Комбинированный цифровой осциллограф Tektronix MDO3052 является высокоэффективным инструментом для проектирования и отладки комплексных радиоэлектронных систем. Осциллограф цифровой Tektronix MDO3052 объединяет в себе шесть приборов: анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, логический анализатор, анализатор протоколов и цифровой вольтметр/частотомер. Осциллограф цифровой Tektronix MDO3052 можно конфигурировать под собственные задачи и обновлять. Предусмотрена возможность добавления функций и выбора характеристик, которые необходимы в данный момент или могут понадобиться позже. Разнообразие функций, заложенных в цифровом осциллографе Tektronix MDO3052, позволяет ускорить каждый этап отладки – от быстрого обнаружения и захвата аномалий до поиска в записи осциллограммы интересующих событий, анализа характеристик событий и поведения исследуемого устройства.
Приведенные характеристики относятся ко всем моделям, если не указано иное.
|
Параметр | MDO3052 |
|---|---|
| Число аналоговых каналов | 2 |
| Аналоговая полоса пропускания | 500 МГц |
| Время нарастания
(скорость развертки 10 мВ/дел. при входной нагрузке 50 Ом) | 800 пс |
| Частота дискретизации (1 канал) | 2,5 Гвыб./с |
| Частота дискретизации (2 канала) | 2,5 Гвыб./с |
| Частота дискретизации (4 канала) | - |
| Длина записи (1 канал) | 10 млн. точек |
| Длина записи (2 канала) | 10 млн. точек |
| Длина записи (4 канала) | - |
| Цифровые каналы с опцией MDO3MSO | 16 |
| Выходные сигналы генератора сигналов произвольной формы и стандартных функций с опцией MDO3AFG | 1 |
| Число каналов анализатор спектра | 1 |
| Стандартный диапазон частот анализатора спектра | от 9 кГц до 500 МГц |
| Диапазон частот анализатора спектра с опцией MDO3SA | от 9 кГц до 3 ГГц |
±2,0% при чувствительности 2 мВ/дел., увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C
±2,5% при чувствительности 1 мВ/дел., увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C
±3,0% при переменном коэффициенте усиления, увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C
Развязка между каналами Для двух любых каналов с одинаковой чувствительностью по вертикали – ≥100:1 на частоте ≤100 МГц и ≥30:1 на частоте от 100 МГц до верхней границы полосы пропускания Диапазон смещения(требуется опция MDO3MSO)
Число входных каналов 16 цифровых каналов (D15 – D0) Пороги Общая настройка для группы из 8 каналов Выбор значений порогов ТТЛ, КМОП, ЭСЛ, псевдо-ЭСЛ, определяется пользователем Диапазон значений порогов, настраиваемых пользователем от -15 В до +25 В Максимальное входное напряжение от -20 до +30 В Погрешность установки порога ±(100 мВ + 3% от установленного порога) Максимальный динамический диапазон входного сигнала 50 В пик.-пик. (зависит от установленного порога) Минимальный размах напряжения 500 мВ Входное сопротивление 101 кОм Входная емкость пробника 8 пФ Разрешение по вертикали 1 бит(требуется опция MDO3MSO)
Максимальная частота дискретизации (основной режим) 500 Мвыб./с (разрешение 2 нс) Максимальная длина записи (основной режим) 10 млн. точек Максимальная частота дискретизации (режим MagniVu) 8,25 Гвыб./с (разрешение 121,2 пс) Максимальная длина записи (режим MagniVu) 10 000 точек с центрированием относительно точки запуска Минимальная обнаруживаемая длительность импульса (тип.) 2 нс Сдвиг фаз между каналами (тип.) 500 пс Максимальная частота переключения входа 250 МГц (Максимальная частота синусоидального сигнала, точно воспроизводимого в виде меандра. Необходим короткий удлинитель земли в каждом канале. Это максимальная частота при минимальной амплитуде сигнала. При больших амплитудах можно получить большую частоту переключения.)модели MDO3022, MDO3024: 200 МГц
модели MDO3032, MDO3034: 350 МГц
модели MDO3052, MDO3054: 500 МГц
модели MDO3102, MDO3104: 1 ГГц
Все модели: 3 ГГц с опцией MDO3SA
Span MDO3012, MDO3014 models: 9 kHz – 100 MHzMDO3022, MDO3024 models: 9 kHz – 200 MHz
MDO3032, MDO3034 models: 9 kHz – 350 MHz
MDO3052, MDO3054 models: 9 kHz – 500 MHz
MDO3102, MDO3104 models: 9 kHz – 1 GHz
All models: 9 kHz – 3 GHz with option MDO3SA, in a 1-2-5 sequence
< -78 дБм (опорный уровень ≤ -15 дБм, нагрузка 50 Ом на РЧ входе)
На частоте 2,5 ГГц <-67 дБм На частоте 1,25 ГГц <-76 дБм Перекрёстные помехи в анализаторе спектра от каналов осциллографа частота на входе ≤800 МГц: < -60 дБ относительно опорного уровня (тип.) частота на входе от >800 МГц до 2 ГГц: < -40 дБ относительно опорного уровня (тип.) Фазовый шум на частоте 1 ГГц (немодулированный сигнал) 10 кГц < -81 дБн/Гц (< -85 дБн/Гц, тип.) 100 кГц < -97 дБн/Гц (< -101 дБн/Гц, тип.) 1 МГц < -118 дБн/Гц (< -122 дБн/Гц, тип.) Погрешность измерения уровня Опорный уровень от 10 дБм до -15 дБм. Входной уровень изменяется от опорного уровня на 40 дБм в сторону уменьшения. Спецификации без учета погрешности рассогласования. от +18 до +28 °C < ±1,2 дБм (< ±0,6 дБм, тип.) < ±2,0 дБм Погрешность измерения уровня при подключенном предусилителе TPA-N-PRE Режим предусилителя установлен на “Auto” (Автом.). От установленного опорного уровня 10 дБм до -40 дБм. Входной уровень изменяется от опорного уровня на 30 дБм в сторону уменьшения. Спецификации без учета погрешности рассогласования. от +18 до +28 °C < ±1,5 дБм (тип.) при любом состоянии предусилителя Выход за пределы рабочего диапазона < ±2,3 дБм (тип.) при любом состоянии предусилителя Погрешность измерения частоты ±(([погрешность опорной частоты] x [Частота маркера]) + (полоса обзора/750 + 2)) Гц; погрешность опорной частоты = 10х10-6 (10 Гц/МГц) Максимальный рабочий уровень входного сигнала +20 дБм (0,1 Вт) ±40 В пост.тока +33 дБм (2 Вт) <10 мкс, скважности <1 % и опорном уровене ≥ +10 дБм Максимальный рабочий входной уровень при подключенном предусилителе TPA-N-PRE Средняя долговременная мощность +20 дБм (0,1 Вт) Максимальный безопасный уровень постоянного напряжения ±20 В пост.тока Максимальная безопасная мощность (немодулир. сигнал) +30 дБм (1 Вт) Максимальная безопасная мощность (импульс) +45 дБм (32 Вт) при длительности импульса <10 мкс, скважности <1 %, опорном уровене ≥ +10 дБм Типы трасс в частотной области нормальная, усреднение, удержание максимума, удержание минимума Методы обнаружения положительный пик, отрицательный пик, усреднение, выборка Автоматические маркеры Идентификация от 1 до 11 пиков на основе значений регулируемого пользователем порога и двойного размаха. Ручные маркеры Два ручных маркера используются для индикации частоты, амплитуды, плотности шума и фазового шума Маркеры Считывание показаний в режиме "Absolute" или "Delta" Окна БПФ| Запуск по времени установки и времени удержания | Описание |
|---|---|
| Диапазон времени установки | от -0,5 нс до 1,024 мс |
| Диапазон времени удержания | от 1,0 нс до 1,024 мс |
| Диапазон суммы времен установки и удержания | от 0,5 нс до 2,048 мс |
Запуск по видеосигналам 480p/60, 576p/50, 720p/30, 720p/50, 720p/60, 875i/60, 1080i/50, 1080i/60, 1080p/24, 1080p/24sF, 1080p/25, 1080p/30, 1080p/50, 1080p/60
и по специальным видеосигналам с двух- и трехуровневой синхронизацией.
