Oscyloskopy, analizatory stanów ScopeLogicDAQ

Transkrypt

1 Oscyloskopy, analizatory stanów ScopeLogicDAQ ScopeLogicDAQ jest kompleksowym system pomiarowym scym do akwizycji danych. Urzdzenie to zawiera dwukanaowy oscyloskop cyfrowy oraz analizator stanów logicznych, który komunikuje si z komputerem PC za pomoc interfejsu USB 2.0. Maksymalna czstotliwo próbkowania w przypadku sygnaów cyfrowych dochodzi do 400MHz, natomiast dla sygnaów analogowych stanowi 200MHz na kana. ScopeLogicDAQ wyposaony jest równie w modu Pattern generatora pozwalajcy na definiowanie i genrowanie dowolnej sekwencji sygnaów cyfrowych i jednoczesn ich rejestracj. System posiada równie opcjonaln funkcj 'Loggera', która zezwala na zapis rejestrowanych sygnaów z czstotliwoci próbkowania dochodz nawet do 5MHz. Oprogramowanie pomiarowe DAQ2 które wspópracuje z urzdzeniem moe pracowa pod Windows 2000, Windows XP, Windows 7, Windows 8. ScopeLogicDAQ zosta wykonany w mocnej, stalowej, estetycznej oraz ergonomicznie zaprojektowanej obudowie. Podstawowe cechy Charakterystyka kanaów analogowych: 2 kanay analogowe Maksymalna czstotliwo próbkowania 200MHz na kana Pasmo analogowe toru wejciowego 100MHz Zakres napiciowy toru analogowego: +/-20V (sonda 1:1) Rozdzielczo przetwornika ADC - 8 bitów Charakterystyka kanaów cyfrowych: 16 kanaów cyfrowych Maksymalna czstotliwo próbkowania 400MHz Pasmo analogowe toru wejciowego 100MHz

2 Funkcja rejestratora z zapisem dysk twardy komputera (ang. Logger ) pozwalajca na ciy zapis z czstotliwoci próbkowania dochodz do ok. 5MHz Funkcja generatora sygnaów cyfrowych (ang. Pattern Generator) pozwalajca na generowanie dowolnych przebiegów cyfrowych zdefiniowanych przez uytkownika z unikaln funkcj rejestracji generowanych oraz mierzonych sygnaów w czasie rzeczywistym Wbudowany generator sygnau prostoktnego o regulowanej czstotliwoci i amplitudzie na oddzielnym wyjciu AUX Zakres napi wejciowych: -25V/Imax=100mA, +25V/Imax=100mA Regulowany próg jedynki logicznej kompatybilny z rónymi standardami cyfrowymi (TTL, LVTTL, LVCMOS, i inne) Nawigator okien pomiarowych Oprogramowanie DAQ2 posiada okno nawigatora sce do uruchamiania okien pomiarowych rónych przyrzdów rodziny DAQ2. Dziki specjalizowanemu oknu nawigatora uytkownik moe dokonywa pomiarów za pomoc kilku urzdze DAQ2 jednoczenie lub uruchomi jedno urzdzenie w kilku trybach pomiarowych na raz, z rónymi konfiguracjami ustawie. Poszczególne konfiguracje ustawie mog by zapisane w oddzielnych plikach na dysku, przez co póniej mona je atwo przywróci i ponownie uruchomi urzdzenie w zapisanej wczeniej konfiguracji. W oknie nawigatora, poprzez selektor wyboru urzdze, mona uruchomi okno pomiarowe w jednym z dostpnych dla niego trybów. Selektor wyboru urzdze pokazuje jednoczenie wszystkie urzdzenia rodziny DAQ2, które s podczone w danym momencie do komputera, wraz z dostpnymi dla nich opcjami oraz wielkoci pamici RAM b w kadym z nich. Dodatkowo w omawianym oknie zaimplementowana jest konsola informacyjna rejestrujca wszystkie akcje, które byy wykonywane midzy podczonymi urzdzeniami. Okno pomiaru sygnaów Oprogramowane DAQ2 posiada zespolone okno sce do jednoczesnej obserwacji sygnaów analogowych i cyfrowych. Bardzo ergonomiczny zestaw kursorów pomiarowych pozwala na elastyczne wykonywanie pomiarów na osi poziomej i pionowej. Dodatkowo istnieje moliwo wykonywania rónego rodzaju powiksze (ang. Zoom) rejestrowanego sygnau oraz szybki dostp do analogowego triggera poziomu, zarówno dla kanau 'A' jak 'B' jednoczenie. W oknie zespolonym moliwa jest synchroniczna obserwacja rejestrowanych przebiegów oraz zalenoci sygnaowych midzy nimi. Wywietlany jest tutaj równie sygna pochodzcy z moduu Loggera, mona tu take obserwowa sygna rejestrowany przez modu Pattern generatora. Okno pomiaru FFT W oprogramowaniu DAQ2, uytkownik moe bardzo atwo przeczy si na okno FFT mierzonego sygnau. W oknie FFT sy do obserwacji wykresów FFT dla dwóch analogowych torów

