В первой части этого обзора мы хотим подробнее познакомить Вас с двухканальным цифровым осциллографом смешанных сигналов с цифровым анализатором RIGOL DS1102D.
Компании, выпускающие измерительную технику, в первую очередь привлекают внимание к своим передовым разработкам, обладающим самыми достижимыми на данный момент характеристиками. Обычно такая техника имеет высокую цену и на первых порах рассчитана на узкий круг потребителей. Несмотря на распространённые сейчас высокоскоростные электронные схемы, работающие на гигагерцах, большинству пользователей цифровыми осциллографами вполне достаточно полосы пропускания 100 МГц. В ближайшем будущем такое оборудование будет составлять основу ремонтных парков, и актуальность его продержится еще не один год.
За короткое время в группу мировых лидеров по производству цифровых осциллографов пробилась китайская компания RIGOL. Успехи её разработок и качество продукции впечатляют. А ещё больше в товарах этой компании привлекает цена. Ни в чём не уступая мировым грандам, таким как Agilent Technologies и Tektronix, компания RIGOL поражает своей ценовой политикой.
В апреле 2006 г. компания RIGOL анонсировала выпуск новой серии цифровых осциллографов DS1000. Целью компании, при производстве моделей этой серии было создание цифровых осциллографов начального уровня, максимально отвечающих запросам пользователя и при этом имеющих доступную цену. Кроме этого, компания RIGOL предлагает вариант цифрового осциллографа со встроенным 16-канальным логическим анализатором.
О цифровых осциллографах сказано уже немало. Принципы работы, основные характеристики, сферы применения цифровых осциллографов — обо всем этом можно почитать на сайте rigol.com.ua.
Двухканальные цифровые осциллографы позволяют проверить фазу сигнала, взятого в качестве опорного, по отношению к другому сигналу. Работа в режиме вертикального и горизонтального отклонения позволяет визуализировать электрические процессы. Следует также обратить внимание на возможность синхронизации исследуемого сигнала по частоте строки или развёртки.
Цифровой осциллограф смешанных сигналов RIGOL DS1102D предназначен для выполнения некоторых более специфических измерений. Чтобы получить результаты, представляющие интерес, его полоса пропускания составляет 100 МГц. Цифровой осциллограф RIGOL DS1102D позволяет выявить непериодические или случайные явления, выполняет автоматические измерения, математические действия с сигналами и много других функций. Следует отметить, что цифровой осциллограф RIGOL DS1102D можно подключить к принтеру или компьютеру для сохранения некоторых результатов измерений.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА RIGOL DS1102D
| Полоса пропускания | 100 МГц |
| Частота дискретизации в реальном времени | 1 Гвыб./с |
| Эквивалентная частота дискретизации | 25 Гвыб./с |
| Время нарастания | 3,5 нс |
| Входной импеданс | 1 МО ±2% |
| Время горизонтальной развертки | 1 нс/дел до 50 с/дел |
| Дисплей | 5.6″ TFT (64k, цветной LCD), 320×234 |
| Каналы | 2 канала + внешний запуск |
| Объем памяти | 1 M слово/на канал |
| Чувствительность по вертикали | 2 мВ/дел — 10 В/дел |
| Разрешение по вертикали | 8 бит |
| Режим входа А1 и А2 | DC, AC, земля |
| Режимы запуска | По фронту, видео, по длине импульса, задержка, внешняя синхронизация |
| Режимы запуска — развертки | Авто, нормальный, однократный |
| Погрешность измерения временных интервалов | ±0.01% |
| Максимальное входное напряжение | 400 В (DC + AC пик, (1 МОм входной импеданс 10Х), 5 В (Вскз, 50 Вт входной импеданс, BNC) |
| Математические функции | Сложение, вычитание, умножение, деление, быстрое преобразование Фурье (БПФ) |
| Автоматические измерения | B пп, Вамп, Вмакс, Вмин, Вверх, Внижн, В avg , Brms , отриц. выброс, положит. выброс, частота, период, время нарастания, время спада, позитивная длительность, негативная длительность, положит. коэффициент заполнения, отрицат. коэффициент заполнения, задержка… |
| Курсорные измерения | Режимы: ручной, слежения и автоматических измерений |
| Хранение произведенных измерений | 10 осциллограмм и предварительных настроек |
| Напряжение-питание / потребляемая мощность | 100-240 В, 40 — 440 Гц. САТ II. / 50 Вт макс. |
| Вес | 2,4 кг |
Особенности цифрового осциллографа RIGOL DS1102D
Частота дискретизации цифрового осциллографа RIGOL DS1102D
Огромным достоинством цифрового осциллографа RIGOL DS1102D является хороший баланс между частотой дискретизации и полосой пропускания входного тракта. При частоте дискретизации равной 400 Мвыб./с полоса пропускания составляет 100 МГц. В лучшем случае эти параметры должны отличаться минимум в два раза, и чем больше разница, тем лучше. Не все производители бюджетных цифровых осциллографов обеспечивают выполнение этого важного требования. Если пренебречь этим условием, то появятся ошибки в отображении сигнала после его интерполяции, так как на вход АЦП будут попадать более высокочастотные сигналы.
