NÁŘADÍ S DIGITÁLNÍ DUŠÍ
Automatizace měření s univerzálními osciloskopy AXIOMET
V současnosti slouží osciloskopy nejen ke zkoumání průběhu v časové oblasti, ale rovněž mají mnoho dalších pozorovacích funkcí.
- Jednou z nich je schopnost prezentovat průběh ve frekvenční oblasti výpočtem rychlé Fourierovy transformace. Proměňuje měřič ve spektrální analyzátor.
- Přístupnost vstupu pro kanál X umožňuje přetvořit přístroj v zařízení pro snímání křivek X-Y a použít je pro zjišťování kmitočtové charakteristiky, snímání voltampérových charakteristik nelineárních prvků atd.
- Osciloskopy s vestavěným multimetrem s možností dlouhodobého záznamu pak umožňují měření pomocí kurzorů nebo také automatické měření parametrů průběhů podle definovaných kritérií.
Displej
Současný osciloskop je číslicový přístroj, nejčastěji vybavený barevným grafickým displejem TFT-LCD, který může mít různé rozlišení. U nejjednodušších modelů a přenosných přístrojů je to od 320 x 240 pixelů, u oblíbených modelů s relativně dobrými možnostmi měření kolem 480 x 350 pixelů, v případě nejvyspělejších přístrojů pak do 800 x 600 pixelů.
Čím je pixelů více, tím je zobrazení čitelnější a kromě obou průběhu se na obrazovce objevuje množství pomocných informací, jako měřicí mřížka, značky spouštění, kursory, aktuální nastavení kanálů X a Y, a dokonce hodnoty napětí a časů souvisejících se sledovaným průběhem.
Umístění velkého množství údajů na malé obrazovce čitelným způsobem vyžaduje nejen barvy, ale také výše uvedené dobré rozlišení. O pohodlí odečítání rozhoduje také rozměr displeje neboli jeho úhlopříčka. Samozřejmě čím je displej větší, tím jsou informace lépe viditelné. Avšak v případě přenosného zařízení má velký displej vliv na rozměry krytu a hmotnost. Proto také se do stacionárních přístrojů instalují obrazovky s úhlopříčkou 5-10 palců, zatímco u přenosných zařízeních obvykle nepřekračují 5 palců.
Kanál Y
Dalším důležitým parametrem osciloskopu, který je potřeba vzít v úvahu, je šířka pásma kanálů Y. Jednoduché přístroje mají šířku pásma řádově 25 MHz, umožňující sledovat signály do asi 5 MHz. Dokonalejší mají šířku pásma 50, nebo dokonce 100 MHz, což umožňuje vizualizaci zkreslených průběhů do asi 20 MHz. Nad 100 MHz začínají laboratorní přístroje vyšší technické třídy a jiné cenové kategorie než tzv. populární modely.
Velká šířka pásma umožňuje věrně zobrazit detaily silně zkreslených průběhů: obdélníkových, impulsních, obsahujících oscilace, s velkým počtem harmonických.
Osciloskop s malou šířkou pásma a dlouhou dobou náběhu je nezobrazí správně – jejich strmé hrany a oscilace budou vyhlazeny a obraz zkreslený.
Vzorkovací kmitočet
Další důležitou vlastností osciloskopů je vzorkovací kmitočet. Určuje, jak často analogově-číslicový převodník, který se nachází v kanálu Y, provádí odečet.
Aby bylo možno zobrazovat číslicové signály nebo zkreslené analogové signály, je potřebné časté vzorkování signálu.
To dává jistotu, že měřič nevynechá důležité detaily nebo anomálie, které se objevují nepravidelně. S ohledem na tuto závislost zaručují výrobci vzorkování vstupního signálu více méně desetkrát rychleji než je šířka pásma.
Je důležité, aby byly číselné údaje popisující průběh zapamatovány. Velikost paměti zařízení rozhoduje o tom, jak dlouhý měřený úsek (dobu pozorování) může osciloskop zapsat a zobrazit na obrazovce v jednom cyklu. Velká paměť umožňuje zaznamenat důležité okamžiky, které se objeví po spuštění časové základny, a je základem pro pozorování neperiodických průběhů a zjišťování anomálií a poruch. Velikost paměti je klíčovým parametrem při analýze digitálních sériových sběrnic, mikroprocesorových systémů a číslicových obvodů. Je svázaná se vzorkovacím kmitočtem. Čím je vzorkovací kmitočet vyšší, tím více paměti musí měřič mít, aby mohl uložit daný úsek průběhu.
Před nákupem přístroje si musíme rozmyslet, kolik signálů chceme současně sledovat na obrazovce a vzájemně porovnávat (od jednoho do čtyř). Zdá se, že pro většinu aplikací jsou dva kanály dostatečné a taková konfigurace umožňuje pozorování nejdůležitějších časových korelací mezi vstupem a výstupem.
Spouštění
Spouštěcí obvod je zodpovědný za zahájení (synchronizaci) průběhu akvizice signálu a zápis dat do paměti.
Čím rafinovanější je spouštěcí obvod, tím větší jsou možnosti postřehnutí anomálií a atypických aplikací.
Základem je spouštění hranou, úrovní, ale užitečné je také spouštění šířkou impulsu, rychlostí narůstání průběhu, televizním signálem, logickou úrovní nebo kombinací logických úrovní a u nejvyspělejších konstrukcí – příslušným stavem digitální sběrnice nebo obsluhou stanovenou oblastí na obrazovce. Kromě toho může být spouštění automatické, jednorázové, z určitého kanálu nebo generované externím signálem. ####Doplňkové možnosti
Současný osciloskop není měřič, který pracuje výlučně samostatně („stand alone”), má totiž interface umožňující jeho připojení k počítači (USB, RS232) a ovládání nastavení, provádění měření a stahování výsledků. Připojení osciloskopu k počítači je také cestou pro automatizaci a archivaci měření.
