Układ wyzwalania pracuje w trybach stosowanych powszechnie w oscyloskopach cyfrowych, a więc: Normal, Single i Auto. Możliwe jest też ręczne wymuszanie wyzwalania (Force). Źródłem wyzwalania są natomiast kanały analogowe i cyfrowe, generator funkcyjny, linie I/O, sygnał zewnętrzny z gniazda TRIG oraz sygnał cyfrowy o częstotliwości napięcia zasilającego.

Użytkownicy oscyloskopów klasycznych z pewnością zauważą brak funkcji Zoom w oprogramowaniu VirtualBench. Powiększenie oscylogramu przedstawione na rys. 3c uzyskano poprzez przyspieszenie podstawy czasu. Nie jest to metoda równoznaczna z funkcją Zoom, gdyż jak wiemy, wraz ze zmianą podstawy może zmieniać się też szybkość próbkowania. Rekord danych oscyloskopu VirtualBench mieści 1 Mpróbek z każdego kanału.

Ważną cechą oscyloskopów cyfrowych są pomiary parametrów badanych przebiegów. Są one wykonywane w czasie rzeczywistym, równolegle z akwizycją danych. Użytkownik może wybrać kilka parametrów, które chce na bieżąco kontrolować, są one wówczas wyświetlane pod oknem oscylogramu (rys. 4). Możliwe jest też przeglądanie kompletu wyników (rys. 5). Jedną z opcji jest pomiar wartości skutecznej mierzonej za okres (RMS-Cyc). Nie ma go spora część oscyloskopów nawet klasy średniej, a znaczenie praktyczne takiego pomiaru ujawnia się wtedy, gdy liczba wyświetlanych na ekranie okresów przebiegu nie jest całkowita (rys. 6). Błąd pomiaru staje się w takim przypadku znaczny. Uzupełnieniem pomiarów automatycznych są pomiary kursorowe – nieodłączna funkcja każdego oscyloskopu cyfrowego. Parametry wskazywane przez kursory są widoczne pod oscylogramem (rys. 4).

Rys. 4. Okno pomiarów automatycznych i kursorowych

Rys. 5. Zbiorcze wyniki pomiarów automatycznych

Rys. 6. Pomiary napięć RMS: a) liczba wyświetlanych na ekranie okresów przebiegu nie jest całkowita – wynik błędny, b) wynik poprawny dla całkowitej liczby okresów

Nieodłącznym elementem firmware’u oscyloskopów są też obliczenia matematyczne. Konstruktorzy VirtualBencha ograniczyli się jedynie do podstawowych operacji matematycznych (dodawanie, odejmowanie, mnożenie), uzupełnionych analizą FFT. Zapewne przyjęto, że ewentualne rozszerzenia zawierające zaawansowane obliczenia i funkcje matematyczne będą realizowane w oparciu o środowisko LabVIEW. Prawdopodobne jest, że kolejne wersje oprogramowania uzupełnione zostaną o dodatkowe funkcje, co wynika z filozofii National Instruments – sukcesywnego powiększania możliwości oprogramowania bez kosztownych zmian sprzętu.Jest to możliwe, gdyż VirtualBench jest tzw. Przyrządem Wirtualnym, tj. możliwości całego przyrządu mogą być rozszerzane poprzez modyfikację części programowej.