I 2 C (опционально) Запуск по старту, повторному старту, стопу, пропущенному ACK, адресу (7 или 10 бит), данным или адресу и данным при передаче данных по шинам I 2 C со скоростью до 10 Мбит/с. SPI (опционально) Запуск по SS, MOSI, MISO или MOSI и MISO при передаче данных по шинам SPI со скоростью до 50,0 Мбит/с. RS-232/422/485/UART (опционально) Запуск по стартовому биту передачи, стартовому биту приема, концу передаваемого пакета, концу принимаемого пакета, передаваемым данным, принимаемым данным, ошибке четности передачи и ошибке четности приема со скоростью до 10 Мбит/с. USB: Низкоскоростная шина (опционально) Запуск по сигналу синхронизации, началу кадра, сбросу, паузе, возобновлению, концу пакета, маркерному пакету (адресу), пакету данных, пакету установки соединения, специальному пакету и по ошибке.<, =, >
<, =, >
Запуск по специальному пакету – любой специальный тип, зарезервированный.
USB: Полноскоростная шина (опционально) Запуск по сигналу синхронизации, сбросу, паузе, возобновлению, концу пакета, маркерному пакету (адресу), пакету данных, пакету установки соединения, специальному пакету и по ошибке.Запуск по маркерному пакету – любой тип маркера, SOF, OUT, IN, SETUP; адрес можно указать для типа маркеров: любой маркер, OUT, IN и SETUP. Можно определить запуск по адресу, который ≤, <, =, >, ≥, ≠ указанному значению или попадает в пределы или за пределы указанного диапазона. Номер кадра для маркера SOF можно вводить в двоичном, шестнадцатеричном, беззнаковом десятичном и безразличном формате.
Запуск по пакету данных – любой тип данных, DATA0, DATA1; можно определить запуск по данным, которые ≤, <, =, >, ≥, ≠ указанному значению или попадают в пределы или за пределы указанного диапазона.
Запуск по пакету установки соединения – любой тип установки соединения, ACK, NAK, STALL.
Запуск по специальному пакету – любой специальный тип, зарезервирован.
Запуск по ошибке – проверка PID, CRC5 или CRC16, вставка битов.
CAN (опционально) Запуск по началу кадра, типу кадра (данные, дистанционное управление, ошибка, перегрузка), идентификатору (стандартный или расширенный), данным, идентификатору и данным, концу кадра, пропущенному ACK или по ошибке вставки битов в сигналах шины CAN со скоростью до 1 Мбит/с.Можно настроить запуск так, чтобы он выполнялся при соблюдении условия ≤, <, =, >, ≥ или ≠ для некоторого указанного значения. По умолчанию настраиваемая пользователем точка выборки устанавливается равной 50 %.
LIN (опционально) Запуск по синхросигналу, идентификатору, данным, идентификатору и данным, кадру активного режима, кадру неактивного режима и по ошибкам, таким как ошибки синхронизации, четности или контрольной суммы, при передаче данных со скоростью до 100 кбит/с (по определению LIN, 20 кбит/с). FlexRay (опционально) Запуск по началу кадра, типу кадра (нормальный, информационный, нулевой, синхронизирующий, стартовый), идентификатору, числу циклов, полю завершения заголовка, данным, идентификатору и данным, концу кадра или по ошибкам, таким как ошибка CRC заголовка, CRC трейлера, нулевого кадра, кадра синхронизации или стартового кадра при передаче данных со скоростью до 100 Мбит/с. MIL-STD-1553 (опционально) Запуск по синхросигналу, типу слова 1 Запуск по типу слова (команда, статус, данные), командному слову (заданные отдельно RT адрес, T/R, субадрес/режим, счётчик слов данных/код режима, чётность), слову статуса (заданные отдельно RT адрес, ошибка сообщения, оборудование, бит запроса на обслуживание, приём широковещательной команды, занятость, флаг подсистемы, принятие запроса динамического управления шиной (DBCA), флаг терминала, чётность), слову данных (задаваемое пользователем 16-битное значение), ошибке (синхросигнала, чётности, манчестерского кода, связности данных), времени ожидания (мин. время от 2 до 100 мкс, макс. время от 2 до 100 мкс; запуск осуществляется, если время меньше минимального, больше максимального, попадает или не попадает в диапазон).Можно определить запуск по адресу, который ≤, <, =, >, ≥, ≠ указанному значению или попадает в пределы или за пределы указанного диапазона.
I 2 S/LJ/RJ/TDM (опционально) Запуск по выбранному слову, по синхросигналу кадра или по данным. Можно настроить запуск так, чтобы он выполнялся при соблюдении условия ≤, <, =, >, ≥ или ≠ для некоторого указанного значения или при попадании значения в пределы или за пределы указанного диапазона Максимальная скорость передачи данных для I 2 S/LJ/RJ равна 12,5 Мбит/с. Максимальная скорость передачи данных для TDM равна 25 Мбит/с. Запуск по параллельной шине (при наличии установленной опции MDO3MSO) Запуск по значениям данных на параллельной шине. Размер данных, передаваемых по параллельной шине, равен от 1 до 20 битов (от цифровых и аналоговых каналов). Поддерживаются двоичные и шестнадцатеричные числа.1 При выборе запуска по командному слову будет происходить запуск по командным словам и неопределенным словам команды/статуса. При выборе запуска по слову статуса будет происходить запуск по статусу и неопределенным словам команды/статуса.