Konstrukce
Stojí za zapamatování, že osciloskopy jsou dostupné v různých provedeních. Kromě standardních verzí – pro postavení na stůl – existují také přenosné měřiče (tzv. scopemetry). Měřiče typu handheld se skvěle osvědčují při servisních pracích. Vyznačují se velkou mobilitou, a co do parametrů nezůstávají pozadu za stacionárními přístroji, mnohdy je dokonce převyšují. Zabírají málo místa a mohou pracovat v šikmé poloze. Obvykle spojují funkce osciloskopu a číslicového multimetru.
Číslicové osciloskopy AXIOMET
Nabídka značky AXIOMET zahrnuje tři univerzální dvoukanálové číslicové osciloskopy s rozsáhlými funkcemi a dobrými užitnými vlastnostmi, tj.:
- AX-DS1022C7 - nejjednodušší model se šířkou pásma 25 MHz, vzorkováním do 500 Msps, s pamětí 32 k měřicích bodů;
- AX-DS1062CFM - prostřední verze se šířkou pásma 70 MHz, vzorkováním do 1 Gsps, s pamětí 1 Mbod/kanál,
- AX-DS1100CFM - nejvýkonnější model se šířkou pásma 100 MHz, vzorkováním do 1 Gsps, s pamětí 1 Mbod/kanál. Přístroje jsou vestavěny do malých, plochých krytů, díky čemu zabírají pouze trochu místa na stole. Díky vestavěné rukojeti mohou plnit také funkci přenosných měřičů, tím spíš, že jejich hmotnost je pouze 2,5 kg. Přístroje mají sedmipalcový barevný displej TFT-LCD s rozlišením 480 x 234 pixelů, zajišťující čitelné zobrazení.
| Parametry | AX-DS1062CFM | AX-DS1100CFM | AX-DS1022C7 |
|---|---|---|---|
|
|
|
|
| Type of oscilloscope | digital | digital | digital |
| Number of channels | 2 | 2 | 2 |
| Band | 70MHz | 100MHz | 25MHz |
| Sampling |
|
|
|
| Memory record length | 1Mpts/ch | 1Mpts/ch | 32kpts |
| Kind of display used |
|
|
|
| Trigger modes |
|
|
|
| Trigger |
|
|
|
| Trigger source |
|
|
|
| Time base | 5n...50s/div | 2.5n...50s/div | 25n...50s/div |
| Max. input voltage | 400V | 400V | 400V |
| Vertical resolution | 8bit | 8bit | 8bit |
| Input coupling | AC, DC, GND | AC, DC, GND | AC, DC, GND |
| Trigger coupling |
|
|
|
| Horizontal accuracy | ±0.01% | ±0.01% | |
| Kind of output connector | USB A socket | USB A socket | USB A socket |
| Interface |
|
|
|
| Rise time | 5.8ns | 3.5ns | 14ns |
| Input impedance | 1MΩ/14pF | 1MΩ/14pF | 1MΩ/17pF |
| Input sensitivity | 2mV/div...5V/div | 2mV/div...10V/div | 2mV/div...5V/div |
| Measuring instrument features |
|
|
|
| Standard equipment |
|
|
|
| Body dimensions | 399x110.5x148.5mm | 323.1x135.6x157mm | 323x135x157mm |
| Supply voltage 400Hz | 100...120V AC | 100...120V AC | |
| Software | included | included | included |
| Measurement memory | 20 | 20 | |
| Display resolution | 480x234 | 480x234 | |
| Connectors for the country | Europe | Europe | |
| Supply voltage | 100...240V AC | 100...240V AC | 100...240V AC |
Výše uvedené osciloskopy mají podobné parametry zpracování u kanálu Y. Jejich vstupní citlivost je rozmezí 2 mV/d...10 V/d při impedanci 1 MΩ. Signál v kanálu Y je přetvářen do digitální podoby pomocí 8bitového převodníku. Kanál X nabízí časovou základnu 25, 5 nebo 2,5 ns/dílek v závislosti na modelu. Přístroj má zdířku pro vstup X a externí spouštění, což umožňuje práci X-Y bez časové základny.
Vestavěné porty USB a RS232 slouží k připojení měřičů k počítači, ovládání přístroje a práce jako prvku měřicího systému – software výrobce přikládá. Osciloskopy se napájí ze sítě o napětí 240 V AC. Jejich rozměry jsou 323 x 135 x 157 mm u modelu AX-DS1022C7 a 399 x 110,5 x 148,5 mm u ostatních dvou verzí.
Všechny tři osciloskopy disponují rozsáhlým systémem spouštění z libovolného kanálu nebo vnějšího zdroje: hranou (nástupnou, sestupnou), šířkou impulsu, signálem video. Provádějí automatické měření 32 parametrů průběhů, umožňují ze signálů vyeliminovat rušení a šumy použitím číslicového filtru, a také průměrovat hodnoty z posledních 256 průběhů.
Paměť přístroje lze využít pro funkci záznamu výsledků měření. Osciloskopy mají možnost pracovat v režimu FFT a vstupní průběh a FFT transformace se zobrazují na rozděleném displeji, což umožňuje posouzení signálu v časové a frekvenční oblasti.
Shrnutí
Osciloskopy značky AXIOMET mají nejen rozsáhlé množství funkcí a dobré parametry, ale i nízkou cenu. Je to užitečný a univerzální nástroj, který se osvědčuje jak v servisních dílnách, tak i v údržbách a v konstrukčních kancelářích. A co víc, možnost propojení s počítačem a automatizace měření dovoluje využívat měřiče také pro účely testování v procesu výroby elektroniky.