеты и заканчивая передовыми сетевыми ресурсами,
обмен файлами стал частью современных
компьютерных технологий. Это существенное преимущество для сотрудников, так как
делает работу всего коллектива более эффективной. Посредством обмена данными группа специалистов имеет возможность сообща
решать задачи, что дает комплексный взгляд
на проблемы и обеспечивает слаженность работы сотрудников. Инженеры обычно испытывают затруднения, если у них нет возможности анализа ранее полученных данных, которые могут помочь определить истинную
причину возникающих неисправностей или
позволят другим инженерам контролировать
результаты. Передача данных заказчикам
и поставщикам часто помогает им сократить
время интеграции и в целом сократить себестоимость проекта.

Мощный пакет для анализа данных дает
возможность компьютерной обработки без
подключения к сети, в то время как другие
пользователи могут использовать осциллограф или другие приборы для дополнительных измерений. Все это серьезно повышает
производительность. С увеличением мощности ПК до уровня рабочих станций многие
специалисты работают на платформе ПК.
Благодаря средству удаленного анализа (offline
tool), разработанному компанией Agilent
Technologies, пользователи могут получить
результаты с осциллографа или другого измерительного прибора, сохранить их на ПК
и провести на нем анализ данных с помощью
мощного программного обеспечения.

Современные методы анализа
и передачи данных и их недостатки

С каждым новым сделанным измерением
у вас появляется дополнительная информация
относительно истинной причины возникающей проблемы при разработке тестируемого
устройства. Во многих случаях требуется просмотреть результаты измерений на приборе,
с которого они были получены, что делает его
недоступным для дополнительных измерений.
Особенно остро эта проблема стоит для инженеров, которые хотят использовать время, отведенное на работу с прибором, максимально
эффективно. Многие из них, в связи с экономией средств на приобретение парка приборов, вынуждены делить его с другими пользователями. Это может привести к конфликтам,
неизбежно возникающим при отборе наиболее приоритетных проектов, что приведет к задержке выпуска продукции из-за увеличения
времени на разработку и отладку.

Сегодня большинство компаний имеют
группы инженеров-разработчиков, которые
работают в различных частях света, что может затруднить анализ данных для команды
сотрудников. Существующие методы поиска неисправности путем измерений на осциллографах обычно заключаются в сохранении
интересующей информации в виде снимка
экрана в формате .bmp или .jpeg. Это изображение отсылается коллегам по факсу или
электронной почте. Экспертам же часто необходимо увидеть, что происходило до и после снятия изображения. Отсутствие такой
возможности не позволяет им сделать полноценный анализ, основанный на реальном
потоке данных, чтобы определить истинную
причину неисправности. Учитывая эти ограничения, инженеры вынуждены сохранять
множество изображений до тех пор, пока источник проблемы не будет зафиксирован на
экране для передачи коллегам.

Сейчас появился более эффективный формат, который дает доступ к потоку данных,
полученных с осциллографа, и позволяет реализовать всесторонний анализ для всех членов группы. Это стало возможным благодаря
приложению для импорта данных B4610A Data
Import Tool от компании Agilent Technologies,
которое позволяет просматривать и анализировать потоки данных с осциллографа или
другого измерительного оборудования.

Разумный и простой
анализ данных

Интуитивно понятный интерфейс помогает быстро понять принцип работы системы и находить неисправности. Поскольку доступ к сохраненным трассам и ответам, которые они дают, критичен, то В4610А дает
возможность сохранения данных, их восстановления и передачи. Члены вашей команды, находящиеся в различных частях света,
могут просматривать одни и те же данные на
своих ПК без необходимости подключения
к сети. Это может быть сделано индивидуально в разных часовых поясах или коллективно с помощью средств коммуникаций по
Интернету. Все эти возможности повышают
производительность и рациональность использования оборудования благодаря отмене необходимости в дополнительных измерениях для поиска источника неполадок в тестируемом устройстве.

Использование маркеров (рис. 1) для измерения времени между фронтом нарастания и спада позволяет получить более детальный взгляд на временные проблемы интересующего сигнала. Это дает вам возможность
следить за влиянием одной шины на другую,
используя маркеры с временной корреляцией. В приведенном примере пользователь должен измерить время между фронтом нарастания цифрового сигнала D0 и фронтом спада цифрового сигнала D1, чтобы убедиться
в правильности согласования времени.

Рис. 1. Маркеры установлены на фронт нарастания и спада сигнала (можно видеть
измеренное время: ~40,62 мкс)

Гибкость в отображении данных может
помочь в быстрой визуальной проверке правильности работы прибора. Есть и специальная функция (chart mode), которая позволяет увидеть данные цифровой шины,
представленные в виде графика, вместо традиционных измерений формы. К примеру,
это позволит графически проверить оцифрованные сигналы аналогово-цифровых
преобразователей, отображая значения на
графике, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Графическое отображение оцифрованных сигналов аналогово-цифрового
преобразователя

Поиск и фильтрование данных
сокращает время
поиска неисправностей

Возможность фокусироваться только на
нужной информации, используя режим
фильтров, позволяет проводить более быстрый анализ неисправностей. Инженеры хотят записывать и считывать информацию,
полученную только из захваченных данных,
не включающую шумы системы при отсутствии сигнала. Используя функцию фильтра, вы можете определить сигналы с нужными параметрами, которые вы хотите отображать, а также выбрать цвет для каждого типа сигналов. Это позволяет пользователю
отображать на одной трассе несколько событий. На рис.3 приведен пример работы функции фильтрования, разделяющей память записи и чтения по заданным пользователем
параметрам.

Рис. 3. Пример работы функции фильтрования,
разделяющей память записи и чтения по заданным пользователем параметрам

С помощью функции поиска можно использовать сложные модели для поиска кратковременных сигналов или временных нарушений в записанных данных. Если добавить
критерий поиска по многим уровням и установить на каждый бит цифровой записи свое
значение, то можно точно определить точку
неисправности прибора. Поскольку этот поиск может стать чрезмерно сложным, то для
его улучшения необходимо сохранять и вызывать параметры поиска для использования
в дальнейших измерениях. На рис. 4 показано, как инженеры могут применить комплексный поиск для нахождения недоработок в тестируемом устройстве. Параметры
поиска могут быть сохранены и использованы в дальнейшем.

Рис. 4. Установка параметров для поиска

Заключение

В современном мире измерений всегда есть
необходимость в обмене данными. Многие
инженеры работают вместе с сотрудниками
других групп и отделов, эти группы могут
быть задействованы в производстве или являться заказчиком, который занимается сборкой прибора в конечный продукт. Они могут
находиться в разных частях света.

Осциллографы нужны для поиска неисправностей, тестирования и проверки инженерных разработок. Выполняя такое большое
количество функций, необходимо иметь возможность, работая на ПК, просматривать,
анализировать и передавать данные без подключения к сети, поскольку не все члены команды могут иметь доступ к инструменту,
на котором производится работа. Благодаря
программе анализа полученных результатов
(offline analysis tool), процесс обмена данными становится быстрее и эффективнее. Возможность передавать полученные данные
в любую точку мира делает эту программу
крайне полезной для наиболее полного анализа записанных данных без доступа к осциллографу. В условиях ограниченности бюджета проектов часто возникает ситуация, когда
измерительного оборудования не хватает на
всех членов группы. Анализ данных на компьютере решает эту проблему, позволяя работать с записанными данными и освобождать тем самым прибор для дополнительных
измерений. Компания Agilent Technologies
предлагает анализ данных на компьютере для
осциллографов и логических анализаторов
с помощью приложения импорта данных
B4610А (Data Import Tool).