Тестирование по маске: любой из каналов 1 – 4
Создание маски Вертикальный допуск для контроля предельных значений от 0 до 1 деления с шагом 0,001 деления; горизонтальный допуск для контроля предельных значений от 0 до 0,5 деления с шагом 0,001 деления. Масштабирование маски Привязка к источнику включена (маска масштабируется автоматически при изменении настроек канала источника)Привязка к источнику выключена (маска не масштабируется при изменении настроек канала источника)
Критерии останова теста Минимальное число осциллограмм (от 1 до 1 000 000 и бесконечности)Минимальное прошедшее время (от 1 с до 48 час. и бесконечности)
Превышение порога от 1 до 1 000 000 и бесконечности Действия при неудачном завершении теста Прекращение захвата, запоминание осциллограммы в файле, сохранение снимка экрана, распечатка снимка экрана, выдача импульса с вспомогательного выхода AUX OUT, сигнал удаленного интерфейса SRQ Действия при удачном завершении теста Выдать импульс с вспомогательного выхода AUX OUT, настроить удаленный интерфейс SRQ Отображение результатов Состояние теста, общее число осциллограмм, число нарушений, общее число тестов, число неудачных тестов, прошедшее время, общее число попаданий в каждый сегмент маски(требуется опция MDO3AFG)
Сигналы Синусоидальный, прямоугольный, импульсный, пилообразный, треугольный, кардинальный синус (Sinc), функция Гаусса, функция Лоренца, экспоненциальное нарастание и спад, гаверсинус, кардиосигнал и произвольный сигнал. Синусоидальный Диапазон частот от 0,1 Гц до 50 МГц Диапазон амплитуды от 20 мВ пик-пик до 5 В пик-пик в режиме с высоким импедансом; от 10 мВ пик-пик до 2,5 В пик-пик, нагрузка 50 Ом Неравномерность АЧХ ±0,5 дБ, тип., на частоте 1 кГц (±1,5 дБ для амплитуд <20 мВ пик-пик) Полный коэффициент гармоник (тип.) 1%, нагрузка 50 Ом2% для амплитуды < 50 мВ и частот > 10 МГц
50 х 10-6 (частота ≥ 10 кГц)
Прямоугольный и импульсный сигналы 130 х 10-6 (частота < 10 кГц)50 х 10-6 (частота ≥ 10 кГц)
Разрешение 0,1 Гц или 4 разряда; выбирается большее Погрешность амплитуды ±[ (1,5%от установленной амплитуды от пика до пика) + (1,5% от установленного постоянного смещения) + 1 мВ ] (частота = 1 кГц) Постоянное смещение Диапазон постоянного смещения ± в режиме с высоким импедансом; ±, нагрузка 50 Ом Разрешение постоянного смещения 1 мВ в режиме с высоким импедансом; 500 мкВ при входном сопротивлении 50 Ом Погрешность смещения ±[(1,5% от установленного абсолютного постоянного смещения) + 1 мВ]; увеличивается на 3 мВ при каждом повышении температуры на 10 °C, начиная от +25 °C ПО ArbExpress® Осциллограф серии MDO3000 совместим с ПО ArbExpress® для редактирования и создания сигналов, выполняемым в компьютере. Сигналы, захваченные осциллографом серии MDO3000, передаются ПО ArbExpress для редактирования. Это ПО создает сложные сигналы и подает их на генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, входящий в состав осциллографа и выдающий результирующие сигналы.Частота: 5 разрядов
Погрешность частоты 10-6 Скорость измерений 100 измерений/с; измерения на экране обновляются 4 раза в секунду Автоматический выбор параметров системы вертикального отклонения Автоматическая настройка параметров по вертикали для максимального динамического диапазона измерений; доступна для любого источника, не связанного с системой запуска Графическое представление результатов измерения Графическое отображение минимального, максимального и текущего значений и прокрутка значений в 5-секундном интервале>235 000 осциллограмм/с в режиме FastAcq для моделей с полосой пропускания от 100 МГц до 500 МГц
>50 000 осциллограмм/с в режиме захвата с использованием осциллографа с цифровым люминофором для всех моделей
V OUT (высокий уровень): ≥2,5 В без нагрузки, ≥0,9 В с нагрузкой 50 Ом
V OUT (низкий уровень): ≤0,7 В при выходном токе ≤4 мА; ≤0,25 В с нагрузкой 50 Ом
Выход можно настроить на выдачу импульсного сигнала при запуске осциллографа, сигнала запуска от внутреннего генератора сигналов произвольной формы и стандартных функций, а также сигнала события для контроля предельных значений/тестирования по маске.
Замок Кенсингтона Гнездо на задней панели для стандартного замка Кенсингтона. Крепление VESA Стандартные точки крепления VESA 75 мм (MIS-D 100) на задней панели прибора400 Гц ±10% при 115 В
Потребляемая мощность Не более 120 ВтТемпература от +40 ºC до +55 ºC, относительная влажность от 5% до 60%
Температура от +55 ºC до +71 ºC, относительная влажность от 5% до 40%, без образования конденсата
Высота над уровнем моря Рабочая до 3000 м Хранение до 12 000 м Нормативные документы Электромагнитная совместимость Директива совета EC 2004/108/EC Безопасность UL61010-1:2004, CAN/CSA-C22.2 No. 61010.1: 2004, Директива по низковольтному оборудованию 2006/95/EC и EN61010-1:2001, МЭК 61010-1:2001, ANSI 61010-1-2004, ISA 82.02.01Гарантийные обязательства и сервисные предложения не распространяются на пробники и принадлежности. Гарантийные обязательства и условия калибровки пробников и принадлежностей приведены в их технических описаниях.
Модули имеют лицензии, которые могут передаваться между прикладным модулем и осциллографом. Лицензия может храниться в модуле, что позволяет использовать модуль в другом приборе. Лицензия может находиться и в осциллографе, что позволяет удалять модуль и хранить его отдельно. Лицензия может быть возвращена в модуль, чтобы модуль можно было использовать в другом осциллографе серии MDO3000. При передаче лицензии в осциллограф и удалении модуля можно одновременно использовать более двух прикладных программ.
MDO3AERO Модуль анализа и запуска по сигналам последовательных шин для аэрокосмической промышленности. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по шинам MIL-STD-1553, а также предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени.Входы сигнала – любой канал 1 – 4, результат математической обработки, опорн. 1 – 4
MDO3AUDIO Модуль анализа и запуска по сигналам последовательных аудиошин. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по аудиошинам I 2 S, LJ, RJ и TDM, а также предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, представление шины, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени. MDO3AUTO Модуль анализа и запуска по сигналам автомобильных последовательных шин. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по шинам CAN и LIN, а также предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, представление шины, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени.Входы сигнала – CAN или LIN: Любой канал 1 – 4, любой цифровой входной канал D0 – D15
MDO3COMP Модуль анализа и запуска по сигналам компьютерных последовательных шин. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по шинам RS-232/422/485/UART, а также предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, представление шины, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени.Входы сигнала – любой канал 1 – 4, любой цифровой входной канал D0 – D15
MDO3EMBD Модуль анализа и запуска по сигналам последовательных шин встраиваемых систем. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по шинам I2C и SPI, а также предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, представление шины, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени.Входы сигнала – I 2 C или SPI: Любой канал 1 – 4, любой цифровой входной канал D0 – D15
MDO3USB Модуль анализа и запуска по сигналам последовательных шин USB. Позволяет осуществлять запуск по пакетам, передаваемым по низкоскоростным и полноскоростным шинам USB. Предоставляет средства анализа, такие как цифровое представление сигналов, представление шины, декодирование пакетов, поиск и таблицы декодирования пакетов с метками времени для низкоскоростных, полноскоростных и высокоскоростных шин USB.Входы сигнала – низкоскоростные и полноскоростные шины: любой канал 1 – 4, цифровой входной канал D0 – D15; низкоскоростной, полноскоростной и высокоскоростной: Входы сигнала – любой канал 1 – 4, результат математической обработки, опорн. 1 – 4
Примечание: Декодирование пакетов высокоскоростных шин поддерживается только в моделях с полосой пропускания 1 ГГц.
MDO3AERO Модуль анализа источников питания. Позволяет быстро и точно анализировать качество питающих напряжений, коммутационные потери, гармонические составляющие, область безопасной работы, модуляцию, пульсации, скорость нарастания тока и напряжения (dI/dt, dV/dt). MDO3LMT Модуль контроля предельных значений и тестирования по маске. Позволяет выполнять сравнение с предельными значениями, полученными на основе опорных сигналов, или выполнять тестирование по маске с использованием специальных шаблонов для сравнения с исследуемым сигналом.Для осциллографов серии MDO3000 предусмотрено несколько вариантов добавления функциональных возможностей после покупки. Ниже перечислены возможные обновления и метод обновления для каждого прибора.
Опции прибора после покупки Ниже перечислены продукты, которые продаются отдельно и могут быть приобретены в любое время для расширения функциональных возможностей осциллографа серии MDO3000. MDO3AFG Добавление генератора сигналов произвольной формы и стандартных функций к любому прибору серии MDO3000. MDO3MSO Добавление16 цифровых каналов; в комплекте с цифровым пробником P6316 и принадлежностямиДолговременное обновление любой модели с помощью одноразового аппаратного ключа модуля прикладных программ. С помощью аппаратного ключа выполняется разблокировка функции, после чего ключ не используется.
MDO3SA Увеличивает диапазон частот анализатора спектра до 3 ГГц и полосу захвата до 3 ГГцДолговременное обновление любой модели с помощью одноразового аппаратного ключа модуля прикладных программ. С помощью аппаратного ключа выполняется разблокировка функции, после чего ключ не используется.
MDO3SEC Повышает уровень защиты прибора за счет использования пароля для включения и выключения всех портов прибора и обновления встроенного ПО прибора.Одноразовое долговременное обновление любой модели с помощью ключа программного обеспечения для требуемой опции. Для использования ключей опций требуется информация о модели прибора и его серийном номере. Ключ задается на основе комбинации модели и серийного номера.
