Zestaw laboratoryjny firmy Rigol – oscyloskop DS1062CA i generator DG1022

W materiałach reklamowych Rigola już dawno możfna było znaleźć informacje o możliwości współpracy generatorów i oscyloskopów cyfrowych tej firmy. Niestety, nie do końca była to prawda, a zdolność tę zapewnia dopiero zestaw złożony z oscyloskopu DS1062CA i generatora DG1022.

Oscyloskopy należą do tej klasy przyrządów pomiarowych, które bardzo szybko podlegają ewolucji. U czołowych producentów światowych niemal każdego roku pojawiają się ich nowe modele i typy. Wynika to z konieczności ciągłego poprawiania parametrów elektrycznych, ale również wprowadzania innowacyjnyfch rozwiązań  wytyczających nowe trendy w technice pomiarowej.

W ostatnich latach można obserwować na przykład coraz powszechniejsze integrowanie generatorów arbitralnych i oscyloskopów, nawet klasy średniej, w jednym urządzeniu. Ma to niewątpliwie bardzo duże walory użytkowe, pozostaje tylko wątpliwość czy taki generator będzie dysponował zadawalającymi parametrami. Wydaje się, że przyrząd stacjonarny zawsze będzie lepszy.

Oscyloskop i generator jak jeden przyrząd

Rigol na razie nie poddaje się temu trendowi. Żaden z oscyloskopów klasy średniej tego producenta nie ma wbudowanego generatora. Szukano natomiast rozwiązań zapewniających uzyskanie funkcjonalności wynikającej z połączenia obu przyrządów. Pozornie prosta i oczywista metoda, polegająca na sprzężeniu oscyloskopu z generatorem via interfejs USB okazała się jednak trudniejsza w realizacji praktycznej niż można było przypuszczać. W rzeczywistości nie było możliwe, aby z niej korzystać biorąc dowolne z przyrządów Rigola. Przyczyną niepełnej kompatybilności były błędy w oprogramowaniu firmowym instalowanym w tych urządzeniach. Dopiero w zestawie: oscyloskop DS1062CA, generator DG1022 udało się je wyeliminować, i dysponując tymi przyrządami można mówić o pełnej współpracy. Na czym ona polega i do czego może być przydatna?
Na wstępie należy zaznaczyć, że oscyloskop DS1062CA i generator DG1022 są sprzedawane jako niezależne urządzfenia pomiarowe. Określenie „zestaw” jest przyjęte w artykule dla podkreślenia szczególnych cech użytkowych, jakie są osiągane podczas jednoczesnego stosowania obu przyrządów do pomiarów.
Zmontowanie zestawu polega na połączeniu przyrządów kablem USB. Służą do tego gniazda: USB host na panelu czołowym generatora i USB Device znajdujące się na tylnej ściance oscyloskopu. Jeśli czynność ta zostanie wykonana prawidłowo, na liście dysków i pamięci generatora pojawi się pozycja odpowiadająca oscyloskopowi DS1062CA. Oznacza to, że dane z niego będą mogły być przesyłane bezpośrednio do generatora i zapisywane w jego pamięci. Uzyskuje się w ten sposób jedną z prostszych metod definiowania własnych przebiegów arbitralnych, warunkiem jest jednak dysponowanie rzeczywistym przebiegiem referencyjnym. Przebieg ten należy doprowadzić do wejścia oscyloskopu i dobrać nastawy, tak aby uzyskać stabilny oscylogram. Następnie poleceniem Save jest on zapisywany w generatorze i od tej chwili będzie mógł być wykorzystywany jako wbudowany przebieg arbitralny. Należy oczywiście zadbać o to, by zapamiętać go we wbudowanej pamięci nieulotnej, co pozwoli na korzystanie z niego nawet w wielu sesjach, pomiędzy którymi generator będzie wyłączany.
Wszystkie parametry tak uzyskanego własnego przebiegu arbitralnego (częstotliwość, amplituda, faza) będą mogły być modyfikowane w trakcie późniejszej pracy. Wiąże się z tym pewna niedogodność polegająca na operacji resamplingu, której dokona generator po zapisaniu danych do pamięci. Oznacza to, że częstotliwość generowanego przebiegu arbitralnego nie musi odpowiadać częstotliwości przebiegu wzorcowego, i aby taką wartość uzyskać, najczęściej konieczna będzie odpowiednia korekta tego parametru. Kolejnym problemem jest zapewnienie ciągłości fazy przebiegu arbitralnego. Przed przesłaniem danych z oscyloskopu do generatora należy upewnić się, czy w rekordzie oscyloskopu mieszczą się pełne okresy przebiegu wzorcowego. Tylko wtedy przebieg wyjściowy nie będzie miał skoków fazy.
Procedurę definiowania własnego przebiegu arbitralnego poprzez przesłanie wzorcowego kształtu z oscyloskopu DS1062CA do generatora DG1022 przedstawiono na filmie dołączonym do artykułu. Wzorcem jest w tym przypadku sygnał sinusoidalny zmodulowany amplitudowo, generowany notabene przez ten sam generator.

Rys. 1. Okno edycji przebiegu wyjściowego generatora za pomocą interfejsu użytkownika i menu urządzenia

Możliwe jest definiowanie przebiegu arbitralnego poprzez wprowadzanie danych punkt po punkcie za pomocą dostępnego na pulpicie pokrętła i przycisków oraz opcji menu (rys. 1), ale jest to metoda żmudna i mało użyteczna w praktyce. Dużo wygodniejsze będzie skorzystanie ze specjalnego oprogramowania pozwalającego na wykonanie tych samych czynności, ale na komputerze.