3 wejciowych. Dodatkowo mona dokonywa pomiarów z zastosowaniem rónych okien czasowych takich jak: recatangle, triangle, flat top, hamming, blackman, gaussian, hamming, hanning, harris W oknie FFT istnieje moliwo wykonywania pomiarów pasmowych midzy dowolnie ustawion par kursorów na wykresie. W przypadku tego rodzaju pomiarów uytkownik moe okreli warto skuteczn sygnau w interesujcym go pamie. Warunki wyzwalania Dostpne s nastpujce tryby pracy urzdzenia ScopeLogicDAQ: Auto - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest cyklicznie Single - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest jeden raz po wystpieniu wyzwolenia Repeat - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest cyklicznie po wystpieniu wyzwolenia External - przebieg cyfrowy generowany jest w takt zewntrznego sygnau zegarowego podanego na wejcie 'AUX' System wyzwalania urzdzenia jest systemem 2 poziomowym. Kady z poziomów wyzwalania posiada moliwo ustawienia niezalenych od siebie warunków wyzwolenia. Dodatkowo istnieje moliwo opónienia wyzwalania (ang. 'Capture Delay') po pojawieniu si okrelonego wyzwolenia poprzez zadanie odstpu czasowego liczonego od momentu pojawienia si zadanego warunku wyzwolenia. Dostpne moliwoci ustawienia wyzwolenia midzy poziomami '1' i '2': Level1 - wyzwolenie wg. ustawienia na poziomie '1' Level2 - wzywolenie wg. ustawienia na poziomie '2' Level1 or Level2 - wyzwolenie wg. ustawienia na poziomie '1' lub '2' Level1 then Level2 - wyzwolenie wg. zadanej kolejnoci poziom '1' potem poziom '2'. Dodatkowo istnieje moliwo ustawienia odstpu czasowego midzy poziomami '1' i '2'. Dostpne sposoby wywalania w ramach poszczególnych poziomów: Edge - wyzwolenie po detekcji zbocza: narastajcego, opadajcego, dowolnego. Moliwe jest równie wyzwolenie po zarejestrowaniu okrelonej iloci zboczy na dowolnym z kanaów (ang. Edge Skip) Pattern - wyzwolenie po zarejestrowaniu okrelonej sekwencji stanu sygnaów (1, 0) z moliwoci ustalenia jej dugoci. Edge AND Pattern - wyzwolenie przy zgodnoci iloczynu warunków Edge OR Pattern - wyzwolenie przy zgodnoci sumy warunków Analog level 'A' - wyzwolenie zboczem z toru analogowego na kanale 'A' Analog level 'B' - wyzwolenie zboczem z toru analogowego na kanale 'B' External - wyzwolenie zboczem na dodatkowym we/wy (AUX).

