Digilent Analog Discovery – wszechstronne pomiary jak na dłoni

W oprogramowaniu „Digilent WaveForms” obsługującym przyrządy zestawu Analog Discovery zrezygnowano z efektownych elementów graficznych, które zwykle naśladują elementy regulacyjne prawdziwych przyrządów pomiarowych. Interfejs użytkownika jest oparty o listy rozwijane i polecenia wywoływane z linii komend. Program został jednak napisany bardzo starannie i w zasadzie nie zawiera rażących błędów. Na pasku narzędziowym pod linią komend umieszczono ikony wyboru m.in. trybów pracy i funkcji pomiarowych. Jedna z nich służy do uruchomienia trybu Persistance, inaczej mówiąc – włącza wydłużoną poświatę. Zastosowano tu dość ciekawe i rzadko spotykane rozwiązanie. Poświata nie pojawia się bowiem na ekranie głównym, lecz w otwartym oknie pomocniczym (rys. 4). Czas zaniku jest tu nieskończony. Persystencja może być jednak uruchomiona również w oknie głównym. Jest dostępna w opcjach ukrytych pod prawym przyciskiem myszki. Czas zaniku wykresu jest ustawiany poleceniem Options w zakresie od 1 do 60 sekund.

Rys. 4. Pomiar z włączoną persystencją

Przycisk Add XY przełącza oscyloskop w tryb pracy XY, w którym są kreślone krzywe Lissajous. Okno z takim przebiegiem może być oderwane od okna głównego i umieszczone w dowolnym miejscu na ekranie (rys. 5). Dzięki temu możliwe jest ustawienie jednakowego stopnia skalowania obu osi, co w niektórych przypadkach może być korzystne.

Rys. 5. Pomiar w trybie XY

Kolejna opcja pomiarowa jest raczej rzadko implementowana w oscyloskopach USB i tańszych oscyloskopach cyfrowych. Jest to histogram amplitud występujących w badanym przebiegu. Na rys. 6 przedstawiono przykładowy pomiar dla przebiegu sinusoidalnego i szumu.

Rys. 6. Histogram sinusoidy i szumu

Użytkownicy oscyloskopów cyfrowych doskonale wiedzą, że nawet najprostsze modele mają implementowane obliczenia matematyczne. Czasami bywają to naprawdę niemal wszystkie najczęściej używane funkcje matematyczne, w prostszych modelach spotykamy cztery podstawowe operacje matematyczne plus analiza FFT. W oprogramowaniu „Digilent WaveForms” obliczenia matematyczne są wykonywane w wirtualnych kanałach matematycznych. Kanał Simple jest przeznaczony do podstawowych operacji matematycznych, natomiast w kanale użytkownika można rozwiązywać bardziej skomplikowane funkcje matematyczne, takie jak: logarytmowanie, pierwiastkowanie, potęgowanie, zaokrąglanie, funkcje trygonometryczne itp. Zestaw funkcji jest dość specyficzny i może trochę zaskakujący. Szkoda, że zabrakło w nim całkowania i różniczkowania. Z obliczeń matematycznych wydzielono analizę FFT, która jest uruchamiana własną ikonką, a jej wyniki są prezentowane w wyodrębnionym oknie (rys. 7). Na rys. 7 widoczna jest też tabelka, w której są zamieszczane wyniki pomiarów automatycznych. W tym przypadku włączono pomiar napięć peak-to-peak i częstotliwości w obu kanałach. Pomiary są wykonywane w kanałach rzeczywistych i obliczeniowych.

Rys. 7. Okno analizy FFT i tabelka wyników automatycznych

Pomiary automatyczne nie rozwiązują wszystkich problemów metrologicznych. Do mierzenia detali obserwowanego przebiegu w oscyloskopach cyfrowych są stosowane kursory ekranowe. Mechanizm ten w programie „Digilent WaveForms” nie jest rozwiązany w sposób tradycyjny. Kursory pojawiają się dopiero po uruchomieniu funkcji Zoom i to tylko w odniesieniu do krawędzi okna, w którym są umieszczane powiększone fragmenty oscylogramu. Nie jest to metoda wygodna i właściwie trudno uznać w ogóle celowość przyjęcia takiego rozwiązania.

„Digilent WaveForms” wyróżnia się jeszcze jedną, bardzo oryginalną funkcją. Jest to odtwarzacz audio. Przyrząd wyposażono w wyjście słuchawkowe (gniazdo stereo typu Jack), na którym pojawiają się sygnały z wbudowanego generatora arbitralnego. Uruchomienie funkcji Audio widocznej na pasku narzędziowym programu powoduje ponadto skierowanie sygnału audio z wybranego kanału do karty dźwiękowej komputera. Częstotliwość próbkowania i poziom sygnału są ustawiane przez użytkownika.