„Analog Discovery” Portable Analog Circuit Design Kit + Analog Parts Kit – idealne narzędzia do nauki i eksperymentowania w dziedzinie elektroniki

Przedstawione w artykule zestawy „Analog Discovery” Portable Analog Circuit Design Kit i Analog Parts Kit oferowane przez Digilent Inc. na pewno można zaliczyć do doskonałych pomocy wykorzystywanych do nauki elektroniki i eksperymentowania w tej dziedzinie. Odznaczają się dobrym współczynnikiem możliwości i parametrów do ceny, świetną jakością, mają perfekcyjnie opracowane pomoce w postaci dokumentów PDF i wykładów teoretycznych dostępnych w firmowym kanale YouTube. Digilent zadbał także o liczne akcesoria dodatkowe. Zakupu tych wyrobów nie będą żałować nawet doświadczeni elektronicy zawodowo zajmujący się tą dziedziną. Z oferty Digilenta skorzystało już wiele uczelni na świecie.

Prezentowane urządzenie jest dystrybuowane przez KAMAMI.pl.

 

Laboratorium pomiarowe w pudełku o wymiarach 68 × 82 × 19 mm

Pierwszy zestaw – „Analog Discovery” Portable Analog Circuit Design Kit, to de facto jedno urządzenie pomiarowe zawierające aż 8 wirtualnych przyrządów stanowiących wyposażenie pracowni elektronika. Do ich budowy wykorzystano przede wszystkim podzespoły Analog Devices – producenta, którego nie trzeba specjalnie rekomendować. Dzięki temu uzyskano rewelacyjną jakość i rzadko spotykane w tej klasie przyrządów parametry. Należy jednak zaznaczyć, że Analog Discovery należy zakwalifikować raczej do pomocy edukacyjnych i dydaktycznych,  niż do profesjonalnej aparatury pomiarowej. Mimo to, cechy urządzenia gwarantują także jego przydatność w wielu pomiarach profesjonalnych.

Dokładny opis urządzenia Analog Discovery jest dostępny w artykule.

W jednym, niepozornie wyglądającym pudełku zawarto:

  • 2-kanałowy oscyloskop z wejściami różnicowymi,
  • 2-kanałowy generator arbitralny z wbudowanymi podstawowymi przebiegami stosowanymi najczęściej w pomiarach, umożliwiający także tworzenie własnych przebiegów,
  • zasilacz dostarczający napięcia +5 i –5 V. Szkoda, że nie pomyślano o napięciach 3 V, zwłaszcza, że coraz częściej mamy do czynienia z elementami zasilanymi co najwyżej z 3 woltów,
  • generator przebiegów cyfrowych o konfigurowalnej liczbie linii wyjściowych (maksymalnie 16),
  • analizator stanów logicznych, także o konfigurowanej liczbie wejść,
  • analizator widma służący do zdejmowania charakterystyk częstotliwościowych,
  • 2-kanałowy woltomierz cyfrowy DC, True RMS, AC RMS,
  • rejestr statycznych wejść/wyjść cyfrowych przydatny do ręcznego zadawania stanów cyfrowych. Zarówno generator, jak i analizator korzystają z tych samych wyprowadzeń. W przypadku jednoczesnej pracy obu urządzeń liczba dostępnych wejść/wyjść ulega redukcji.

Analog Discovery jest dołączany do komputera za pośrednictwem interfejsu USB. Oprogramowanie, dokumentacja i materiały dodatkowe są dostępne na internetowej stronie wyrobu. Konstruktorzy tego urządzenia zadbali nie tylko o doskonałą jakość części sprzętowej. Oprogramowanie opracowano również z najwyższą starannością. Zawarto w nim funkcje dostępne w oscyloskopach i generatorach stacjonarnych z wszechstronnymi pomiarami automatycznymi, analizą FFT, przebiegami referencyjnymi, pracą w trybie XY i YT, oknem Zoom, opcjami persystencji. W oknie oscyloskopu oprócz dwóch przebiegów analogowych można podglądać także przebiegi cyfrowe z analizatora stanów logicznych (rysunek 1). Oscyloskop Analog Discovery został zbudowany na bazie 14-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego AD9648 Analog Devices. Ma on dwa kanały z wejściami różnicowymi, umożliwia próbkowanie z częstotliwością maksymalną 100 MHz z dynamiką dochodzącą teoretycznie do 84 dB. Możliwość pomiarów różnicowych jest bardzo cenną zaletą oscyloskopu.