4 Force - wyzwolenie 'rczne', wymuszone przez uytkownika w dowolnej chwili czasowej W ramach normalnej pracy uytkownik ma do dyspozycji suwak Pre/post trigger mieszczcy si na zakadce Options, dzielcy pami przeznaczon do rejestracji mierzonego sygnau na dwie czci. Cz Pre trigger przeznaczona jest na rejestracj sygnau przed pojawieniem si okrelonego warunku wyzwolenia, natomiast cz Post trigger sy do rejestracji sygnau po pojawieniu si zdefiniowanego warunku wyzwolenia. Pattern generator, generator sygnaów cyfrowych 16 kanaów urzdzenia ScopeLogicDAQ moe by zarówno liniami wejciowym analizatora jak równie liniami wyjciowymi generatora sygnaów cyfrowych. 'Pattern Generator' zaimplementowany w systemie ScopeLogicDAQ jest unikalnym rozwizaniem sprztowym, który pozwala na generacj sygnaów cyfrowych z jednoczesnym ich zapisem w czasie rzeczywistym do pamici analizatora. Taka implementacja daje uytkownikowi moliwo analizy w czasie rzeczywistym zarówno sygnaów generowanych jak i sygnaów odbieranych przez urzdzenie. Uytkownik posiada równie moliwo wyzwolenia si z dowolnej z linii na których zdefiniowany jest 'Pattern Generator' dodatkowo istnieje moliwo wywalania si od dowolnej kombinacji sygnaów 'Pattern Generatora' lub z dowolnej linii analizatora. Dostpne poziomy wyjciowe jedynki logicznej dla moduu 'Pattern Generator' to: 3.3V, 2.5V. 'Pattern Generator' pracuje w nastpujcych konfiguracjach: 16 bitowa pozwala na generowanie dowolnych sekwencji sygnaów na 16 liniach analizatora 8 bitowa pozwala na generowanie dowolnych sekwencji sygnaów na 8 liniach analizatora (16:9), pozostae 8 linii (8:1) moe by wykorzystywane do rejestracji sygnaów cyfrowych 'Pattern Generator' posiada nastpujce tryby pracy: Auto - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest cyklicznie Single - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest jeden raz po wystpieniu wyzwolenia Repeat - przebieg cyfrowy generowany i rejestrowany jest cyklicznie po wystpieniu wyzwolenia External - przebieg cyfrowy generowany jest w takt zewntrznego sygnau zegarowego podanego na wejcie 'AUX' Zapis danych do pliku Zapis danych reprezentujcych mierzone sygnay elektryczne moe by realizowany na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest rejestracja danych bezporednio na dysku komputera w trybie ciym, za pomoc funkcji Logger. Inn metod jest zapis danych zarejestrowanych przez przyrzd i przechowywanych w pamici wewntrznej urzdzenia ScopeLogicDAQ. W tym

5 przypadku zgromadzone w buforze dane mog by zapisane na dysku twardym komputera w nastpujcych formatach: *.dad, *.csv, *.txt, *.jpg, *.png Dane zapisane w plikach *.txt oraz *.csv mog by w prosty sposób zaimportowane i poddane dalszej analizie w programach zewntrznych takich jak LABWieV, czy innych aplikacjach w zalenoci od potrzeb uytkownika. Rejestrator sygnaów cyfrowych - Logger Dziki zastosowaniu unikalnych rozwiza zaimplementowanych w ukadach FPGA, ScopeLogicDAQ pozwala na ciy zapis stanu 32 kanaów na dysk komputera z czstotliwoci próbkowania dochodz nawet do 5MHz. Jest to zalene od wielkoci pamici wewntrz analizatora, jak równie od moliwoci komputera pc, do którego podczony jest przyrzd. Rejestracja moe zosta zakoczona automatycznie po okrelonym czasie, w momencie wystpienia bdu lub okrelonej zajtoci pamici dyskowej komputera. Szybko transferu danych do komputera oraz czas ich zapisu na dysk twardy jest zalena od parametrów komputera oraz systemu operacyjnego. Podczas rejestracji uytkownik moe ustawi parametry owieania ekranu z widokiem sygnau. Dodatkowo czas pomiaru oraz biecy rozmiar pliku logerr'a jest wywietlany na bieco. Po zakoczeniu procesu logowania mona wywietli zarejestowany plik z próbkami sygnau w celu jego dokadnej analizy. Rejestracja moe odbywa w dowolnym z dostpnych trybów pracy urzdzenia. Cyfrowe wejcie / wyjcie AUX ScopeLogicDAQ posiada konfigurowalne wyprowadzenie 'AUX', mogce stanowi wejcie lub wyjcie, zaleenie od ustawionej przez uytkownika konfiguracji. W trybie wyjciowym wyprowadzenia 'AUX' mog stanowi: Generator output - wyjcie generatora sygnau prostokatnego o regulowanej czstotliwoi i amplitudzie (3.3V lub 2.5V) Trigger output - wyjcie sygnau wewntrznego triggera Buffer full, post trigger - wyjcie wystawiajce sygna, który informuje o zapisaniu pamici przez rejestrowany sygna W trybie wejciowym wyprowadzenia 'AUX' realizuj: Trigger input - wejcie zewntrznego wyzwolenia, ustawiane zarówno od narastajcego jak i opadajcego zbocza sygnau External generator clock - wejcie sygnau zewntrznego zegara próbkujcego, w takt którego maj by zapamitywane rejestrowane sygnay Wejcie/wyjcie 'AUX' stanowi wygodne rozwizanie w przypadku gdy w ukadzie pomiarowym musimy szybko wytworzy sygna o znanej czstotliwoci i amplitudzie, lub sprzc nasze urzdzenie z innyym urzdzeniem klasy DAQ2 lub innym systemem pomiarowym.