Память цифрового осциллографа RIGOL DS1102D
Важным параметром цифрового осциллографа является глубина его буфера памяти. Для двухканального цифрового осциллографа RIGOL DS1102D глубина памяти UltraZoom составляет 1 мегаслово на один канал. При работе двух каналов она равномерно распределяется между ними, обеспечивая весьма комфортную работу и возможность подробно исследовать сложные сигналы. Глубина памяти цифрового осциллографа RIGOL DS1102D не влияет на скорость его работы.
Поиск вырожденных сигналов
Бюджетные цифровые осциллографы, хотя и пользуются преимуществом по сравнению с аналоговыми, еще не в состоянии полностью их заменить. Часто они не справляются с отображением сигналов сложной формы, таких как видеосигналы. У большинства недорогих цифровых осциллографов яркость точки отображаемой осциллограммы не зависит от вероятности нахождения сигнала в этой точке, поэтому они не подходят для поиска вырожденных сигналов. Компания RIGOL устранила этот недостаток в цифровых осциллографах серии DS1000. Для достижения оптимального отображения сигнала, цифровой осциллограф RIGOL DS1102D позволяет регулировать дополнительно яркость луча.
Регулируемый уровень синхронизации
Регулируемый уровень синхронизации позволяет ограничить влияние шумов на стабильность развертки. В цифровом осциллографе RIGOL DS1102D пороговая чувствительность синхронизации задается пользователем в диапазоне от 0,1 деления до 1,0 деления шкалы. Благодаря попеременному режиму развертки цифровой осциллограф RIGOL DS1102D позволяет наблюдать на экране одновременно два несинхронизированных сигнала.
USB-интерфейс цифрового осциллографа RIGOL DS1102D
Двухканальный цифровой осциллограф RIGOL DS1102D обладает «продвинутым» USB-интерфейсом, который обеспечивает пользователя всеми возможностями USB, необходимыми для полноценной работы:
- USB-порт на задней панели для подключения к компьютеру позволяет ему считывать данные для обработки и управлять режимами работы цифрового осциллографа
- USB-порт на передней панели позволяет подключать флеш-носители для записи осциллограмм или выводить данные на принтер.
Менеджер файлов цифрового осциллографа RIGOL DS1102D работает со стандартной файловой системой FAT или FAT32.
Оцифровка входного сигнала
Цифровой осциллограф RIGOL DS1102D оцифровывает сигналы в двух режимах (на выбор пользователя):
- в режиме реального времени
- в эквивалентном режиме
Встроенный в цифровой осциллограф RIGOL DS1102D Pass/Fail фильтр вместе с редактором масок позволяют легко регистрировать отклонения сигнала от заданных параметров, а оптронная гальваническая развязка Pass/Fail-выхода гарантирует высокую защиту от индустриальных помех и простоту подключения к управляющим устройствам. Цифровой осциллограф RIGOL DS1102D производит запись в память до 1000 фреймов сигнала. Эту запись можно запустить сигналом Pass/Fail, таким образом обеспечивая автоматическую регистрацию всех аномальных сигналов без вмешательства пользователя.