Analizator stanów logicznych

Poszczególne elementy przyrządu VirtualBench trudno jest klasyfikować pod względem ważności czy przydatności. Zależy to od charakteru prac wykonywanych przez użytkownika. Analizator stanów logicznych będzie na przykład niezastąpiony dla elektronika zajmującego się techniką cyfrową i zapewne mało przydatny dla konstruktora zasilaczy czy przetwornic. Jeśli jednak urządzenia tego typu są dla kogoś niezbędne i wykorzystywane na co dzień, to użytkowników takich czeka miła niespodzianka. Otóż analizator VirtualBench ma aż 32 kanały cyfrowe. Zwykle w tego typu urządzeniach jest ich tylko 16. Ale to nie koniec, gdyż analizowane mogą być ponadto uniwersalne cyfrowe porty I/O, stanowiące odrębny blok funkcjonalny VirtualBencha. Warunkiem jest zdefiniowanie ich jako portów wejściowych. Jest ich 8, więc łączna liczba przebiegów cyfrowych, które mogą być badane analizatorem stanów logicznych dochodzi do 40… i nadal nie jest to kres możliwości. Do sygnałów cyfrowych, których stany są wyświetlane w oknie analizatora zaliczane są ponadto dwa sygnały wirtualne, do których użytkownik nie ma fizycznego dostępu. Są to: impuls sygnalizujący rozpoczęcie generowania przebiegu przez wbudowany generator, przebieg cyfrowy uzyskany z napięcia zasilającego (o częstotliwości 50 Hz), a także przebieg występujący na gnieździe TRIG.

Należy pamiętać, że wejścia analizatora stanów pracują w logice 5-woltowej, natomiast uniwersalne wejścia/wyjścia cyfrowe w logice 3,3 wolta. Nawiasem mówiąc, przyjęcie logiki 5-woltowej jest zastanawiające, gdyż obecnie jest ona spotykana stosunkowo rzadko, głównie w starszych urządzeniach. Konsekwencją takiego rozwiązania mogą być niestety błędy w pomiarach sygnałów 3-woltowych. Na rys. 7 widoczne są wąskie szpilki na liniach D12, D14 i D15, które nie występują w praktyce. Potwierdza to najniższy przebieg zmierzony portem DIO7, dołączonym równolegle do linii D15 analizatora. Niepożądane szpilki można próbować wyeliminować przez zmianę napięcia progowego wejść logicznych analizatora, niestety nie jest to możliwe z poziomu aplikacji wbudowanej. Można tego dokonać jedynie przez środowisko LabVIEW.

Rys. 7. Przekłamania przy pomiarach analizatorem stanów logicznych

Przebiegi cyfrowe wyświetlane na ekranie mają stałą wysokość, więc w przypadku analizowania wszystkich możliwych kanałów nie mieszczą się w oknie analizatora. Po umieszczeniu w nim kursora myszki możliwe staje się przesuwanie oscylogramu zarówno w pionie, jak i w poziomie. Przesuw w poziomie jest równoznaczny ze zmianą położenia widocznego fragmentu danych zapisanych w rekordzie akwizycji. Natomiast przesuwając sam znacznik wyzwalania użytkownik decyduje o tym czy bardziej interesują go dane przed momentem wyzwolenia czy po nim (rys. 8). Zasada ta dotyczy również pomiarów oscyloskopowych.

Rys. 8. Przeglądanie rejestru akwizycji: a) po wyzwoleniu, b) przed wyzwoleniem

Okno analizatora stanów logicznych jest wspólne dla oscyloskopu, oba urządzenia mogą pracować jednocześnie. Mamy zatem przyrząd klasy MSO (Mixed Signal Oscilloscope). Własność ta pozwala na obserwację sygnału cyfrowego i jego naturalnej postaci analogowej zdejmowanej oscyloskopem (rys. 9). Z tym, że maksymalna częstotliwość przebiegów cyfrowych jest równa 100 MHz, a więc taka sama, jak dla sygnałów analogowych. Przy najwyższych częstotliwościach pomiary parametrów czasowych przebiegu cyfrowego będą więc obarczone sporym błędem. W praktyce przyjmowany jest co najmniej 5-krotny zapas pasma analogowego w stosunku do częstotliwości przebiegu cyfrowego. Problem ten naturalnie nie będzie dotyczyły inżynierów pracujących z sygnałami o niższych częstotliwościach.

Rys. 9. Wykorzystanie własności MSO oscyloskopu