Д.А. Серков, ЗАО «ПриСТ»
В статье рассмотрены технические характеристики и особенности USB-осциллографа АКИП-4106, который совмещает два функциональных типа приборов: цифровой запоминающий осциллограф и анализатор спектра. Портативность и отличные технические возможности прибора делают его прекрасным выбором, как для любителей, так и для профессионалов.
Конструктивные особенности. АКИП-4106 и АКИП-4106/1 представляют собой цифровые запоминающие одноканальные осциллографы (ЦЗО) реального времени на базе ПК с полосами пропускания 10 МГц и 25 МГц соответственно, которые идеально подходят всем специалистам, кто ищет легкий в использовании, недорогой и главное ультракомпактный осциллограф.
USB-осциллографы имеют эргономичный дизайн: конструкция карандашного типа (рис. 1) с соединительным кабелем 2 м. Компактный моноблочный корпус совмещен со встроенным щупом-пробником. Одновременно с включением осциллографа по шине USB включается светодиодный фонарик на конце измерительного щупа для подсветки рабочей зоны, благодаря которому можно подключиться к намеченной точке печатной платы даже в труднодоступных или слабоосвещенных местах. Для экономии электроэнергии (актуально при работе с ноутбука) фонарик можно отключить в настройках программного обеспечения. Входной импеданс составляет 1 МОм (± 2 %) / (20 ± 3) пФ. Вес осциллографа всего 100 г. Управление по интерфейсу USB 2.0 (совместимо с USB 1.1).
Рис. 1. Осциллограф АКИП-4106 с комплектом измерительных аксессуаров
Осциллографы выполнены на базе 8 битного АЦП с частотой дискретизации 50 МГц у модели АКИП-4106 и 100 МГц у АКИП-4106/1. Программно-аппаратная реализация обеспечивает: длину записи 8 кБ/24 кБ, более 10 видов автоматических измерений параметров входного сигнала, курсорные измерения (Δt, ΔV), память для сохранения осциллограмм (1000 ячеек, запись и вызов), математическую обработку (5 функций), режим XY.
Питание осциллографов осуществляется от ПК по шине USB, поэтому приборы получились легкими и удобными для портативного применения. Игла-наконечник пробника является съемной и при необходимости может быть легко заменена при износе, поломке или утере. В комплекте поставки переходник-адаптер, позволяющий зафиксировать корпус осциллографа и подключиться, например, к генератору сигналов или другому тестируемому устройству, имеющему стандартный выход (BNC-мама).
Благодаря технологии plug-and-play работать с осциллографом АКИП-4106 очень просто: достаточно подключить осциллограф в USB порт и можно начинать его эксплуатацию, без каких либо дополнительных источников питания, делителей и сложных процедур установки.
Работа с осциллографом производится всего одной рукой при помощи единственной кнопки «Автонастройка». Для включения прибора достаточно нажать эту кнопку, которая предназначенная для автоматической установки размеров изображения и выбора наиболее оптимального режима работы схемы синхронизации (параметров развертки, запуска и коэффициентов отклонения), что обеспечивает устойчивое отображение входного сигнала на экране ПК.
Программное обеспечение (ПО)
У современных USB-осциллографов при достаточно близких технических характеристиках и примерно одинаковой элементной базе основные отличия лежат в области возможностей ПО. USB-осциллографы АКИП выделяются на общем фоне богатыми возможностями по измерениям и анализу сигналов, продуманным русскоязычным интерфейсом.
ПО поставляется в комплекте с осциллографом и обеспечивает работу прибора в трех режимах: осциллограф, послесвечение и анализатор спектра. ПО позволяет использовать ПК для просмотра, обработки захваченных сигналов в реальном времени, с последующим сохранением данных в различных форматах и возможностью их распечатки. В порядке технической поддержки пользователю доступны бесплатные обновления ПО на сайте www.prist.ru в разделе поддержка. Кроме того, уже сейчас возможно скачать демонстрационную версию программного обеспечения к осциллографам АКИП, которое позволит без подключенного прибора оценить достоинства ПО.
