Nowe („nowoczesne”) tryby wyzwalania

W oscyloskopie DS2202 wprowadzono szereg nowych trybów wyzwalania, spotykanych w sprzęcie najwyższej klasy. Są to: Runt, Windows, Nth Edge, Pattern, Delay, Time Out, Duration, Setup/Hold, RS232, I2C, SPI, USB (rysunek 7). Jak widać, część z nich jest związana z nowymi możliwościami oscyloskopu w zakresie badania magistral szeregowych, pozostałe w dużym stopniu rozszerzają dotychczasowe opcje wyzwalania, uwzględniając w tym i takie, które ułatwiają wykrywanie zakłóceń przypadkowych (np. tryb Runt). Z nowymi trybami wyzwalania oscyloskop DS2202 szczególnie dobrze nadaje się do badania układów cyfrowych, ale tryb Video umożliwia również pomiary urządzeń telewizyjnych pracujących w systemach: NTSC, PAL, SECAM, HDTV.

Rys. 7. Trialowe opcje wyzwalania dostępne w oscyloskopie DS2202

Nieco więcej uwagi należy poświęcić pomiarom interfejsów komunikacyjnych. Do niedawna była to funkcjonalność charakterystyczna wyłącznie dla przyrządów najdroższych. Obecnie można już chyba powoli ryzykować twierdzenie, że brak takiej możliwości w sprzęcie klasy średniej będzie spychał go do klasy niższej. Z tym, że w dalszym ciągu przystosowanie danego oscyloskopu do pomiarów interfejsów najczęściej jest pewnym luksusem i wiąże się z wykupieniem odpowiednich opcji rozszerzających oprogramowanie firmowe. Dotyczy to nawet najbardziej profesjonalnych oscyloskopów. Należy mieć oczywiście świadomość tego, że pewna grupa bardzo szybkich magistral szeregowych (np. stosowanych w pamięciach DDR) wymaga bardzo mocnych parametrów, takich jak: szybkość próbkowania, czas narastania i pośrednio też widmo analogowe. Z tego względu w oscyloskopach klasy DS2202 udostępniane są pomiary tylko powszechnie stosowanych interfejsów komunikacyjnych, takich jak: RS232, I²C, SPI oraz USB. W każdym z tych trybów, po przypisaniu kanałów pomiarowych do poszczególnych linii interfejsu można zdefiniować na przykład konkretną daną, po wykryciu której ma nastąpić wyzwolenie podstawy czasu. Jest to niezwykle skuteczna metoda badania interfejsów, ale nie jest ona niestety implementowana nawet w wersji Trial firmware’u oscyloskopu DS2202.

Układ wyzwalania pracuje w 3 trybach: Auto, Normal i Single. Przełączanie ich jest dość częstą czynnością wykonywaną podczas pomiarów. W starszych modelach oscyloskopów Rigola wiązało się to z uciążliwym przedzieraniem się przez menu. W oscyloskopie DS2202 wydzielono do tego celu specjalny przycisk Mode, którym tryby pracy są przełączane sekwencyjnie. Jest to dla użytkownika duże ułatwienie pracy.

Dekodowanie protokołów

Z badaniem interfejsów komunikacyjnych wiążą się dwa zagadnienia: wyzwalanie zdefiniowanym zdarzeniem występującym w interfejsie, np. przesłaniem określonej danej oraz automatyczna analiza zarejestrowanych danych. Te dwie funkcje są często rozróżniane przez producentów i sprzedawane jako niezależne opcje.

Chociaż pełny komfort badania interfejsów szeregowych jest możliwy z opcjami wyzwalania, to samo dekodowanie protokołu też znacznie ułatwia pracę konstruktorom lub serwisantom. Pomiar taki przedstawiono na przykładzie analizy działania interfejsu SPI w urządzeniu zapisującym za jego pośrednictwem dane do pamięci Flash. Występuje tu wprawdzie pewna trudność polegająca na zbyt małej liczbie kanałów pomiarowych dostępnych w oscyloskopie DS2202 (tylko 2). Obserwacja linii SS nie jest jednak bardzo istotna i można z niej zrezygnować. Z tego powodu sondy zostały dołączone do linii zegarowej SCLK (CH1) i linii danych wysyłanych z procesora MOSI (CH2). Długi rekord umożliwia zarejestrowanie całej transmisji, albo znacznego jej fragmentu, do czego najwygodniej jest stosować wyzwalanie jednorazowe. Następnie, korzystając z funkcji Zoom można dokładnie przeglądać pojedyncze bajty lub słowa przesyłane interfejsem. Włączenie opcji dekodowania powoduje, że dane będą wykrywane automatycznie, a na ekranie będzie umieszczana ich wartość w zapisie: dziesiętnym, binarnym, heksadecymalnym lub ASCII (rysunek 8).

Rys. 8. Analiza protokołu SPI

Operacje matematyczne

Z pomiarami oscyloskopowymi zawsze były związane obliczenia matematyczne. Już w przyrządach analogowych możliwe było dodawanie i odejmowanie kanałów, a także ich inwersja. Zalety wynikające z cyfrowej obróbki stosowanej we współczesnych oscyloskopach sprawiają, że możliwości obliczeniowe są obecnie ograniczone jedynie wydajnością procesora. Mimo to, dość długo w oscyloskopach cyfrowych implementowane były tylko najprostsze operacje matematyczne, takiej jak: dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. Później do standardu dodano funkcję FFT. Producenci przyrządów profesjonalnych rozszerzyli zakres operacji matematycznych, m.in. o całkowanie, różniczkowanie, pierwiastkowanie itp. Pomysł ten stosunkowo szybko skopiowano także w tańszych urządzeniach, i w ten sposób – można powiedzieć – powstał nowy standard.

Trendowi temu nie mógł nie ulec również Rigol, i tak w oscyloskopie DS2202 oprócz typowych operacji matematycznych dostępne są operacje zaawansowane, a wśród nich: zagnieżdżane operacje arytmetyczne, całkowanie, różniczkowanie, logarytmowanie, funkcja wykładnicza, pierwiastkowanie, funkcje trygonometryczne (sin, cos, tan). Oprócz tego wprowadzono operatory logiczne i możliwość wykorzystywania w formułach matematycznych zdefiniowanych przez użytkownika dwóch zmiennych. Długość formuły matematycznej nie może przekraczać 64 bajtów.

Obliczenia matematyczne są szczególnie przydatne podczas bezpośredniej analizy zjawisk fizycznych. Przykładowo, całkując zmierzony oscyloskopem DS2202 przebieg z akcelerometru otrzymujemy od razu gotowy przebieg prędkości (rysunek 9). Uzyskanie go inną metodą nie byłoby łatwe.