Опции для расширения полосы пропускания прибора Полоса пропускания осциллографа серии MDO3000 может быть увеличена после покупки прибора. Каждая опция обновления позволяет увеличивать аналоговую полосу пропускания и диапазон частот анализатора спектра. Опции для увеличения полосы пропускания приобретаются с учетом текущей и требуемой полос пропускания. Для активации ключей опций требуется информация о модели купленного прибора и его серийном номере. Ключ задается на основе комбинации модели и серийного номера. В процессе эксплуатации полоса пропускания может быть увеличена до 500 МГц. Для увеличения полосы пропускания прибора до 1 ГГц обратитесь в сервисный центр компании Tektronix. В следующей таблице приведены продукты, необходимые для увеличения полосы пропускания с учетом текущей и требуемой полос пропускания.| Модель | Полоса пропускания перед обновлением | Полоса пропускания после обновления | Закажите опцию |
|---|---|---|---|
| MDO3012 | 100 МГц | 200 МГц | MDO3BW1T22 |
| 100 МГц | 350 МГц | MDO3BW1T32 | |
| 100 МГц | 500 МГц | MDO3BW1T52 | |
| 100 МГц | 1 ГГц | MDO3BW1T102 | |
| 200 МГц | 350 МГц | MDO3BW2T32 | |
| 200 МГц | 500 МГц | MDO3BW2T52 | |
| 200 МГц | 1 ГГц | MDO3BW2T102 | |
| 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T52 | |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T102 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T102 | |
| MDO3014 | 100 МГц | 200 МГц | MDO3BW1T24 |
| 100 МГц | 350 МГц | MDO3BW1T34 | |
| 100 МГц | 500 МГц | MDO3BW1T54 | |
| 100 МГц | 1 ГГц | MDO3BW1T104 | |
| 200 МГц | 350 МГц | MDO3BW2T34 | |
| 200 МГц | 500 МГц | MDO3BW2T54 | |
| 200 МГц | 1 ГГц | MDO3BW2T104 | |
| 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T54 | |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T104 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T104 | |
| MDO3022 | 200 МГц | 350 МГц | MDO3BW2T32 |
| 200 МГц | 500 МГц | MDO3BW2T52 | |
| 200 МГц | 1 ГГц | MDO3BW2T102 | |
| 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T52 | |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T102 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T102 | |
| MDO3024 | 200 МГц | 350 МГц | MDO3BW2T34 |
| 200 МГц | 500 МГц | MDO3BW2T54 | |
| 200 МГц | 1 ГГц | MDO3BW2T104 | |
| 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T54 | |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T104 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T104 | |
| MDO3032 | 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T52 |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T102 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T102 | |
| MDO3034 | 350 МГц | 500 МГц | MDO3BW3T54 |
| 350 МГц | 1 ГГц | MDO3BW3T104 | |
| 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T104 | |
| MDO3052 | 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T102 |
| MDO3054 | 500 МГц | 1 ГГц | MDO3BW5T104
Поскольку сложность современных электронных схем растет с увеличением использования цифровой и последовательной передачи данных, определение прибора, который можно считать оптимальным для тестирования таких систем, становится неоднозначным. Инженеры разрабатывают системы со «смешанными сигналами», в которых сочетаются аналоговые и цифровые технологии. Растет необходимость в оборудовании, позволяющем сопоставлять аналоговые и цифровые сигналы с помощью одного прибора. Обычно анализ смешанных сигналов выполнялся с использованием автономного осциллографа и логического анализатора - решение состояло из двух приборов. Такое решение часто является громоздким, и с его помощью сложно добиться оптимальных результатов. Необходимость сопоставления аналоговых и цифровых сигналов привела к разработке осциллографа смешанных сигналов. Между осциллографами, осциллографами смешанных сигналов и логическими анализаторами имеются сходства и различия. Чтобы лучше понять, в каких случаях и как применяются эти приборы, полезно сравнить их функции. Осциллограф уже десятилетия является необходимым инструментом в области разработки и проектирования радиоэлектронных устройств, что способствует постоянному внедрению новаторских решений в различных отраслях. Длина записи представляет собой одну из ключевых характеристик цифрового осциллографа. Длина записи - это количество выборок, которое осциллограф оцифровывает и записывает для одной регистрации. Чем длиннее запись, тем больше осциллограф регистрирует данных с высоким разрешением по времени (частотой дискретизации). Первые цифровые осциллографы могли регистрировать и хранить только 500 точек, при этом было сложно регистрировать всю информацию о событии. Проектировщики постоянно сталкивались со следующей проблемой: выполнять регистрацию в течение большего интервала, но с низким разрешением, или в течение короткого интервала, но с более высоким разрешением, хотя нужно было и то и другое – длительный интервал регистрации с высоким разрешением. Со временем технологии развивались; скорость, простота и затраты на высокую дискретизацию стали более предпочтительными. Но в то же время увеличивалась тактовая частота, увеличивалась пропускная способность и ускорялась параллельная обработка в топологиях шин, шире стали использоваться последовательные шины, сложность проектирования систем возрастала с космической скоростью. Из-за этого потребности проектировщиков в длительной регистрации с высоким разрешением росли даже быстрее, чем способность производителей увеличить длину записи. Поэтому разработки в этой области не прекращались. Без преувеличения можно сказать, что встроенные системы в настоящее время используются везде. Встроенные системы могут содержать различные устройства, включая микропроцессоры, микроконтроллеры, ЦОС, ОЗУ, память EPROM, программируемые вентильные матрицы (FPGA), ЦАП, АЦП и схемы входа/выхода. Эти различные устройства, как правило, обмениваются данными друг с другом и с внешними устройствами по параллельным шинам. Однако в настоящее время все больше стандартных блоков, используемых во встроенных системах, заменяются блоками с последовательными шинами. Хотя последовательные шины обладают рядом преимуществ, их использование создает определенные проблемы для разработчиков встроенных систем, связанных с тем, что информация передается последовательно, а не параллельно. В данном реферате описаны общие проблемы проектирования встроенных систем и показано, как их решить с помощью функциональных возможностей новых цифровых осциллографов Tektronix серии DPO4000. По методу регистрации осциллографы в основном делятся на осциллографы реального и эквивалентного времени. Для некоторых типов измерений, например для последовательности включения питания, выбор метода очевиден, в то время как, например, в случае последовательной передачи данных выбор метода затрудняется. Мы продолжаем цикл статей об основных принципах выбора цифрового осциллографа для ваших задач. В этой статье мы уделим внимание главным характеристикам цифрового осциллографа – режиму, разрядности и частоте дискретизации, и как это влияет на результаты измерений. |
Спектральный анализ сигнала с использованием осциллографов LeCroy и специализированного режима aнализатора спектра
Осциллограф – это прибор, дающий визуальное отображение входного сигнала во временной области, то есть отображает значение амплитуды сигнала по оси времени. Но для широкого класса сигналов более чёткое представление о природе происходящих процессов даёт не временное, а спектральное представление сигнала, когда по горизонтальной оси отображаются амплитуды гармонических составляющих сигнала. К таким сигналам относятся частотные характеристики усилителей, фазовый шум генераторов, механические вибрации, переходные процессы и пр., которые легче наблюдать в частотной области. Все современные цифровые осциллографы имеют возможность математической обработки полученных данных по алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ) для преобразования входного сигнала в его спектральное отображение. Принцип БПФ достаточно подробно рассмотрен в .
