Generator arbitralny

Bez tego przyrządu trudno już wyobrazić sobie nawet najprostsze stanowisko pomiarowe. W zestawie Analog Discovery generator jest wykonany oczywiście przy użyciu elementów Analog Devices. Dwa 14-bitowe przetworniki cyfrowo-analogowe generują przebiegi o częstotliwości maksymalnej 5 MHz z próbkowaniem 100 MSa/s. Napięcia wyjściowe zawierają się w przedziale od –5 do +5 V, a ich regulacja jest dokonywana z rozdzielczością 0,6 V dla zakresu powyżej 1 V i 0,1 mV dla zakresów mniejszych. Programowe wyłączenie kanału generatora powoduje zwarcie wyjścia z poziomem odniesienia 0 V. W tym stanie wyjście to nie jest więc typu High Impedance. W buforze sygnału wyjściowego można pomieścić 16 kpróbek.

W oprogramowaniu „Digilent WaveForms” zawarto kilka podstawowych kształtów przebiegów, takich jak: sinus, prostokąt, piła, trapez, szum, a także napięcie DC. Sygnały te są generowane niezależnie w każdym z dwóch kanałów generatora. Można jednak włączyć tryb synchroniczny. Niezależnie też są regulowane parametry każdego przebiegu: częstotliwość, amplituda, offset i symetria.

Częstotliwości sygnałów mogą być przemiatane. Parametry tego procesu są wprowadzane przez użytkownika. W zakładce Advanced znajdują się jeszcze opcje modulacji FM i AM. Sygnał modulujący i modulowany jest tworzony w jednym kanale, tak więc wolny kanał może być w tym samym czasie wykorzystywany do generowania zupełnie innego przebiegu, w tym również modulowanego. Taki przypadek przedstawiono na rys. 8. Jest tu obserwowana modulacja AM w kanale 1 i FM w kanale 2.

Rys. 8. Niezależne generowanie zmodulowanych przebiegów w dwóch kanałach generatora AWG

Zasilacz dwunapięciowy

Bardzo przydatny podczas eksperymentów blok zasilacza to kolejny składnik zestawu Analog Discovery. Niestety, nie jest to zasilacz regulowany, dostarcza dwóch napięć: +5 V i –5 V. Każde wyjście ma wydajność prądową równą 50 mA. Okno tego modułu przedstawiono na rys. 9. Każdy kanał zasilacza jest wyłączany niezależnie przyciskami V+Rdy i V-Rdy, jednak konieczne jest także włączenie globalne przyciskiem Power is On/Off.

Rys. 9. Okno zasilacza

Woltomierz

W opcjach przyrządów dodatkowych znajduje się m.in. „Voltmeter” uruchamiająca prosty 2-kanałowy woltomierz (rys. 10). Mierzy on napięcia DC, True RMS oraz AC RMS. Zakres pomiarowy jest ustawiany automatycznie lub jest przydzielany na sztywno na 2,5 V lub 25 V. Działanie miernika może być zablokowane opcją Enable.

Rys. 10. Okno woltomierza

Analizator stanów logicznych

Analizator stanów logicznych jest pierwszym urządzeniem z bloku „cyfrowego”. Jest on wykorzystywany do obserwacji 16 przebiegów cyfrowych, a jedna z opcji umożliwia analizę protokołu w interfejsach: UART, I²C, SPI oraz magistrali równoległej. Obserwacja przebiegów cyfrowych zorganizowanych w magistrale może być połączona z równoczesną obserwacją postaci analogowej poszczególnych linii. Analiza protokołów musi być poprzedzona zdefiniowaniem poszczególnych linii interfejsu i określeniem kolejności transmitowanych bitów, ustaleniem aktywności zboczy sygnałów zegarowych i prędkości transmisji (tylko w przypadku UART). W przebiegach na magistrali równoległej ustalana jest postać interpretowania danych (dziesiętna, binarna, heksadecymalna, wektorowa). Pewnym utrudnieniem jest ograniczona szybkość próbkowania sygnału limitująca jednocześnie maksymalną szybkość pracy analizowanego interfejsu. Podczas testów obserwowano też pewne artefakty sygnałów, które w rzeczywistości nie występowały, co potwierdzała równoczesna obserwacja zewnętrznym oscyloskopem. Przypadek taki przedstawiono na rys. 11.

Rys. 11. Okno analizatora stanów logicznych z widocznymi artefaktami przebiegu mierzonego

Przebiegi obserwowane analizatorem stanów logicznych mogą być powiększane w taki sam sposób, jak w module oscyloskopu cyfrowego. Powiększany fragment jest umieszczany w osobnym oknie. Niestety, w oprogramowaniu analizatora „Digilent WaveForms” nie ma typowych kursorów ekranowych. Ich brak utrudnia nieco pomiary czasu. Sytuację ratuje trochę funkcja „Hot Track” spotykana wprawdzie w podobnych aplikacjach jednak nie tak uniwersalna, jak typowe kursory. Pomiar „Hot Track” jest ograniczony do trzech kolejnych zboczy przebiegu cyfrowego. Mierzy czas trwania impulsu współczynnik wypełnienia i czas pomiędzy dwoma kolejnymi narastającymi lub opadającymi zboczami.

Oprogramowanie analizatora uwzględnia ponadto prezentację wyników w postaci tablicy zdarzeń.