Режими цифрового осциллографа Rigol DS1102D
Управление двухканальным цифровым осциллографом Rigol DS1102D
Кнопки и регуляторы на панели управления цифрового осциллографа RIGOL DS1102D разделены по зонам, соответственно с их назначением. Они подписаны, что помогает быстрее ориентироваться при работе с цифровым осциллографом. Активная кнопка подсвечивается. При удержании клавиши в нажатом состоянии более 3 секунд на дисплей выводится подсказка о выполняемой ею функции на английском или китайском языках.
Аналоговые сигналы можно выводить на дисплей либо по одному, либо оба вместе. Для этих сигналов отдельно выводится информация о масштабе амплитуды и общий масштаб периода, а также время смещения момента запуска. Прибор позволяет записывать сигнал в память, останавливать и рассматривать его на дисплее, а также определять его параметры. Также можно подрегулировать картинку на экране для сохранения в память скриншота дисплея, в формате *.bmp.
Регулировка развертки сигнала по временной оси осуществляется параллельно для двух каналов. Масштабирование величины сигнала по двум каналам можно выполнять раздельно.
Режим цифрового анализатора
Головка для логических сигналов представляет собой модуль, с одной стороны подключаемый к входу цифрового анализатора с помощью шлейфа, с другой к контрольным точкам схемы.
Щуп для контактов цифрового анализатора снабжен захватом, который появляется при нажатии. Все входы пронумерованы от 0 до 15.
16-канальный цифровой анализатор позволяет выводить на экран одновременно от 1 до 16 сигналов.
Это дает возможность одновременно следить за входными и выходными сигналами электронных схем, проверять или отлаживать схемы, содержащие встроенные 8- или 16-разрядные микроконтроллеры, цифровые процессоры сигналов, ПЛИС, АЦП, ЦАП. Для того, чтобы понять как работает незнакомое цифровое устройство, или для проверки неисправной микросхемы это очень практичная опция.
В режиме цифрового анализатора (LA) есть возможность задействовать любое количество входов. В любой момент необходимый канал можно программно отключать или подключать, а также перемещать на дисплее относительно друг друга.
С цифровым осциллографом RIGOL DS1102D поставляется программа Ultrascope. С её помощью на монитор компьютера можно выводить картинку с осциллографа и параметры сигналов. По сути это те же опции, что есть и в самом осциллографе, только для сохранения на компьютер гораздо удобнее пользоваться программой.
Как видно панель управления на экране такая же, как и в самом осциллографе. После установки соединения с осциллографом управлять им можно будет только с компьютера.
Режим аналоговых измерений
Измерительные щупы цифрового осциллографа RIGOL DS1102D
Все зажимы измерительные кабелей должны быть в безупречном состоянии, а сами кабели должны быть идеально изолированы. Двухканальный цифровой осциллограф RIGOL DS1102D снабжен двумя щупами с делительной головкой 10:1. Для неискаженного воспроизведения наблюдаемых процессов в цифровом осциллографе RIGOL DS1102D применяются измерительные щупы, имеющие полосу пропускания не менее 100 МГц.
Измерительные щупы должны быть согласованы с входом цифрового осциллографа. Двухканальный цифровой осциллограф RIGOL DS1102D снабжен генератором калиброванных прямоугольных сигналов частотой 1 КГц и амплитудой 300 мВ. При подключении измерительного щупа к выходу генератора, регулировка чувствительности осциллографа осуществляется таким образом, чтобы была возможность правильно измерить амплитуду сигнала генератора. Наблюдение за фронтами и уровнями напряжения прямоугольного сигнала, выведенными на экран, позволяет проверить частотную характеристику измерительного щупа. При возникновении сомнений в правильности работы щупа эта простая манипуляция позволяет также проверить исправность измерительного щупа: в этом случае прямоугольный сигнал встроенного в осциллограф генератора больше не появляется на экране.
В случае, когда нужно добиться наиболее правильного изображения меандра на экране цифрового осциллографа, регулируется подстроечный конденсатор пробника, при помощи специальной пластмассовой отверткой или другого неметаллического инструмента.
Проверка формы сигнала на осциллограмме
 |
 |
 |
| Перекомпенсация | Правильная компенсация | Недокомпенсация |
К щупам цифрового осциллографа RIGOL DS1102D прилагаются насадки:
