Generator funkcyjny

Na panelu widocznym w prawej części okna VirtualBench (rys. 1) umieszczono elementy sterujące generatorem funkcyjnym. O przydatności tego urządzenia nie trzeba chyba mówić. Szkoda tylko, że wbudowana aplikacja nie pozwala wykorzystywać go jako generatora arbitralnego. Do dyspozycji są zatem trzy podstawowe przebiegi: sinus (20 MHz), prostokąt (5 MHz) i trójkąt/piła (150 kHz). Wyjście generatora może być również traktowane jako źródło regulowanego napięcia referencyjnego DC ±12 V.

Przebiegi są generowane z 14-bitową rozdzielczością, z szybkością 125 MSa/s. Zabezpieczone przeciwzwarciowo wyjście ma impedancję 50 W.

Do regulacji amplitudy i offsetu przebiegu wyjściowego zastosowano wygodny suwak umieszczony na panelu generatora. Składa się on z trzech elementów, za pomocą których można niezależnie ustawiać napięcie górne, dolne i offset (rys. 10). Dwa pola znajdujące się pod suwakiem służą do precyzyjnego ustawiania tych parametrów. Na panelu niestety zabrakło miejsca dla podobnego suwaka przeznaczonego do zmiany częstotliwości, a przydałby się do jej płynnej regulacji.

Rys. 10. Suwak regulacji napięcia wyjściowego sygnału generatora funkcyjnego

Multimetr

Multimetr jest kolejnym przyrządem pomiarowym zestawu VirtualBench. Zawiera typowe dla tego typu urządzeń funkcje. Można nim mierzyć napięcia i prądy stałe i zmienne, rezystancję, złącza półprzewodnikowe. Jest też test połączeń. Miernik mierzy prawdziwą wartość skuteczną, a więc wynik nie zależy od kształtu badanego sygnału. Jednak pomiary wykonane multimetrem i oscyloskopem różnią się między sobą (rys. 11). Nie oznacza to jednak, że któryś z przyrządów mierzy nieprawidłowo. Oscyloskopowy pomiar RMS-Cyc daje w wyniku wartość skuteczną z uwzględnieniem składowej stałej, multimetr natomiast mierzy wartość skuteczną bez składowej stałej. Trzeba mieć tego świadomość, gdyż czasami w natłoku pomiarów można o tym zapomnieć.

Rys. 11. Pozornie błędne różnice pomiarów wykonanych oscyloskopem i multimetrem

Test połączeń jest wykorzystywany do sprawdzania czy pomiędzy dwoma punktami obwodu elektrycznego występuje zwarcie. Jeśli stan taki zostanie stwierdzony, tester generuje sygnał dźwiękowy. Jako zwarcie uznawana jest rezystancja mniejsza od 100 Ω.

Funkcje woltomierza, amperomierza i omomierza mają automatyczny lub ręczny dobór zakresów pomiarowych. W pomiarze przedstawionym na rys. 11 automatyczne wybranie zakresu nie było jednak możliwe, konieczne było ustawienie ręczne.

Zasilacz regulowany

Trudno wyobrazić sobie jakiekolwiek prace laboratoryjne bez dobrego zasilacza. W VirtualBenchu mamy trzy sekcje napięć zasilających: 0…6 V/0…1 A, 0…+25 V/0…500 mA i 0…-25 V/0…500 mA, Dwie ostatnie sekcje są izolowane względem masy. Wyjścia mają zabezpieczenia przepięciowe, są też chronione przed pojawieniem się napięcia odwrotnego. Regulacja napięć odbywa się poprzez pola cyfrowe na panelu zasilacza (rys. 12). Ustawiane jest również ograniczenie prądowe każdego wyjścia. Przy zaciskach wyjściowych zasilacza zamontowano diody LED, sygnalizujące włączenie zasilacza i jego stan. Diody świecą na niebiesko w trybie napięciowym, a po uaktywnieniu ograniczenia prądowego zmieniają kolor na pomarańczowy.

Rys. 12. Panel sterujący zasilaczem regulowanym

Porty I/O

Ostatnim elementem VirtualBencha są uniwersalne porty I/O. Na płycie czołowej urządzenia umieszczono gniazdo z wyprowadzeniami portów. Na jednym z nich dostępne jest też napięcie 3,3 V o obciążalności 20 mA.

Porty ustawione w tryb wejściowy pracują w logice LVTTL tolerującej napięcie 5 V, zaś wyjścia są zgodne z logiką LVTTL 3,3 V. Do każdej linii jest dołączony rezystor pull-down 10 kΩ.

Zapis pomiarów i konfiguracji przyrządu

VirtualBench pozwala na zrzut okna aplikacji do pliku graficznego *.png za pomocą jednego kliknięcia. Co więcej, możliwy jest eksport wszystkich pomiarów i ustawień do pliku CSV. Taki plik zawiera dane pomiarowe z MSO, ustawienia generatora funkcyjnego, zasilaczy, pomiary multimetru itp. Jest to bardzo wygodna funkcja, gdyż wszystkie wyniki pomiarów można udokumentować jednym kliknięciem, bez potrzeby żmudnego, ręcznego przepisywania danych. Przykładowy plik z wynikami pomiarowymi załączono poniżej.

Wszystkie nastawy urządzenia są automatycznie zapisywane w urządzeniu. Jeśli jednak pojawi się potrzeba przeniesienia konfiguracji, możliwy jest też eksport do dołączonego PC-ta, co pozwoli na „podzielenie się” konfiguracją pomiarową z kolegami z innych działów.

Dołączenie urządzenia do PC-ta poprzez USB lub wi-fi

Dużą zaletą VirtualBench’a jest możliwość współpracy z dowolnym komputerem z systemem Windows, bez konieczności instalacji specjalnego oprogramowania. VirtualBench jest widoczny na komputerze, do którego został dołączony interfejsem USB jako dysk zewnętrzny, na którym znajduje się wymagane oprogramowanie. Wystarczy więc je uruchomić, by móc rozpocząć pracę.

Co więcej, VirtualBench może zostać skonfigurowany jako punkt dostępowy, a to pozwala na wykonywanie pomiarów bez potrzeby kablowego połączenia z przyrządem (wymagane jest wtedy jednak pobranie bezpłatnej aplikacji – można to też zrobić z poziomu okna VirtualBench’a). Wystarczy stworzyć punkt dostępowy z poziomu aplikacji, połączyć się z utworzoną siecią i po uruchomieniu pobranego wcześniej programu można już w pełni cieszyć się możliwościami urządzenia.

VirtualBench z powodzeniem można nazwać przenośnym laboratorium pomiarowym. W niewielkiej, lekkiej obudowie zawarto niezbędne przyrządy do prowadzenia podstawowych badań i pomiarów urządzeń elektronicznych..

Parametry techniczne oscyloskopu VirtualBench są wystarczające do wspomagania typowych prac elektronika zajmującego się sprzętem elektronicznym. Niezaprzeczalną zaletą jest natomiast zwarta konstrukcja zawierająca wszystkie, niezbędne na stanowisku pomiarowym przyrządy. Jako wyrób firmowany przez National Instruments możliwa jest oczywiście szeroka współpraca z LabVIEW