Но у отображения спектра сигнала с помощью БПФ есть ряд недостатков, несколько усложняющих спектральный анализ. Для корректного отображения спектра пользователю необходимо:
Эта последовательность действий достаточно длинная и требует определённых навыков. При переходе к анализу других частотных компонентов требуется новая настройка параметров. К тому же не все цифровые осциллографы способны в полной мере обеспечить установку параметров перечисленных выше. Достаточно простые цифровые осциллографы (Tektronix TDS-1000, TDS-2000, TDS-3000 серий; LeCroy серии WaveAce; GW Instek; Agilent 3000, 5000, 6000 серии и пр.) не имеют возможности, ни прямого управления частотой дискретизации, ни длиной памяти. Для этих осциллографов память имеет фиксированное значение, а частота дискретизации изменяется путём изменения коэффициента развёртки. Поэтому управление настройками параметров отображения спектра осуществляется измерением времени развёртки, что достаточно неудобно при исследовании спектра и не обеспечивает ни точной установки центральной частоты, ни разрешения по частоте. Так спектр ЧМ сигнала, полученный на осциллографе Tektronix приведён рисунке 1. Как видно осциллограф хорошо отображает одну частотную компоненту, расположенную вблизи несущей частоты, но спектральные составляющие отобразить уже не в состоянии.
Другие, более совершенные осциллографы (например Tektronix DPO4000 или LeCroy WaveJet и WaveSurfer), имеют возможность изменения длины памяти и как следствие возможность управления частотой дискретизации. Но принцип БПФ, для точного отображения спектра, подразумевает изначально установку частоты дискретизации и лишь потом изменение длины памяти. Для таких осциллографов точность отображения спектра гораздо выше и управление несколько удобнее, чем для осциллографов указанных выше, но всё равно достоверного отображения необходимых частотных компонент добиться не очень просто. Так спектр ЧМ сигнала полученный на осциллографе Tektronix DPO4000 приведён на рисунке 2. По сравнению с рисунком 1, спектра ЧМ сигнала на рисунке 2 выглядит более реалистично, но детальное изучение частотных компонент (приведены на рисунке 2 в нижней части экрана) всё же остаётся не очень удобным.
 |
Осциллографы, построенные на принципе открытой платформы, полностью обеспечивают корректную реализацию алгоритма БПФ, хорошую детализацию спектра и высокое разрешение по частоте. Но из-за необходимости обработки больших объёмов памяти (десятки миллионов точек) построение одной спектрограммы, в зависимости от мощности управляющей ЭВМ и длины внутренней памяти, может занимать до минуты. Так на рисунке 3 приведён пример отображения спектра ЧМ сигнала, аналогично рисунку 2, но полученном на осциллографе LeCroy, имеющем открытую платформу.
С классическим управлением отображением спектра, как это производит стандартный анализатор спектра, цифровые осциллографы с режимом БПФ конкурировать не могут.
Классическое управление анализатором спектра подразумевает:
Вместо установки центральной частоты и полосы обзора любой стандартный анализатор спектра имеет возможность установки начальной и конечной частот обзора.
Все эти недостатки управления спектральным анализом в цифровых осциллографах LeCroy были устранены с внедрением в осциллографы опции Анализатора спектра «Zi-Spectrum». При активации режима анализатора спектра открывается меню управления, представленное на рисунке 4.
Управление настройками анализатора спектра осуществляется группами органов управления, скомпонованными по функциональному назначению – частота и полоса обзора; полоса пропускания; амплитуда; режимы и измерения.
Установка центральной частоты осуществляется прямым вводом значения частоты. Выбор полосы обзора так же осуществляется прямым набором. Также возможно ввести начальную и конечную частоты обзора. Как уже отмечалось ранее, для корректного отображения спектра, прежде всего, необходимо определить частоту дискретизации и далее в зависимости от разрешения по частоте анализатора спектра установить длину памяти осциллографа. Опция анализатора спектра эти процедуры производит автоматически, избавляя пользователя от необходимости заниматься расчётами – пользователь только задаёт диапазон частот, а осциллограф рассчитывает и устанавливает необходимую частоту дискретизации осциллографа и оптимальную длину памяти. Длина памяти осциллографа выбирается такой, что бы обеспечить заданное разрешение по частоте и обеспечить максимальную скорость обновления экрана. Удобно и просто. Очевидно, что пользователь может установить любую требуемую центральную частоты и полосу обзора, но осциллограф не может выбрать любую частоту дискретизации и любую длину памяти, а только и ряда доступных значений. Использование же только доступных значений частоты дискретизации и памяти привело бы к тому, что начальная и конечная частоты обзора анализатора спектра не совпадали с тем, что заданы пользователем. Для исключения этого парадокса, осциллограф LeCroy, исходя из доступных значений частоты дискретизации и длины памяти, автоматически производит масштабирование отображаемой части спектра, при котором из рассчитанного спектра вырезается «лишняя» часть и отображается только та, что была определена пользователем. «Излишки» спектра слева и справа, хоть и хранятся в памяти осциллографа, но на экран не выводятся.
Полоса пропускания анализатора спектра (Resolution Bandwidth), определяющая разрешение по частоте, по умолчанию, как и у стандартных анализаторов спектра, находится в автоматическом режиме. При увеличении полосы обзора, полоса пропускания увеличивается, что приводит к уменьшению длинны памяти осциллографа и увеличению скорости обновления экрана. При более детальном анализе спектра и использовании более узкой полосы пропускания осциллографу требуется более длинная память и большее время доля построения спектра. Аналогичные явления в полной мере присущи и стационарным анализаторам спектра, но вместо понятия «частота обновления экрана» они оперируют понятием «время свипирования», что, в принципе одно и тоже. Так на рисунке 5 приведён пример уменьшения полосы обзора ЧМ сигнала, полный спектр которого представлен на рис. 4., с целью определения частоты модулирующего колебания. Если для отображения полной спектральной картинки рис. 4 было вполне достаточно длины памяти 2.5М, что обеспечивало полосу обзора 500 кГц и полосу пропускания 357,6 Гц, то для полосы обзора 10 кГц и полосы пропускания 40,6 Гц, обеспечивающих наблюдение частоты модулирующего колебания 1 кГц, осциллограф уже использует длину памяти 32М. При необходимости пользователь может отказаться от автоматического выбора полосы пропускания и устанавливать её в ручном режиме.
Управление параметрами амплитуды спектра осуществляется изменением двух параметров:
Ввод значений осуществляется, как и для всех параметров осциллографов LeCroy, прямым набором или изменением плавно-грубо в сторону увеличения или уменьшения.
Для традиционного БПФ, используемого в цифровых осциллографах, в основном применяются маркерные измерения, управление которыми осуществляется вручную. Использование автоматических измерений, имеющих очень широкие возможности, именно для БПФ трудно применимо, поскольку для измерения параметров спектра необходим набор специальных режимов измерений – поиск пиковых значений в полосе обзора, измерение амплитуды и частоты пиков, установка значения центральной частоты по значению частоты маркера и пр. Этим набором измерений, к сожалению, стандартный цифровой осциллограф не обладает.
У осциллографов LeCroy в режиме «Спектр» этот недостаток, в основном устранён. Так на рисунке 6 приведён пример отображения спектра прямоугольного сигнала и включённой таблицы измерений.
Принцип измерений в режиме «Анализатор спектра» основан на алгоритме WaveScan, прекрасно зарекомендовавшем себя за несколько последних лет, для поиска участков сигнала по заданным параметрам . В режиме измерений анализатор спектра осуществляет поиски пиков в спектре, начиная с максимального и производит измерения частоты и амплитуды найденных пиков. Пику с наибольшей амплитудой присваивается номер «1», второму по значению уровню присваивается номер «2» и так далее. Пользователь может задать число поиска пиков от 1 до 100. Далее осциллограф LeCroy формирует таблицу измерений, в которой отображаются номера пиков, значение частоты и амплитуды. На самой спектрограмме пики имеют частотную метку. Измерения производятся в реальном масштабе времени и если в процессе наблюдения спектра будет происходить изменение частоты гармоник или их амплитуды, то данные в таблице измерений обновляются мгновенно.
Так же Анализатор спектра имеет один маркер, предназначенный для перезаписи центральной частоты по установленному значению этого маркера.