Ресурсы программного обеспечения АКИП позволяют одновременно выполнять тестирование различных устройств и проводить измерение различных параметров сигнала в рамках одного окна.
Функциональные возможности:
- Сбор и представление данных: цифровой запоминающий осциллограф, анализатор спектра во всей ПП, режим цифрового послесвечения (persistence) для квазианалогового отображения нестабильностей во входном сигнале.
- Математика с осциллограммами: – суммирование, вычитание, умножение, инверсия (1/х) или задание пользовательских операндов с использованием арифметических, экспоненциальных и тригонометрических функций.
- Автоматические измерения:
- Режим осциллографа: переменное СКЗ, время цикла, постоянное среднее, скважность, соотношение спада, частота, время спада, длительность положительного импульса, длительность отрицательного импульса, максимум, минимум, пик-пик, время нарастания, соотношения нарастания, СКЗ.
- Режим анализатора спектра: частота на пике, амплитуда на пике, средняя амплитуда на пике, суммарная мощность, гармонические искажения %, гармонические искажения DB, гармонические искажения плюс шум, побочный свободный динамический диапазон, SINAD, отношение сигнал/шум (SNR), интермодуляционные искажения (IMD).
- Представление и экспорт данных – сохранение и вывод на ПК файлов в формате CSV, TXT, BMP, GIF, PNG, MAT.
Выполнение автоматических измерений при использовании осциллографа АКИП-4106 является необычайно легким. Благодаря интегрированной программно-аппаратной системе в меню доступно большое количество видов измерений. Используя меню «Измерения» пользователь может задать вычисление требуемого параметра и в окне программы АКИП автоматически отобразится его значение в соответствующей строке таблицы (см. рис. 2).
Рис. 2. Измерительное ПО АКИП-4106 (в нижней части окна таблица автоматических измерений;
над осциллограмой таблица курсорных измерений)
Применяя встроенные режимы статистической обработки доступно задать: усреднение, стандартное отклонение, максимум и минимум каждого из измеряемых параметров - как текущее значение на экране. Такая функциональность неоценима для тестирования при производстве продукции и для задач настройки и анализа новых устройств при их разработке.
Пользователь может также применить при необходимости фильтрацию входного сигнала (дополнительный фильтр НЧ) для некоторых видов измерений, и задать пороговые значения при измерении скорости нарастания и спада (крутизны).
Для измерений в конкретном месте осциллограммы пользователь может воспользоваться линейками измерений (курсоры точки измерений). Чтобы подтянуть вертикальную или горизонтальную измерительную линейку на требуемую точку экрана или одним движением изменить положение отображаемого сигнала относительно масштабной сетки достаточно воспользоваться манипулятором-мышью. Курсорные линии (2 вертикальных и 2 горизонтальных) отобразят Δ-значение по оси амплитуды и времени/частоты – соответственно (см. рис. 2).
В осциллографах, кроме линейной интерполяции, при необходимости может использоваться интерполяция Sin x/х, что значительно улучшает качество отображения сигналов с шириной спектра, близкой к граничной частоте полосы пропускания. Применение интерполяции обеспечивает достоверное наблюдение однократного сигнала во всей полосе входных частот для каждого осциллографа.
Применение АКИП-4106 и АКИП-4106/1 позволит превратить ноутбук или настольный ПК в цифровой осциллограф, анализатор спектра или лабораторный измеритель. Компактный и простой он может стать незаменимым помощником инженерам, которые периодически сталкиваются с необходимостью проведения оперативных и точных измерений в полевых условиях. В сочетании с широкими ресурсами ПО осциллографы АКИП способны успешно конкурировать даже со стационарными осциллографами.
По совокупности характеристик, функциональности и ценовому критерию портативные USB-осциллографы АКИП могут быть востребованы в различных областях и приложениях, связанных с контролем, производством и ремонтом электронного оборудования.
