Niedawno producent IKALOGIC, znany z produkcji nowoczesnych, wielokanałowych analizatorów logicznych, wprowadził do swojej oferty urządzenia serii ScanaQuad, czyli niedrogie, czterokanałowe interfejsy pomiarowe na USB o sporych możliwościach. Poza zbieraniem próbek (z częstotliwością do 200 MHz w przypadku modelu SQ200, analizatory te mogą również generować przebiegi (prostokątne).

W ofercie sklepu KAMAMI.PL znajdują się obecnie cztery wersje analizatora ScanaQuad: SQ25, SQ50, SQ100 oraz SQ200. Różnice, występujące pomiędzy tymi modelami, to m.in. maksymalna częstotliwość próbkowania sygnału wejściowego, pasmo czy maksymalny czas rejestracji. Zestawienie właściwości tej serii przedstawiono w tabeli 1 (wszystkie tabelki są na stronie Kamami.pl). Wszystkie urządzenia serii ScanaQuad sterowane są przy pomocy oprogramowania ScanaStudio v2.

W zestawie z urządzeniem ScanaQuad znajdujemy dobrej jakości przewód USB o długości 1 m, a także przewody pomiarowe (25 cm) z kolorowymi przewodami, zakończone chwytakami pomiarowymi. Dostępne w sprzedaży są również dedykowane chwytaki precyzyjne, które podnoszą komfort pracy i zapewniają poprawny styk. Warto zwrócić uwagę, że w ScanaQuadzie kolory przewodów odpowiadają kolorom kanałów, które widoczne będą na ekranie komputera, co ułatwia pracę z urządzeniem.

Na uwagę zasługuje dedykowane oprogramowanie ScanaStudio v2, które pozwala na wygodną analizę przebiegów rejestrowanych, umożliwiając również dekodowanie tych sygnałów przez zarówno gotowe funkcje, jak i napisane przy pomocy zintegrowanego kompilatora skrypty użytkownika. Wśród dostępnych na stronie producenta, gotowych funkcji dekodujących, znaleźć można między innymi dekoder sygnałów magistrali CAN, SPI, I2C, 1-Wire, USB 1.1, jak i również funkcje dekodujące sygnały PWM, Manchester czy szeregowe dane NMEA0108 z odbiornika GPS.

Zdekodowane pakiety mogą zostać zilustrowane w odpowiadających im miejscach na wykresie czasowym badanego sygnału, co więcej – oprogramowanie pozwala na wyświetlenie ich treści w panelu bocznym, a po dwukrotnym kliknięciu – wyśrodkowanie przebiegu w miejscu występowania tego pakietu.

Interfejs graficzny programu ScanaStudio v2 nastawiony jest na obsługę myszą z rolką, dzięki czemu zbadany sygnał można szybko i płynnie przybliżać i oddalać, nie gubiąc tym samym punktu zaczepienia wzroku. Pracę z programem ułatwiają również markery, które można dodać do obserwowanego przebiegu.

W artykule przedstawiono działanie urządzenia ScanaQuad SQ25, którego maksymalna częstotliwość próbkowania wynosi 25 MHz, zaś sygnały generowane mogą być z częstotliwością do 6 MHz. W sporej części zastosowań amatorskich jest to wartość wystarczająca do komfortowej pracy. Wstępnie nasz analizator dołączyliśmy tak, by przeanalizować sygnały komunikacyjne pomiędzy płytką KAmduino UNO oraz programatorem KAmPROG. Sygnał na linii RST posłużył w tym przypadku za sygnał wyzwalający, programowo ustawiony na wyzwalanie pomiaru zboczem opadającym. Podczas, gdy kamPROG odczytywał sygnaturę mikrokontrolera ATmega328P, analizator zbierał próbki sygnału z ustawioną częstotliwością 100 kHz, co pozwoliło na rejestrowanie przebiegów w czasie 2,56 s. Patrząc na wykresy próbek pobranych przez analizator, łatwo stwierdzić, które sygnały są reprezentowane przez kanały. Używając funkcji dekodowania protokołu SPI, otrzymujemy przypisanie danych heksadecymalnych do miejsc, zaś otwarcie karty pakietów pozwala na wgląd do tabeli prezentującej dane w czasie. Łatwo z nich można odczytać np. sygnaturę mikrokontrolera.

Kolejną próbą było dołączenie do analizatora modułu GPS z szeregowym wyjściem danych UART, (pakiety NMEA0183). Po „złapaniu” 3D-fixa, uruchomiona została akwizycja próbek o czasie trwania 2,56 s, zbierająca dane z dwóch kanałów (UART na kanale 1 oraz impulsy 1-pulse-per-second na kanale 2, który posłużył jednocześnie do wyzwalania pomiaru przy zboczu opadającym). Zebrane próbki zdekodowano przy pomocy dekodera protokołu NMEA-0183, w wyniku czego program mógł wyświetlić dane z odbiornika GPS – między innymi pozycję LON/LAT, czas UTC czy dane o jakości sygnału. Otwierając okno analizy pakietów, można w przejrzysty i przyjemny sposób zapoznać się z odebranymi danymi w formie tabelki, zaś poszczególne pakiety posegregowane są przy pomocy kolorów.

Zainteresowani możliwościami nie tylko analizy sygnałów, ale także ich generowania, podłączyliśmy analizator również do oscyloskopu. Funkcja „build simple signal” pozwala na wygenerowanie prostokątnego sygnału o częstotliwości od 24 Hz do 1,25 MHz, zaś jego wypełnienie można ustawić w przedziale 0 – 100%. Wiele bardziej rozwojową funkcją generowania przebiegów są skrypty, które można pisać i kompilować przy użyciu wbudowanego kompilatora. Użytkownik może nie tylko generować impulsy czy przebiegi okresowe, ale również uzależnić ich parametry od możliwości podłączonego analizatora – np. sprawdzając maksymalną ilość próbek, którą można załadować do pamięci urządzenia, przy pomocy komendy get_maximum_samples(). Generowane przez urządzenie przebiegi nie są „zaszumione” i mają dość strome zbocza.

Urządzenie ma również ciekawą funkcję odtwarzania przechwyconego przebiegu; wystarczy zebrać próbki analizatorem, a później przełączyć go w tryb generowania (jednocześnie zamieniając wejście urządzenia w wyjście sygnału). Próbki mogą być odtwarzane jednokrotnie bądź w pętli nieskończonej.

ScanaQuad to niezwykle przydatne narzędzie, dzięki któremu szybko i przyjemnie można zaobserwować transmisje w tworzonych prototypach, działających już urządzeniach, jak i również tych właśnie naprawianych. Nawet najtańsza wersja tego przyrządu oferuje funkcjonalność spełniającą wymagania najbardziej zaawansowanych serwisantów.