Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2015
Electronics Engineering Herald
Когда компания National Instruments разработала свой первый виртуальные прибор, она создала новый рынок и помогла многим разработчикам оценить возможности использования персонального компьютера в качестве платформы для испытаний и измерений. Доступность ПК для каждого разработчика стала в то время движущей силой рынка, позволившей превращать ПК или ноутбук в основу контрольно-измерительной платформы с недорогими аппаратными и программными средствами сбора данных. Теперь, помимо преуспевшей в этой области National Instruments, на рынке появилось множество других мелких компаний, предлагающих USB устройства сбора данных, которые называются USB/ПК осциллографы.
Но сегодня у большинства разработчиков электроники есть смартфоны, и для них было бы в порядке вещей использовать свой смартфон если не в качестве контрольно-измерительной платформы, то хотя бы для отображения полученных данных. Это открывает новое направление в развитии виртуальных приборов.
Аппаратура для сбора данных в сочетании с вычислительной платформой может быть сделана очень компактной, с размерами меньше кредитной карты.
Эта концепция породила два интересных виртуальных прибора, доступных сегодня на рынке. Речь идет о SmartScope компании LabNation и Red Pitaya. Оба проекта являются открытыми (open source), и разработаны на основе ПЛИС компании Xilinx. Отображаемую на мобильном телефоне частоту сигнала и амплитуду можно изменять с помощью обычного сенсорного интерфейса, благодаря чему отпадает необходимость во вращающихся ручках.
SmartScope компании LabNation
SmartScope стоит около 200 долларов США. В зависимости от имеющейся в комплекте дополнительной внешней периферии, цена может незначительно варьироваться как в меньшую, так и в большую сторону.
 |
 |
| SmartScope. |
SmartScope может получать питание через подключенный к смартфону кабель USB или через внешний источник питания USB. SmartScope может выполнять функции не только осциллографа, но также логического анализатора и генератора сигналов.
SmartScope поддерживает различные операционные системы, включая Linux, iOS, Android и Windows. Однако при подключении к любой из них могут возникнуть затруднения. SmartScope может быть распознан в случае, если вы установите джейлбрейк-патч на свое устройство iOS (iPhone и iPad). А в случае с Android вы должны проверить, поддерживает ли ваш телефон USB OTG. Но с большинством последних телефонов на базе Android таких проблем быть не должно. И все же, мы настоятельно рекомендуем вам уточнить детали на веб-сайте [1].
Red Pitaya
Red Pitaya стоит дороже, но зато не заставит вас испытывать неудобства, с которыми можно столкнуться, начиная работу с SmartScope. Хотя по большинству параметров прибор Red Pitaya схож со SmartScope, к нему предлагаются приложения для смартфонов, которые могут быть скачаны из облака для конкретного применения. Вы также можете разрабатывать и свои собственные приложения. Red Pitaya основана на ПЛИС Xilinx Zynq, а в SmartScope используется Spartan компании Xilinx. Использование современных ПЛИС делает реконфигурацию обоих устройств максимально простой. Программисты ПЛИС могут применить свои навыки для улучшения характеристик этих приборов.
 |
| Red Pitaya. (Фото Reichelt Elektronik). |
Red Pitaya работает как веб-сервер, доступ к которому можно получить с любого подключенного к Интернету компьютера или смартфона, введя IP-адрес в веб-браузере. Red Pitaya можно подключить к сети либо с помощью сетевого кабеля, либо через Wi-Fi. Для питания устройства, а также для соединения его с другой консолью, предусмотрен порт microUSB. Система поставляется с предустановленной ОС Linux, блоком питания, разъемами BNC и щупами. Благодаря наличию собственной конфигурации DHCP, настройка Red Pitaya не составляет труда. Имеется также возможность ручной настройки. На поставляемой с прибором карте SD имеется все необходимое программное обеспечение, однако не вызовет никаких затруднений и загрузка с собственной карты.
Список доступных в настоящее время приложений включает в себя осциллограф, генератор сигналов, анализатор спектра, LCR-метр и многое другое. Загружать их также просто, как и любые приложения для смартфонов; для этого нужно посетить сайт [2].
Также имеется возможность импортировать данные из MATLAB, или, наоборот, экспортировать их в MATLAB.
Радиолюбителям или студентам, которые хотят создать лабораторию на собственном столе и не нуждаются в полосе пропускания выше 50 МГц, дорогостоящие осциллографы лучше не приобретать.
Red Pitaya на $200 дороже, чем Smartscope, что составляет примерно 370-470 долларов США.
Характеристики SmartScope:
- Полоса пропускания: 45 МГц (–3 дБ)
- Частота дискретизации: 2 × 100 млн. выборок в секунду
- Количество каналов: 2
- Максимальная позиция предзапуска: 16×(полная шкала)
- Максимальная задержка запуска: полная шкала
- Максимальный масштаб по вертикали: 10 В/дел ±35 В
- Минимальный масштаб по вертикали: 20 мВ/дел
- Диапазон: ±35 В
- Вход синхронизации: открытый/закрытый
- Точность: 8 бит
- Входной импеданс: 1 МОм || 10 пФ
- Количество осциллограмм: 200 осциллограмм в секунду
- Задержка при передаче данных хосту: менее 10 мс
- Глубина выборки: до 4 млн. точек
- Внешняя синхронизация: есть
Для получения дополнительной информации посетите [3].
Характеристики Red Pitaya:
- Радиочастотные входы
- Количество каналов: 2
- Полоса пропускания: 50 МГц (–3 дБ)
- Частота дискретизации: 125 млн. выборок в секунду
- Разрядность АЦП: 14 бит
- Вход синхронизации: открытый
- Входной уровень шума: менее 119 дБм/Гц (D)
- Входной импеданс: 1 МОм || 10 пФ (A, B)
Более подробную информацию о Red Pitaya можно найти на странице [4].
Ссылки