6 Interpretery protokoów cyfrowych ScopeLogicDAQ posiada wbudowany programowy modu analizatora protokoów sygnaów cyfrowych (ang. Interpreter ), który powizany z funkcj rejestratora pozwala na ledzenie rejestrowanych sekwencji sygnaów i wywietlanie ich w okrelonym formacie transmisji. Funkcja interpretera jest bardzo pomocna przy analizie poprawnoci przesyanych danych podczas pracy z rónymi standardami protokoów. Dostpne s nastpujce rodzaje interpreterów sygnaów: Typ interpretera BUS STATE ANALYZER SPI RS-232 I2C Charakterystyka Interpreter magistrali równolegej jest najbardziej podstawowym rodzajem interpretera i pozwala na analiz grupy sygnaów wejciowych oraz wywietlanie ich stanu w okrelonym formacie (HEX, BIN, ASCII). Uytkownik posiada moliwo zgrupowania z sob grupy linii, przypisania im nazwy oraz nadania koloru. Interpreter do analizy stanów w automatach cyfrowych. Uytkownik posiada moliwo przyporzdkowania dowolnym stanom cyfrowym okrelonych wartoci tekstowych lub liczbowych w celu ich atwej identyfikacji. Interpreter protokou SPI: - Moliwo analizy sygnau Chip Select - Aktywny poziom niski lub wysoki - Zbocze sygnau zegarowego: narastajce lub opadajce - Konfigurowana kolejno bitów oraz ugo sowa: 4-16 bitów. Interpreter protokou RS-232: - Prdko transmisji: 110, 300, 600, 1200, 2400, 3600, 4800, 7200, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, , , , Ilo bitów danych: 4,5,6,7,8 - Ilo bitów stopu: 1, 1.5, 2 - Parzysto: even, odd, mark, space, none - Tryb wywietlania: HEX, DEC, ASCII. Interpreter protokou I2C: - Moliwo wyboru trybu adresowania: 7/10

7 1-WIRE PULSE COUNTER bits, 8 bits with R/W - Interpretacja danych w formatach HEX, DEC, ASCII - Funkcje dodatkowe uatwiajce analiz transmisji: Ignore NACK errors, Show incomplete data, Ignore restart conditions, Ignore stop while data interpreting. Interpreter protokou 1-Wire: - Interpretacja danych w formatach HEX, DEC, ASCII - Moliwo pracy w trybie Bit only interpretation - Funkcja Over drive. Interpreter liczcy ilo zboczy opadajacych lub narastajcych na danym kanale cyfrowym. - Interpretacja danych w formatach HEX, DEC, ASCII Interpretery kolejnych protokoów cyfrowych s w przygotowaniu. B one udostpnianie sukcesywnie wraz z kolejnymi aktualizacjami oprogramowania. Oprogramowanie Oprogramowanie DAQ2 posiada ergonomiczny i konfigurowalny interfejs uytkownika za porednictwem którego uytkownik ma moliwo jednoczesnej pracy z kilkoma przyrzdami tej rodziny jednoczenie. Ma to szczególne znaczenie jeli system uruchamiany jest do rozbudowany. Kade z urzdze moe pracowa w niezalenych modach, oraz zawiera dowolne konfiguracje ustawie, które mog zosta zapisane w dowolnych plikach i w celu póniejszego uycia. Dodatkowo w ramach jednego podczonego urzdzenia, uytkownik moe je uruchamia w kilku dostpnych konfiguracjach. W przypadku ScopeLogicDAQ dostpne s nastpujce tryby pracy: Analog 2ch, digital 16ch, 1xRam size, max 200MHz - wejcia analogowe: 2, wejcia cyfrowe: 16, maksymalna czstotliwo próbkowania do 200MHz Analog 2ch, 2xRam size, max 200MHz - wejcia analogowe: 2, maksymalna czstotliwo próbkowania 200MHz, podwojona dugo wewntrznej pamici RAM Digital 16ch, 2xRam size, max 400MHz - wejcia cyfrowe: 16, maksymalna czstotliwo próbkowania 400MHz, podwojona dugo wewntrznej pamici RAM PG 16ch, analog 2ch, 1xRam size, max 200MHz - wejcia analogowe: 2, wyjcia cyfrowe (Pattern generator): 16, maksymalna czstotliwo próbkowania do 200MHz PG 8ch, analog 2ch, digital 8ch, 1xRam size, max 200MHz - wejcia analogowe: 2, wyjcia cyfrowe (Pattern generator): 8, wjecia cyfrowe: 8, maksymalna czstotliwo próbkowania do 200MHz

8 Oprogramowanie DAQ2 posiada do dyspozycji bardzo ergonomiczny zestaw kursorów pomiarowych, dziki którym mona dokonywa rónych pomiarów na osi poziomej lub pionowej wykresu zawierajcego rejestrowany sygna. Parametry techniczne przyrzdu Parametry techniczne przyrzdu Czstotliwoci próbkowania Wejcia analogowe Wejcia cyfrowe Wyjcia cyfrowe Bufor danych Wejcie zegara Zasilanie Wymiary zewntrzne Skad zestawu 400MHz*, 200MHz, 100MHz, 50MHz, 20MHz, 10MHz, 5MHz, 2MHz, 1MHz, 500kHz, 200kHz, 100kHz, 50kHz, 20kHz, 10kHz, 5kHz, 2kHz, 1kHz, 500Hz, 200Hz * dotyczy tylko kanaów cyfrowych 2 kanay analogowe zakresy pomiarowe: 2V/dz, 1V/dz, 500mV/dz, 200mV/dz, 100mV/dz, 50mV/dz, (z sond 1:1) maksymalny zakres pomiarowy: 20V (sonda 1:1) przetwornik 8-bitowy pasmo toru analogowego: 100MHz typ wejcia: AC lub DC impedancja wejciowa: 1MOhm, 15pF 16 kanaów, dopuszczalny zakres napi wejciowych: -25V/Imax=100mA, +25V/Imax=100mA 16 kanaów, poziom wyjciowy jedynki logicznej 3.3V lub 2.5V, prd wyjciowy 12mA na kana Regulowany: 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768, 65536, , *, *, *, * próbek * dostpne po rozszerzeniu pamici Próbkowanie sygnaów cyfrowych z wykorzystaniem zewntrznego sygnau zegarowego (wyprowadzenie AUX). Maksymalna czstotliwo zegara zewntrznego: 50MHz. Zasilacz zewntrzny 5V/1A Szeroko: 117mm, dugo: 143mm, wysoko: 30mm Przyrzd ScopeLogicDAQ, komplet kocówek pomiarowych dla sygnaów cyfrowych, zasilacz, kabel USB, pyta CD z oprogramowaniem