В режиме Анализатора спектра все другие измерения цифрового осциллографа недоступны, но для проведения амплитудно-частотных измерений в ручном режиме возможно использовать все функции курсорных измерений.
Обычно спектр сигнала, особенно при широкой полосе обзора, имеет достаточно сильную шумовую дорожку и это хорошо видно на рисунке 6. Эти шумы могут подавить часть полезного сигнала, необходимого пользователю. Для устранения влияния шумов и других случайных факторов в режиме Анализатора спектра осциллографы LeCroy имеют две математические функции:
Математическая функции усреднение имеет тоже алгоритм, что и стандартная функция усреднения осциллограмм в любом цифровом осциллографе. Результат усреднении спектрограмм приведён на рисунке 7, где отчётливо видно, что шумовая дорожка значительно уменьшена.
Алгоритм накопления максимальных значений позволяет регистрировать только самые максимальные значения за всё время накопления информации. Это позволяет достоверно отображать спектр нестабильных, но повторяющихся сигналов.
У нас представлены товары лучших производителей
ПРИСТ предлагает оптимальные решения измерительных задач.
У нас вы можете не только купить осциллограф, источник питания, генератор сигналов, анализатор спектра, калибратор, мультиметр, токовые клещи, но и поверить средство измерения или откалибровать его. Мы имеем прямые контракты с крупнейшими мировыми производителями измерительного оборудования, благодаря этому можем подобрать то оборудование, которое решит Ваши задачи. Имея большой опыт, мы можем рекомендовать продукцию следующих торговых марок.
Цифровые осциллографы используются для анализа сигналов во временной области, тогда как анализаторы спектра делают это в частотной области. Однако в практике исследования и тестирования радиоцепей, устройств и компонентов часто возникают особые задачи, для решения которых могут использоваться те или иные приборы совместно с цифровыми генераторами различных сигналов. В статье сравниваются возможности этих приборов в построении амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) компонентов и приводятся примеры работы с ними. Показана возможность построения АЧХ в широком диапазоне частот (от дозвуковых до СВЧ) с большим динамическим диапазоном по уровню.
АЧХ - важная характеристика многих 4-полюсников и компонентов (фильтров, резонаторов, усилителей и др.). Она представляет зависимость модуля коэффициента передачи тестируемого устройства от частоты. В настоящее время интенсивное развитие получил новый класс приборов - векторные анализаторы цепей, которые позволяют снимать АЧХ в комплексной форме или в виде модуля коэффициента передачи и фазового сдвига от частоты. Однако это очень дорогие и редкие приборы.
Рис. 1.
Функциональная схема построителя АЧХ
на базе ГКЧ и осциллографического индикатора
Во многих случаях вполне достаточно применения скалярных построителей АЧХ, например, на основе генератора качающейся частоты (ГКЧ), детектора и осциллографического индикатора (рис. 1). Генератор качающейся частоты обеспечивает получение синусоидального тестирующего сигнала, частота которого пропорциональна уровню модулирующего напряжения или его логарифму. Модулирующий пилообразный сигнал подается также на вход горизонтального канала, а сигнал с выхода тестируемого устройства (4-полюсника) через детектор подается на вход вертикального канала индикаторного устройства (осциллографа). В результате тестируемое устройство последовательно испытывается синусоидальным сигналом с плавно меняющейся частотой, и на его экране строится график АЧХ тестируемого устройства. Еще недавно измерители АЧХ, работающие в широком диапазоне частот, были сложными, громоздкими, тяжелыми и дорогими приборами. Например, советские измерители АЧХ Х1-40, Х1-46, Х1-56 с диапазоном частот от 20 Гц до 1, 0,2 и 0,2 МГц соответственно имели вес 35, 42 и 44 кг, а измеритель Х1-43 с диапазоном частот от 0,5 МГц до 1,25 ГГц весил даже 47 кг . Стабильность частоты их была низкой, порою очень низкой.
Важным параметром измерителей АЧХ является динамический диапазон по уровню - разность между максимальным уровнем отсчета АЧХ и средним уровнем шумовой дорожки. При линейном масштабе по уровню (вертикали) у упомянутых приборов он лежит в пределах 14–24 дБ, то есть невелик, и только при логарифмическом масштабе достигает 40 дБ и выше. Получение высокого динамического диапазона при снятии АЧХ - одна из целей данной статьи.
Переход на микроэлектронную элементную базу и применение прямого цифрового синтеза частот позволили создать новое поколение генераторов с высочайшей стабильностью частоты и перестройкой ее от тысячных долей герц до нескольких гигагерц (а порою и десятков гигагерц). Как правило, это малогабаритные приборы умеренного веса, имеющие много общего в интерфейсе пользователя и в основных установках (например, частоты и уровня).
Одним из препятствий в получении точных АЧХ различных компонентов и большого динамического диапазона является применение детектора. К сожалению, полупроводниковые диоды, на основе которых строятся детекторы, имеют резко нелинейную вольт-амперную характеристику с порогом при уровне напряжения в доли вольта. В результате наблюдается зона нечувствительности детекторов в области малых напряжений и значительные искажения при среднем уровне сигналов - в единицы вольт. Это приводит к значительному снижению динамического диапазона построителей АЧХ. В ряде случаев, например на частотах выше десятков мегагерц, недостаточно и быстродействие диодов.
Указанные недостатки принципиально устраняются удалением детектора и построением АЧХ в виде зависимости уровня осциллограммы синусоидального ВЧ-сигнала от его частоты. При этом осциллограф должен быть достаточно высокочастотным для непосредственного просмотра сигнала с выхода тестируемого устройства . На максимальной исследуемой частоте осциллографа спад его АЧХ обычно нормируется на уровне –3 дБ (или 0,7 от уровня на низких частотах). Такой спад АЧХ (иногда возможен и ее подъем) создает недопустимо большую погрешность. Чтобы она была незначительна (на уровне 0,5–1 дБ), верхняя граничная частота осциллографа должна в несколько раз превышать полосу частот тестируемого устройства. Она в первую очередь определяется максимальной частотой генератора качающейся частоты. Наметилась тенденция применения в качестве последнего высокостабильных цифровых генераторов с прямым частотным синтезом, в частности генераторов произвольных функций и форм сигналов . Их применение позволяет расширить число видов сигналов, используемых для тестирования.
На рис. 2 показано окно настройки генератора произвольных функций AFG3101 фирмы Tektronix, используемого в режиме генератора качающейся частоты с перекрытием области частот от 1 кГц до 100 МГц (это максимальная частота для данного генератора). Задано качание синусоидального сигнала по линейному закону. Для этого используется линейно-нарастающий модулирующий сигнал с длительностью линейной части 10 мс и нулевым временем возврата.
Рис. 2. Пример установок генератора AFG3101 для качания в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц
Старшие модели генераторов класса AFG3000 имеют максимальные частоты синусоидального сигнала до 240 МГц. Но многие цифровые генераторы синусоидальных сигналов с прямым частотным синтезом, например SM300 фирмы Rohde&Schwarz, имеют максимальную частоту до 3 ГГц и выше. Как правило, все они допускают режим качания частоты от минимального значения (нередко намного ниже 100 кГц) до максимального (3 ГГц и выше). Этим, а также высочайшей стабильностью частоты (порядка 10–6) они выгодно отличаются от применяемых ранее аналоговых ГКЧ на основе LC- гене-раторов с частотой, управляемой варикапом или подмагничиванием ферритового сердечника индуктора.
Для просмотра полной полосы частот нужно подключить вход внешнего запуска осциллографа к выходу запуска генератора, то есть обеспечить запуск осциллографа в режиме ждущей развертки от генератора. Кроме того, следует обеспечить равенство длительностей пилы управляющего напряжения ГКЧ и развертки осциллографа. Для этого нужно установить коэффициент развертки равным 1 мс/дел., поскольку его масштабная сетка по горизонтали имеет 10 делений, и это дает длительность развертки, равную 10 мс. Получаемая осциллографом АЧХ система генератор - осциллограф представлена на рис. 3. Ручкой горизонтального смещения график АЧХ центрируется на экране.