 

Rys. 1. Okno oscyloskopu Analog Discovery

Rys. 1. Okno oscyloskopu Analog Discovery

 

Jedną z silniejszych stron zestawu Analog Discovery jest generator arbitralny. Wytwarza on przebiegi bardzo dobrej jakości o szerokim, jak na urządzenie tej klasy, zakresie częstotliwości. Przebieg sinusoidalny może mieć częstotliwość 10 MHz, a amplituda peak-to-peak dochodzi do 10 V. Ograniczeniem dla napięć wyjściowych są poziomy +5 V i –5 V. W tym zakresie może być dowolnie ustawiany offset sygnału wyjściowego. W generatorze przewidziano możliwość definiowania własnych kształtów, przy czym operacja ta może być wspierana przez inne programy, np. arkusz kalkulacyjny Excel. Wykorzystując dostępne w nim operacje matematyczne można bardzo prosto przygotować dane dla niemal dowolnego kształtu sygnału. Równie łatwe jest importowanie i eksportowanie danych do/z innych przyrządów zestawu Analog Discovery, np. generatora przebiegów cyfrowych. Generator arbitralny może przemiatać częstotliwości, wytwarzać zmodulowany przebieg AM i FM, a nawet AM i FM jednocześnie. Zarówno przebieg modulowany, jak i modulujący pochodzą z zasobów generatora, a więc mogą to być m.in. przebiegi użytkownika. W części oprogramowania dotyczącej generatora arbitralnego zawarto prosty edytor przebiegów własnych. Udostępniono w nim zaawansowane obliczenia matematyczne.

Analizator widma nazwany w zestawie Analog Discovery jako Network Analyzer umożliwia szybkie wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych badanych układów elektronicznych. Przykład takiej charakterystyki przedstawiono na rysunku 2.

 

Rys. 2. Okno oscyloskopu Analog Discovery

Rys. 2. Okno oscyloskopu Analog Discovery

 

Wirtualny woltomierz Analog Discovery umożliwia dokonywanie pomiarów napięć stałych i zmiennych w zakresie do kilku kiloherców. Zastosowano chyba najprostszą formę prezentacji wyników, jaką jest zwykła tabelka (rysunek 3). Zrezygnowano z efektownych wizualizacji przypominających realistyczny wygląd prawdziwego multimetru cyfrowego.

 

Rys. 3. Okno woltomierza cyfrowego

Rys. 3. Okno woltomierza cyfrowego

 

O autorze

Jarosław Doliński

Jarosław Doliński jest absolwentem Wydziału Elektroniki na Politechnice Warszawskiej. Pracował w Przemysłowymi Instytucie Telekomunikacji oraz Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, gdzie zajmował się konstruowaniem urządzeń transmisji danych. Współpracował z Zakładem Urządzeń Teatralnych m.in. w zakresie konstrukcji interkomów teatralnych i urządzeń dla inspicjentów. Brał także udział w pracach projektowych rejestratorów urządzeń wiertniczych i elektroniki montowanej na żurawiach mobilnych.
Obecnie prowadzi firmę zajmująca się konstruowaniem i produkcją urządzeń elektronicznych dla rehabilitacji i wspomagania treningu sportowego.
Jest autorem czterech książek poświęconych elektronice i mikrokontrolerom, współpracuje ponadto z miesięcznikami „Elektronika Praktyczna”, „Elektronik” oraz „Świat Radio”.