УРЕДИ С ЦИФРОВА ДУША
Автоматизация на измерванията с универсалните осцилоскопи на AXIOMET
Днес осцилоскопите служат не само за измерване на формите на сигналите във времето, но също така имат много най-различни функции за наблюдение.
- Една от тях е способността за презентация на формата на сигнала по отношение на честотата чрез изчисляване на бързата трансформация на Фурие. Тя променя измервателния уред в спектрален анализатор.
- Достъпността на вход за канал X на свой ред позволява смяна на уреда в устройство за определяне на характеристиките X-Y и използването им за определяне на честотната лента, определяне на характеристики ток/напрежение на нелинейните елементи и др.
- Осцилоскопите с вграден мултиметър с възможност за дългосрочна регистрация позволяват извършване на курсорни измервания или автоматични измервания на параметрите на сигнала съгласно определени критерии.
Дисплей
Съвременният осцилоскоп е цифрово устройство, най-често оборудвано с цветен графичен дисплей TFT-LCD, който може да има различна резолюция. В най-простите модели и преносимите модели резолюцията е от 320 x 240 пиксели, в популярните модели с добри измервателни възможности с около 480 x 350 пиксели, а най-напредналите устройства са с резолюция до 800 x 600 пиксели.
Колкото повече пиксели, толкова изображението на сигналите е по-четливо и освен осцилограмите върху екрана се показват много помощни информации, като измервателна мрежа, маркери за синхронизация, курсори, актуални настройки за канали X и Y, дори стойностите на напреженията и времената, свързани с измервания сигнал.
За разполагането по четлив начин на голямо количество данни върху малък дисплей е необходимо не само използването на цветове, но и споменатата добра резолюция. За комфорта на отчитането е решаващ също така и размерът на дисплея, тоест неговия диагонал. Разбира се, колкото по-голям дисплеят, толкова по-добре се вижда информацията. Въпреки това при преносимите устройства големият дисплей оказва влияние върху размерите на корпуса и теглото. Поради това в стационарните устройства се инсталират екрани с диагонали 5-10 инча, а в преносимите устройства те обикновено не надвишават 5 инча.
Канал Y
Друг важен параметър на осцилоскопа, който трябва да се вземе предвид, е честотната лента на каналите Y. Простите устройства имат честотна лента от порядъка на 25 MHz, което позволява наблюдението на сигнали до ок. 5 MHz. По-напредналите модели имат честотна лента 50 и дори 100 MHz, което позволява визуализация на деформираните сигнали до ок. 20 MHz. От 100 MHz започва лабораторно оборудване от висок технически клас и различен ценови диапазон от т.нар. популярни модели.
Широката честотна лента позволява вярно възпроизвеждане на детайлите на сигнали със силни смущения: правоъгълни, импулсни, пълни осцилации, съдържащи много хармонични съставки.
Осцилоскоп с ниска честотна лента и дълго време за нарастване на такива сигнали няма да ги покаже правилно – техните стръмни фронтове и осцилации ще бъдат филтрирани и изображението няма да бъде вярно.
Дискретизация
Поредното качество на осцилоскопите е дискретизацията. Тя определя, колко често цифрово-аналоговия преобразувател в канала Y на устройството извършва измерване.
За да се получи изображение на цифрови или деформирани аналогови сигнали, е необходима честа дискретизация на сигнала.
Това позволява да бъдете сигурни, че маркерът няма на пропусне важни детайли или нередовно появяващи се аномалии. Вземайки предвид горната зависимост производителите осигуряват дискретизация на входния сигнал около десет пъти по-бърза от честотната лента на сигналите.
Важно е цифровите данни, описващи сигнала да бъдат запаметявани. Повечето памети на устройствата определят, колко дълъг запис (време на наблюдение) може да запише осцилоскопът и да покаже върху екрана в един цикъл. Голям брой памети позволяват регистриране на важни моменти, появяващи се по време на измерване и представляват база за наблюдение на непериодичните сигнали и детекция на аномалии и смущения. Размерът на паметта е ключов параметър при измерването на цифровите серийни магистрали, микропроцесорните системи и цифрови системи. Тя е свързана с честотата на дискретизация. Колкото по-голяма честота на дискретизация, толкова повече памет трябва да има измерващото устройство, за да регистрира дадената отсечка на сигнала.
Преди покупката на уреда трябва да решите, колко сигнала едновременно искате да наблюдавате върху екрана и да сравнявате (от един до четири). За повечето приложения уредите с два канала са напълно достатъчни, а тази конфигурация позволява наблюдение на най-важните времеви корелации между входа и изхода.
Тригериране
Системата за синхронизация е отговорна за задействането на наблюдението на сигнала и записване на данни в паметта.
Колкото по-напреднала е системата за синхронизация, толкова по-големи са възможностите за забелязване на аномалии и нетипични събития.
Базата е тригериране с фронта, нивото, но полезна е също така тригерирането с широчината на импулса, скоростта на нарастване на сигнала, телевизионния сигнал, логическото състояние или комбинация от логични състояния, а в най-напредналите конструкции - съответното състояние на цифровата магистрала или определения от оператора сектор на екрана. Освен това тригерирането може да се извършва автоматично, единично, от определен канал или да бъде генерирано от външен сигнал.
Допълнителни възможности
Съвременният осцилоскоп е измервателно устройство, работещо самостоятелно („stand alone”), оборудван е с интерфейс, позволяващ свързването му към компютър (USB, RS232) и управление на настройките, извършване на измервания и изтегляне на резултати. Свързването на осцилоскопите към компютъра е начин за автоматизация и архивиране на резултатите от измерването.