Рис. 3.
АЧХ осциллографа DPO4101 в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц
при числе точек осциллограммы 10 млн
Эта осциллограмма получена при согласованной работе генератора с выходным сопротивлением 50 Ом с осциллографом, у которого входное сопротивление также равно 50 Ом. В данном случае вид АЧХ почти идеален: есть только едва заметное ослабление сигнала на высоких частотах. Если переключить входное сопротивление осциллографа на 1 МОм (без удлинения соединительных проводов), то АЧХ лишь немного ухудшится, а уровень сигнала возрастет вдвое.
Стоит сразу отметить специфический недостаток цифровых осциллографов - ограниченное объемом памяти осциллограмм число их точек, что обусловлено дискретизацией сигнала. Этот недостаток принципиально отсутствует у аналоговых осциллографов, но их выпуск в наше время резко сокращен (стоимость широкополосных аналоговых осциллографов намного превосходит стоимость цифровых осциллографов). Приведенные далее примеры даны с применением цифрового осциллографа Tektronix DPO4101 с максимальной частотой исследуемого сигнала 1 ГГц и памятью осциллограмм каждого канала до 10 Мбайт. Это лучший из осциллографов компании Tektronix с закрытой архитектурой . Поскольку у приборов используется кодирование каждой точки 1 байтом, то число точек осциллограмм практически равно объему используемой памяти.
Выясним влияние памяти осциллограмм на отображение АЧХ. На рис. 3 показана АЧХ в идеализированным виде - при отсутствии тестируемого устройства. Точнее говоря, им является отрезок кабеля, соединяющего выход генератора с выбранным входом осциллографа. Сигнал воспроизводится как широкая полоса, ширина которой равна двойной амплитуде сигнала генератора. Яркость по лосы растет по мере роста частоты генератора. Разумеется, частоту нужно определять не по яркости, а по времени горизонтальной шкалы, пропорциональному частоте.
На рис. 4 воспроизведен этот случай при памяти осциллограмм в 1 Мбайт. Воспроизведение полосы сигнала теперь явно неудовлетворительное и создает ложное впечатление о резком изменении частоты в центре экрана.
Рис. 4. АЧХ осциллографа DPO4101 в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц при числе точек осциллограммы, равном 1 млн
Если уменьшить числа точек до 100 000 (рис. 5), то воспроизведение сигнала становится совершенно неудовлетворительным (при числе точек 10 000 ситуация еще хуже). Таким образом, данный метод применим далеко не со всеми цифровыми осциллографами: он требует применения приборов с большой емкостью памяти (и числом точек) осциллограмм.
Рис. 5. АЧХ осциллографа DPO4101 в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц при числе точек осциллограммы 100 000
Рис. 6. АЧХ осциллографа DPO4101 в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц при длине памяти 10 Мбит и логарифмическом масштабе по частоте
Многие генераторы обеспечивают качание частоты по логарифмическому закону. На рис. 6 показано снятие АЧХ осциллографа для этого случая. Поскольку начальная часть АЧХ в данном случае растягивается, в левой части стал виден синусоидальный характер меняющегося по частоте сигнала. Небольшая неравномерность АЧХ хорошо видна в правой части осциллограммы. К сожалению, шкала времен у самого осциллографа остается линейной, что сильно затрудняет измерение частот на пиках и впадинах АЧХ прямо по масштабной сетке. Фактически тут нужна сменная масштабная сетка с логарифмическим масштабом (рис. 7).
Рис. 7. АЧХ осциллографа DPO4101 с фильтром на 20 МГц в логарифмическом масштабе по частоте
Теперь покажем, насколько сильно меняется АЧХ при наличии в усилителе осциллографа фильтра нижних частот с граничной частотой около 20 МГц: АЧХ четко фиксирует спад на этой частоте. При установленном логарифмическом частотном масштабе он выглядит довольно резким. Динамический диапазон при линейном масштабе составляет не меньше десятков раз.
Из приведенных примеров ясно, что этот метод применим до максимальной частоты генератора в 100 МГц у генератора AFG3101 (и до 240 МГц у старших моделей генераторов этого класса). Таким образом, он охватывает весьма широкий диапазон частот - от инфразвуковых, звуковых, длинных, средних и коротких волн до УКВ. Это позволяет исследовать не только узкополосные, но и широкополосные компоненты - например, осциллографические пробники для осциллографов умеренного быстродействия, видеоусилители и другие устройства.
Рис. 8. АЧХ осциллографического пробника 1:100
На рис. 8 показана АЧХ компенсированного пробника серии HP с коэффициентом деления 100. Хорошо видно, что пробник передает все частоты, но имеет заметную волнистость АЧХ. Ее основной причиной является несогласование 50-омного выхода генератора с большим (10 МОм, параллельно с емкостью около 10 пФ) входным сопротивлением пробника. АЧХ дает отчетливое представление о степени частотных искажений пробника и объясняет наблюдаемые на коротких фронтах импульсов колебательные процессы.
Рис. 9. АЧХ пробника к осциллографу Tektronix TDS2024B с переключателем в положении 1:1
Некоторые пробники при коэффициенте передачи 1:1 дают сильный спад АЧХ (рис. 9). Кстати, здесь показана техника применения курсоров для определения частоты, на которой спад АЧХ составляет –3 дБ или по уровню до 0,707 от максимального. Для многих такое поведение пробника кажется неожиданным. Оно связано со значительным увеличением входной емкости осциллографа на величину нескомпенсированной в данном случае емкости коаксиального кабеля с длиной около метра. Эта емкость может достигать 50–100 пФ и выше. При недостаточно коротких проводниках (например, земляного), имеющих заметную индуктивность (в десятки наногенри), это приводит к неравномерности АЧХ и колебаниям переходной характеристики пробника. Поэтому рекомендуется применять пробник без ослабления только при наблюдении низкочастотных сигналов (не выше десятка мегагерц).
Одно из главных применений измерителей АЧХ - это построение АЧХ четырехполюсников, к которым относятся всевозможные усилители, резонансные цепи, фильтры и иные устройства. Некоторые из них конструируются с учетом согласования на входе и на выходе с сопротивлениями в 50 или 75 Ом. В этом случае построение АЧХ описанным методом не вызывает особых трудностей и просто требует соединений тестируемого прибора с генератором и осциллографом стандартными 50- или 75-омными коаксиальными кабелями.
Однако очень многие устройства (особенно усилители ДВ, СВ и КВ диапазонов волн) имеют высокое входное сопротивление - от единиц кОм до 1 МОм и выше. В этом случае остро стоит задача построения согласующих устройств, например, эмиттерных повторителей на биполярных транзисторах или истоковых повторителей на полевых транзисторах. Сама по себе разработка таких согласующих устройств требует снятия их АЧХ в широком диапазоне частот.
В последнее время в числе аксессуаров для осциллографов появились дифференциальные пробники, построенные на основе широкополосных интегральных операционных усилителей. Помимо функций преобразования импедансов, эти пробники обеспечивают получение осциллограмм напряжений между двумя произвольными точками. Большинство таких сверхширокополосных пробников очень дороги и рассчитаны на применение в низковольтных цепях. Однако есть и приятные исключения. Фирма Pintek, к примеру, выпускает серию высоковольтных дифференциальных пробников DP-25/50/100/150/200 в виде приставок к осциллографам. Цифра указывает верхнюю граничную частоту пробников (нижняя равна 0). К примеру, пробник DP-150pro (рис. 10) имеет верхнюю граничную частоту 150 МГц на пределах ослабления 30, 100, 300 и 1000 раз и 100 МГц на пределе ослабления 10 раз. Пробник позволяет исследовать сигналы с уровнем до 10 кВ, что значительно расширяет возможности осциллографов.
