Analog Discovery 2 – zintegrowane laboratorium pomiarowe na USB [TEST]

 

Jak już wcześniej zaznaczono, parametry pasmowe oscyloskopu i generatora są osiągalne wyłącznie po zastosowaniu adaptera BNC (fot. 2). Element ten stanowi opcjonalne wyposażenie przyrządu w cenie ok. 20 dolarów. Do oscyloskopu konieczne jest jeszcze dokupienie sond BNC, co wiąże się z wydatkiem kolejnych 20 dolarów. Oczywiście bez adaptera BNC możliwe jest korzystanie zarówno z oscyloskopu, jak i generatora. Na rys. 3 przedstawiono przykładowe przebiegi generowane przez generator arbitralny zestawu Analog Discovery 2 oglądane na jego standardowych wyjściach (fot. 4). Pomiaru dokonano oscyloskopem cyfrowym o paśmie 200 MHz. Na rys. 3a widoczny jest przebieg sinusoidalny, a na rys. 3b przebieg prostokątny. Oba przebiegi mają częstotliwość 10 MHz i amplitudę 2 V bez składowej stałej.

 

Fot. 2. Adapter BNC dla Analog Discovery 2

 

Rys. 3. Przebiegi generowane przez generator arbitralny Analog Discovery 2 oglądane oscyloskopem cyfrowym o paśmie 200 MHz, a) sinus 10 MHz, b) prostokąt 10 MHz

 


Fot. 4. Standardowe wyprowadzenia wejść/wyjść przyrządu Analog Discovery 2 

 

Kolejna bardzo ważna zmiana wynika z przekonstruowania wewnętrznego zasilacza. W pierwszej wersji składał się on z dwóch sekcji wytwarzających ustalone fabrycznie napięcia +5 V i –5 V. Było to rozwiązanie dość niefortunne, gdyż wszystkie wejścia/wyjścia cyfrowe pracowały w technice 3,3 V CMOS, więc wygodniej by było dysponować zasilaczem 3,3 V.

W Analog Discovery 2 użytkownik ma pełną kontrolę nad napięciami każdej z sekcji zasilacza. Może je regulować w zakresach od 0,5 do 5 V i od -0,5 do -5 V. Ponadto nowy zestaw może być zasilany z portu USB komputera, albo z zasilacza zewnętrznego. Przy zasilaniu zewnętrznym znacząco wzrasta wydajność prądowa obu sekcji zasilacza Analog Discovery 2. Mówimy tu jednak raczej o mocy niż o wydajności prądowej, ze względu na możliwość zmiany napięcia zasilacza.

 

Nowa wersja oprogramowania

Pracując nad zmianami sprzętowymi zestawu Analog Discovery 2 konstruktorzy Digilenta uznali, że konieczna będzie także zmiana oprogramowania, zmiana w dosłownym rozumieniu. Powstała więc całkowicie nowa wersja programu WafeForms obsługującego stary i nowy przyrząd. Niestety, kompatybilności w drugą stronę nie udało się zachować. Trudno powiedzieć jakie były powody tak drastycznej decyzji, poprzednia wersja programu działała bez zarzutu, była dopracowana niemal do perfekcji. Program pisany od początku narażony był na dużą liczbę błędów i niestety nie uniknięto ich. Dotyczy to przynajmniej testowanej podczas pisania artykułu wersji 2015 (3.1.5). Można mieć żal do konstruktorów i programistów, że zrezygnowali z szeregu sprawdzonych i dobrze działających funkcji na rzecz całkowicie nowych i chyba jednak gorszych rozwiązań. Pozostaje mieć nadzieję, że jest to tylko sytuacja przejściowa i w kolejnych wersjach wszelkie niedociągnięcia będą likwidowane.

 

Oscyloskop

Oscyloskop będzie prawdopodobnie dla większości użytkowników najważniejszym przyrządem zestawu.

Oscyloskop Analog Discovery 2 ma dwie bardzo użyteczne cechy funkcjonalne:

  • Wejścia różnicowe pozwalające mierzyć napięcia między dowolnie wybranymi punktami układu bez odnoszenia się do potencjału wspólnego (masy). Cecha ta jest często wykorzystywana na przykład do pomiaru natężenia prądu w obwodzie poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze szeregowym. Wejścia różnicowe uwalniają użytkownika od konieczności zajmowania dwóch kanałów w celu zmierzenia jednego napięcia różnicowego. Nie trzeba też wykonywać matematycznej operacji odejmowania kanałów.
  • Ustawianie dowolnej podstawy czasu. Cecha ta jest przydatna, gdy użytkownik korzysta z pomiarów automatycznych. Na wynik może wpłynąć nastawa podstawy czasu i poziomu wyzwalania, ewentualnie przesunięcia czasowego. Przypadek taki przedstawiono na rys. 5a . Przebieg oryginalny ma częstotliwość 7,501 kHz, napięcie skuteczne AC RMS 1 V i napięcie średnie 0 woltów. Jak widać, wyniki wyświetlane w oknie pomiarów automatycznych nie są prawidłowe, szczególnie duży jest błąd wartości średniej. Przyczyną jest wybranie standardowej podstawy czasu 0,02 ms/dz, której odpowiada wyświetlenie około półtora okresu. W opisywanym przypadku na skutek niefortunnie ustawionego poziomu wyzwalania oprócz całego okresu na ekranie widoczny jest też jeden pełny dodatni półokres. Całkowanie przebiegu w takim zakresie nie może dać prawidłowego wyniku. Rozwiązaniem jest ściągnięcie przebiegu tak, aby na ekranie było widocznych kilka, kilkanaście okresów. Taki zabieg spowoduje zmniejszenie błędu całkowania, ale użytkownicy często wolą widzieć przebieg jak najbardziej rozciągnięty. W oscyloskopie Analog Discovery 2 można dobrać podstawę czasu na przykład tak, aby był wyświetlany dokładnie jeden okres przebiegu. Tym samym daje się pogodzić zarówno dobry wygląd przebiegu na ekranie, jak i prawidłowe wyniki pomiarów (rys. 5b). W opisywanym przykładzie optymalna podstawa czasu jest równa 1/7501/10=0,0133315558 ms/dz. Dodatkowe dzielenie przez 10 wynika z liczby działek na ekranie. Ustawianie dowolnej podstawy czasu jest wygodne i przydatne także w wielu innych przypadkach, np. w pomiarach fazy.

 

a) 

b) 

Rys. 5. Wpływ doboru podstawy czasu na wyniki pomiarów automatycznych a) podstawa standardowa (20 ms/dz) – duży błąd pomiaru, b) podstawa użytkownika (0,013332 ms/dz) – mały błąd pomiaru

 

O autorze