Конструкция
Не бива да се забравя, че осцилоскопите са достъпни в различни изпълнения. Освен класическите версии – за поставяне върху бюрото също така са достъпни преносими осцилоскопи (т. нар. скопметри). Измервателно устройство от тип handheld е много подходящо за сервизни дейности в работилниците. Тези устройства се отличават с висока мобилност и от гледна точка на параметрите не се различават от стационарните устройства, дори често ги надвишават. Заемат малко място и могат да работят в полустоящо положение. Обикновено съчетават функциите на осцилоскоп и цифров мултиметър.
Цифрови осцилоскопи AXIOMET
Офертата на марка AXIOMET обхваща три универсални, двуканални цифрови осцилоскопи с разширени функционалности и добри експлоатационни параметри:
- AX-DS1022C7 - най-простият модел с честотна лента 25 MHz, дискретизация до 500 Msps, памет за запис 32 k измервателни точки;
- AX-DS1062CFM - средна версия с честотна лента 70 MHz, дискретизация до 1 Gsps, памет за запис 1 M точка/канал,
- AX-DS1100CFM - най-напредналият модел с честотна лента 100 MHz, дискретизация до 1 Gsps, памет за запис 1 M точка/канал. Уредите са разположени в малки, плоски корпуси, благодарение на което заемат малко място върху бюрото. Благодарение на вградената дръжка могат да изпълняват също така функцията на преносими измервателни устройства, още повече, че теглото им е само 2,5 kg. Устройствата базират на 7-инчов, цветен дисплей TFT-LCD с резолюция 480 x 234 пиксели, гарантиращ четливо изображение.
| Параметри | AX-DS1062CFM | AX-DS1100CFM | AX-DS1022C7 |
|---|---|---|---|
|
|
|
|
| Тип осцилоскоп | цифров | цифров | цифров |
| Брой канали | 2 | 2 | 2 |
| Чест. лента | 70MHz | 100MHz | 25MHz |
| Дискретизация |
|
|
|
| Дължина на паметта за запис | 1Mpts/ch | 1Mpts/ch | 32kpts |
| Вид на използвания дисплей |
|
|
|
| Режими на синхронизация |
|
|
|
| Синхронизация |
|
|
|
| Източници на синхронизация |
|
|
|
| Развивка | 5n...50s/div | 2,5n...50s/div | 25n...50s/div |
| Входно напрежение макс. | 400V | 400V | 400V |
| Вертикална резолюция | 8bit | 8bit | 8bit |
| Свързване на входа | AC, DC, GND | AC, DC, GND | AC, DC, GND |
| Избор на синхронизация |
|
|
|
| Точност по хоризонта | ±0,01% | ±0,01% | |
| Вид изходен конектор | USB A гнездо | USB A гнездо | USB A гнездо |
| Интерфейс |
|
|
|
| Време на нарастване | 5,8ns | 3,5ns | 14ns |
| Входен импеданс | 1MΩ/14pF | 1MΩ/14pF | 1MΩ/17pF |
| Входна чувствителност | 2mV/div...5V/div | 2mV/div...10V/div | 2mV/div...5V/div |
| Свойства на измервателните уреди |
|
|
|
| Стандартно оборудване |
|
|
|
| Външни размери | 399x110,5x148,5mm | 323,1x135,6x157mm | 323x135x157mm |
| Захранващо напрежение 400Hz | 100...120V AC | 100...120V AC | |
| Софтуер | приложен | приложен | приложен |
| Запаметяване на измерванията | 20 | 20 | |
| Резолюция на индикатора | 480x234 | 480x234 | |
| Конектори за страна | Европа | Европа | |
| Захранващо напрежение | 100...240V AC | 100...240V AC | 100...240V AC |
Изброените по-горе осцилоскопи имат подобни параметри за канала Y. Тяхната входна чувствителност е в обхват 2 mV/деление...10 V/деление при импеданс 1 MΩ. Сигналът в канала Y е преобразуван в цифрова форма с помощта на 8-битов преобразувател. Канал X предлага развивка: 25, 5 или 2,5 ns/на деление в зависимост от модела. Достъпно е гнездо на входа X и за външна синхронизация, което позволява работа в режим X-Y без времевата област.
Вградените портове USB и RS232 са предназначени за включване на измервателните устройства към компютъра, управление на устройствата и работа на устройствата като елемент на измервателна система – производителят доставя софтуер в комплекта. Осцилоскопите се захранват от електрическа мрежа с мощност 240 V AC. Техните размери са съответно 323 x 135 x 157 mm за модел AX-DS1022C7 и 399 x 110,5 x 148,5 mm за останалите два модела.
Всички три осцилоскопи са оборудвани с разширена система за тригериране с произволен канал или външен източник: фронт (нарастващ, спадащ), широчина на импулса, видеосигнал. Извършват автоматично измерване на 32 параметъра на характеристиките на сигналите и позволяват елиминиране на смущения и шумове на сигналите чрез използване на цифров филтър, както и на средна стойност на последните 256 характеристики.
Паметта на устройствата може да бъде използвана като функция за регистриране на резултатите от измерването. Осцилоскопите имат възможност за работа в режим FFT, а входните характеристики на сигнала и трансформациите FFT се показват върху разделен екран, което позволява оценка на сигнала на базата на времето или честотата.
Резюме
Осцилоскопите от марка AXIOMET са оборудвани не само с широки функционалности и добри параметри, но имат и ниска цена. Това са удобни и универсални инструменти, които са подходящи както за сервизни работилници, така и в отделите за поддръжка на производството и проектните отдели. Допълнително свързването на компютър и автоматизиране на измерванията позволяват използване на измервателните устройства и за тестване в производствените процеси на електроника.