Zaawansowana matematyka

Nieodzowną cechą cyfrowych oscyloskopów wysokiej klasy są złożone obliczenia matematyczne. WaveSurfer może jednocześnie obliczać dwie zagnieżdżane funkcje matematyczne, pod którymi rozumie się zarówno proste operacje arytmetyczne na przebiegach, jak i obliczenia typu całkowanie czy różniczkowanie. Argumentami tych obliczeń mogą być dane każdej postaci obsługiwanej przez oprogramowanie oscyloskopu, np.: dane z kanałów pomiarowych, wyniki innych obliczeń matematycznych, wyniki pomiarów, dane zapisane w pamięci, przebiegi referencyjne, a nawet przebiegi z okien funkcji Zoom. Jeśli uwzględnimy przy tym możliwość wprowadzania stałych liczbowych, różne współczynniki skalowania poszczególnych operandów itp. okazuje się, że może to być bardzo potężne narzędzie w pracach inżynierskich. Umiejętne korzystanie z tych możliwości oscyloskopu wymaga jednak opanowania pewnej wiedzy i – jak zwykle w podobnych przypadkach – nabycia odpowiedniej wprawy. Przykład definiowania obliczeń matematycznych i korzystania z nich przedstawiono na rys. 9. Funkcja Trend została tu użyta do wykreślenia charakteru przemiatania częstotliwości w badanym sygnale.

Rys. 9. Wykorzystanie obliczeń matematycznych w pomiarach oscyloskopowych (funkcja „Trend”)

Funkcje MSO

Teledyne LeCroy dostarcza do oscyloskopów WaveSurfer opcjonalne rozszerzenie MSO. Dodatkowy koszt związany z zakupem tej opcji na pewno warto ponieść. Współczesna elektronika jest najeżona układami cyfrowymi, a interfejsy komunikacyjne występują nawet w najprostszych urządzeniach. Zdolność do obserwacji sygnałów mieszanych (analogowych i cyfrowych) z pewnością będzie więc bardzo przydatna.

W dolnej części płyty czołowej, obok gniazd analogowych znajduje się gniazdo przeznaczone do dołączania sondy cyfrowej, ale do analizy protokołów może być też wykorzystywany każdy z czterech kanałów analogowych. Sonda cyfrowa składa się z dwóch banków po 8 linii cyfrowych (fot. 10).

Fot. 10. Sondy logiczne

Funkcja analizy protokołów umożliwia wyzwalanie oscyloskopu na określonej danej (rys. 11) oraz poszukiwanie ciągów danych. Zdekodowane dane są umieszczane w tabeli wyświetlanej pod wykresem, a także bezpośrednio nad oscylogramem. Zaznaczane są też specyficzne dla interfejsu zdarzenia, np. bity startu i stopu w protokole UART/RS232. Oprócz jednoczesnej obserwacji sygnałów analogowych i cyfrowych (rys. 12), możliwa jest także lokalizacja ewentualnych zakłóceń i nieprawidłowości występujących na liniach interfejsów komunikacyjnych. Na przykład, jeśli do badania są wykorzystywane kanały analogowe, możliwe jest określanie czasów narastania i opadania, pomiary ewentualnych oscylacji, zwisów itp.

Rys. 11. Wyzwolenie na określonej danej protokołu UART

Rys. 12. Jednoczesne badanie przebiegów cyfrowych i analogowych

Wbudowany generator Wave Source

Zgodnie ze światowymi trendami, Teledyne LeCroy umieścił w oscyloskopie WaveSurfer generator. Nie jest to jednak generator arbitralny, nie ma więc możliwości definiowania własnych przebiegów. Generowane są 4 podstawowe funkcje (sinus, prostokąt, piła i impuls) oraz napięcie DC i szum. Są to przebiegi najczęściej wykorzystywane w pracach inżynierskich i powinny być wystarczające w większości pomiarów. Parametry generowanych sygnałów należy uznać za przeciętne (częstotliwości maksymalne: sinus – 25 MHz, prostokąt – 10 MHz, piła 300 kHz). Z drugiej strony jednak, jeszcze nie tak dawno każdy elektronik chciałby mieć taki przyrząd na swoim stanowisku pracy.

Podsumowując

Wymienione cechy oscyloskopu WaveSurfer 3034 świadczą o dużej jego funkcjonalności i przydatności w skomplikowanych pomiarach. Niewątpliwie jest to przyrząd dla profesjonalistów zajmujących się najnowocześniejszą elektroniką. Mimo wielu skomplikowanych funkcji pomiarowych przyrząd ten jest bardzo łatwy w obsłudze. Przyczynia się do tego interfejs MAUI i ekran dotykowy. Komfort pracy zwiększa się radykalnie po zastosowaniu myszki USB.

Należy jeszcze zwrócić uwagę na pewien niuans występujący w większości oscyloskopów cyfrowych. Podawana w folderach reklamowych szybkość próbkowania 4 GSa/s jest wartością największą z możliwych. W normalnej pracy jest ona osiągana tylko dla najkrótszych podstaw czasu i odpowiedniej kombinacji włączonych kanałów pomiarowych. Na przykład, jeśli są wykorzystywane tylko dwa kanały, należy unikać intuicyjnego dołączenia do badanego urządzenia kanału 1 i 2. Ta kombinacja z definicji ogranicza szybkość próbkowania do 2 GSa/s. Znacznie korzystniejsze, bo nie wprowadzające żadnych ograniczeń jest korzystanie z kanałów 1 i 3 lub 1 i 4.

Oscyloskopy WaveSurfer mają możliwość programowego rozszerzania pasma analogowego. Modyfikacjom podlega również oprogramowanie firmowe. Instalowanie opcji programowych jest możliwe w dowolnym momencie użytkowania oscyloskopu.

Jarosław Doliński