Компания "Академлайн"::база знаний::статьи и обзоры::от DSO к DPX через DPO

Что такое DSO, DPO и DPX в осциллографии.

Выбирая тип цифрового осциллографа очень важно понимать вид применяемой в данном приборе технологии преобразования измеряемого сигнала, т.к. это понимание помогает адекватно оценивать результаты измерений. В аббревиатурах DSO, DPO и DPX как раз и зашифрованы эти технологии.

Для их рассмотрения необходимо понимать недостатки и достоинства аналоговых осциллографов реального времени (АОРВ). Например, во время обратного хода луча АОРВ теряют часть информации о сигнале. Однако, градации яркости картинки на экране АОРВ позволяют судить о частоте возникновения тех или иных событий, а так же легко отображать сложные, например модулированные сигналы. То есть картинка на экране АОРВ обновляется очень часто и сигнал отображается в трех измерениях- времени, амплитуде и распределении амплитуды по времени.

В свою очередь, цифровые запоминающие осциллографы (ЦЗО) или по- английски DSO (Digital Sampling Oscilloscope) не могут точно воспроизводить динамические, сложные сигналы, пропускают значительную часть информации и отображают ее с запаздыванием. Кроме того, двумерное представление информации не позволяет определить частоту возникновения событий. То есть ЦЗО не могут показывать градуированное по яркости изображение. Это проблема частично решается за счет пост-обработки данных, типа "persistence", но она требует сбора информации в течение некоторого периода времени, что исключает мгновенную реакцию на изменения сигнала.

Кроме этого, пост-обработка приводит к потере апериодических составляющих сигнала и делает невозможным исследование динамики его поведения. А именно эта информация и представляет, часто, основной интерес для проектировщиков. Эти недостатки вытекают из недостатков последовательной (однопроцессорной) архитектуры ЦЗО. На рис.1 приведена упрощенная блок-схема типичного ЦЗО.

Рис. 1

Поскольку процесс получения изображения в ЦЗО идет последовательно, то, очевидно, что до завершения построения изображения на экране прибора АЦП не воспринимает входную информацию и любые изменения сигнала в это время теряются. Таким образом, проблема улучшения потребительских свойств ЦЗО разбивается на две проблемы- улучшение системы отображения прибора или проблема получения на экране осциллографа градуированного по яркости изображения, и уменьшение потерь информации о сигнале или уменьшение времени "слепоты".

Одним из частичных решений второй проблемы стала разработка компанией Agilent Technologies (HP) технологии "MegaZoom". Действительно, если значительно расширить память ЦЗО и соответственно увеличить время непрерывного накопления информации о сигнале, то шансы обнаружить периодические и апериодические составляющие сигнала существенно увеличиваются. При этом анализ накопленной информации проводится в режиме off-line.

Однако объем памяти имеет физические ограничения и не может быть бесконечным, поэтому возникает необходимость использовать возможности системы запуска, а это подразумевает наличие информации о возможных артефактах, их форме, длительности и т.д. Примерно такова же идеология технологии "eXtreme" компании LeCroy, которая, предложила специальную организацию измерительной памяти ЦЗО, что позволило увеличить скорость ее работы.

Компания Tektronix пошла другим путем. Проблему потери информации о сигнале или уменьшения времени "слепоты" осциллографа была призвана решить технология "InstaVu™". Основной идеей этой технологии стало увеличение скорости захвата входного сигнала или уменьшение интервала времени между соседними запусками. Это достигается за счет применения параллельной (многопроцессорной) архитектуры.

При этом один процессор, подключенный к многомерной памяти для отсчетов, управлял только сбором информации, другой же- видеосистемой. Этот шаг позволил довести скорость захвата сигнала (частоту запуска) осциллографа до примерно 100.000 в секунду против нескольких тысяч (обычно, 2000…3000) у однопроцессорного ЦЗО. Рис.2 иллюстрирует влияние скорости захвата сигнала на потери информации.

Рис. 2

Однако первая проблема - отображения сигнала решалась гораздо хуже. В той или иной степени достижения в этой области сводились к улучшению в той или иной мере пост-обработки. В 1998 году Tektronix анонсировал новую технологию, получившую наименование DPX. DPX включала в себя две основные части- технологию сбора информации аналогичную "InstaVu™" и новую технологию отображения DPO (Digital Phosphor Oscilloscope).

Рис. 3

Применение последней позволило получить на экране цифрового осциллографа в реальном времени картинку очень похожую на картинку на экране АОРВ за счет цифровой эмуляции работы люминофора ЭЛТ. Причем следует заметить, что изображение формируется именно в реальном времени, а не за счет накопления информации и ее пост-обработки. Упрощенная блок-схема осциллографа DPO приведена на рис.3, а DPX- на рис.4.

Рис. 4

Теперь покажем, что же именно дает технология DPX потребителю. Сначала проиллюстрируем (см. рис. 5) качество отображения обычного видео сигнала АОРВ, ЦЗО и осциллографом DPO.

Рис. 5

Далее покажем, что дает высокая скорость захвата входных сигналов. На входы осциллографов DPX (слева) и ЦЗО (справа) подается один и тот же сигнал, содержащий помехи. Снимок с экрана сделан, через 60 секунд после начала эксперимента (см. рис.6).

При этом параметры помех считаются неизвестными, и система синхронизации настроена на запуск по переднему фронту. Единственное, чем отличается настройка приборов- это тем, что система отображения DPO установлена в режим "бесконечного послесвечения". Результат- налицо. На левом рисунке помеха выделена красным цветом.

Рис. 6

Таким образом, резюмируя вышеизложенное, можно утверждать, что технология DPX и ее составляющая часть DPO- не просто очередное улучшение традиционных осциллографов. Это новое направление в их развитии. Уникальные возможности DPХ уже завоевали популярность проектировщиков.

Лучшие приборы:

Осциллографы DPO-3000

Новые осциллографы серии DPO3000 обеспечивают поддержку запуска и декодирования для самых популярных последовательных шин, используемых при проектировании встроенных систем. Кроме того, осциллографы этой серии обладают стандартной длиной записи 5 МБ и используют популярное средство навигации и поиска Wave Inspector™, которое упрощает поиск нужных событий. Новый портативный прибор DPO3000 упрощает отладку и устанавливает новые стандарты эффективности, цены и удобства пользования. В модельном ряду двухканальные и четырехканальные осциллографы с полосой пропускания от 100 до 500 МГц.
Металлоиcкатель ACE-250

Грунтовый металлоискатель ACE-250 предназначен для поиска металлических объектов. Имеет режим дискриминации целей, что позволяет производить поиск избирательно: монеты, золото, серебро, кольца и т. п. Он оснащен такими функциями, как установка чувствительности, исключение из поиска нежелательных объектов, а также имеет режим пин-поинтинга, в котором вы можете легко отыскать обнаруженный объект в земельном отвале. Этот простой и понятный прибор идеально подойдет тем, кто решил перенести поиск на пляж. Фиксированная настройка на грунт обеспечит спокойную работу на большинстве видов почв.
Токовые клещи АТК-4001

Этот прибор не только токовые клещи, измеряющие ток в цепи бесконтактным методом! Основным его достоинством является возможность измерения сопротивления без разрыва цепей заземления. Больше не нужно демонтировать электрооборудование, чтобы произвести замеры сопротивления. Кроме измерения сопротивления заземления, АТК-4001 позволяет измерять ток утечки и производить бесконтактную прозвонку цепи.