Рис. 10. Внешний вид высоковольтного активного дифференциального пробника DP-150pro фирмы Pintek
Следует отметить, что полосы частот выше 20–30 МГц такие пробники реализуют только при тщательной оптимизации цепей подключения. Прилагаемые к ним стандартные высоковольтные провода длиной около 60 см и наконечники для них использовать на частотах выше 20 МГц нельзя. Пробники имеют очень высокое входное сопротивление и малую входную емкость. Например, у пробника DP-150pro входное сопротивление при дифференциальном включении равно 100 МОм параллельно с емкостью 1 пФ, что позволяет слабо нагружать большинство тестируемых компонентов даже с высокоомным входом. Это ослабляет, но не устраняет полностью влияние подводящих сигналы проводов. Такие пробники можно использовать как согласующие устройства для снятия АЧХ 4-полюсников с высоким входным сопротивлением.
Рис. 11. АЧХ дифференциального пробника DP-150pro с линейным масштабом по частоте
На рис. 11 показана АЧХ пробника DP- 150pro в полосе частот до 100 МГц. Заметная волнистость АЧХ обусловлена длинными соединительными проводами и отсутствием согласования на выходе генератора. Такая АЧХ отражает реалии работы с пробником этого типа, описанные выше. Вид АЧХ сильно зависит от конструктивного оформления его подключения.
Рис. 12. АЧХ резонансной RLCR-цепи в полосе частот до 1 МГц при входном сопротивлении осциллографа 50 Ом
На рис. 12 представлена АЧХ резонансной цепи RLCR, которая образуется включением между выходом генератора и входом осциллографа (они по 50 Ом) индуктивности в 36 мкГн и емкости 2200 пФ. Цепь дает отчетливо видимый резонансный пик на частоте около 0,6 МГц. Добротность цепи мала, поскольку ее общее сопротивление в 110 Ом велико (10 Ом добавляет активное сопротивление индуктора).
Однако если переключить входное сопротивление осциллографа на 1 МОм, то данный последовательный резонанс пропадает. Зато появляется новый параллельный резонанс на частоте около 3,4 МГц. На этот раз он обусловлен индуктивностью L , входной емкостью осциллографа и кабеля C 0 . Резонанс представлен довольно острым пиком, что свидетельствует о достаточно высокой добротности вызвавшего его контура.
По частоте резонанса:
можно определить входную емкость осциллографа, которая составляет около 57 пФ. Таким образом, исследование осциллографа по его АЧХ четко выявляет возможность существования двух резонансов входной цепи при наличии индуктивности L между выходом генератора и входом осциллографа и их проявление в различных условиях.
Казалось бы, естественно применять в роли измерителя АЧХ стандартные анализаторы спектра . Сейчас промышленность выпускает их, пожалуй, даже больше, чем осциллографов. Анализаторы спектра имеют простые установки нужного диапазона частот - путем задания начальной Start и конечной End частот анализа или средней Center частоты и полосы частот качания SPAN. Кроме того, в отличие от осциллографа, горизонтальная ось изображения на экране анализатора спектра отградуирована по частоте, а вертикальная - по логарифму уровня. Маркеры анализатора ориентированы на работу с частотами и с линейным или логарифмическим масштабом по уровню. Высокая чувствительность анализатора спектра, малый уровень шумов и наличие ряда высококачественных (нередко цифровых) детекторов обещают получение АЧХ в широком динамическом диапазоне по уровню. А наличие высококачественного детектора (часто цифрового) позволяет, в отличие построителя АЧХ на основе осциллографа без детектора, строить АЧХ в привычном «однополярном» виде.
Однако анализаторы спектра не предназначены непосредственно для снятия АЧХ. Они служат для выделения множества гармоник из сложного сигнала и их представления на экране индикатора в виде острых пиков. Фактически анализаторы спектра являются узкополосными супергетеродинными радиоприемниками, оснащенными фильтрами для выделения гармоник. Полоса пропускания фильтров зачастую намного уже, чем полоса частот компонентов, АЧХ которых исследуется. Тем не менее при использовании специальных приемов измерений и настроек измерительных приборов анализаторы спектра могут успешно применяться для построения (совместно с ГКЧ) высококачественных графиков АЧХ.
Вначале рассмотрим такое применение для тестирования сравнительно узкополосных устройств. Для примера создадим с помощью генератора AFG3101 сигнал, частота которого линейно меняется от 49 до 51 МГц за 10 мс. Для этого в окне генератора (рис. 2) достаточно заменить частоты Start и End на 49 и 51 МГц соответственно.
Рис. 13. АЧХ RLCR-цепи при переключении входного сопротивления осциллографа на 1 МОм
Теперь рассмотрим, как осуществить установки массового анализатора спектра АКТАКОМ АКС-1301 для контроля АЧХ в этом узком диапазоне частот. Если просто подключить выход генератора к входу анализатора спектра, то на экране будет виден упорядоченный (при синхронной работе развертки генератора и анализатора) или случайный набор пиков спектра, показанный на рис. 14. Можно заметить, что пики находятся в заданной области частот генератора. Однако они дают отдельные, причем случайные, отсчеты АЧХ, а не сам полный ее график.
Рис. 14. Типичный спектр сигнала с выхода ГКЧ при отсутствии синхронизации между ним и анализатором спектра
Если отсчетов достаточно много и АЧХ фильтров пересекаются, то, используя пиковый детектор анализатора, можно получить почти непрерывную АЧХ в требуемой полосе частот, намного более широкой, чем полоса RBW выбранного фильтра. Этот полезный прием показан на рис. 15. Главное в данном случае - выбрать время анализа спектра Sweep значительно бóльшим, чем время качания частоты у ГКЧ. В нашем примере время анализа выбрано вручную равным 50 с, и на экране (рис. 15) отчетливо видна АЧХ системы генератор - анализатор с полочкой в области частот от 49 до 51 МГц. Пиковый детектор обычно применяется по умолчанию.
Рис. 15.
Окно анализатора спектра АКС-1301
с установками для просмотра АЧХ в диапазоне от 49 до 51 МГц
Уменьшив полосы частот RBW и VBW анализатора и увеличив время анализа до 100 секунд, можно получить еще более качественную (гладкую) АЧХ системы генератор - анализатор, показанную на рис. 16. Рабочий участок АЧХ тут выглядит почти как идеальная горизонтальная прямая.
Широкое горизонтальное плато на рис. 15 и рис. 16 - это и есть область частот, которую можно частично или полностью использовать при применении анализатора спектра в качестве построителя АЧХ. Можно убедиться в том, что границы плато меняются в соответствии с изменением границ качания частоты (рис. 13). Естественно, с помощью анализатора спектра можно выбрать более узкий рабочий диапазон частот в пределах этого участка.
Рис. 16. Окно анализатора спектра АКС-1301 с установками для просмотра АЧХ в диапазоне от 49 до 51 МГц после оптимизации установок анализатора
Чтобы определить динамический диапазон такого построителя АЧХ, нужно проделать еще один опыт - построить спектральную линию при отключенном генераторе. Это показано на рис. 17. Полученная внизу линия спектра - это шумовая дорожка анализатора, характеризующая минимальный уровень сигналов, которые способен различить анализатор. На основе рис. 15 и рис. 16, где показана линия дисплея, установленная в середину шумовой дорожки, можно сделать вывод, что динамический диапазон (разность высоты плато и линии дисплея) составляет не менее 55 дБ. Это очень хороший, хотя и не максимально возможный показатель.
Рис. 17. Окно анализатора спектра АКС-1301 с установками рис. 14 при отсутствии сигнала (видна шумовая полоса и линия дисплея)
Уменьшив полосы частот RBW и VBW до минимально возможных значений в 300 Гц, можно значительно уменьшить шум анализатора и получить АЧХ, представленную на рис. 18. Динамический диапазон системы генератор - анализатор в этом случае достигает значений более 70 дБ. Это очень высокий показатель для измерителей АЧХ. Для уменьшения времени построения АЧХ можно вручную уменьшить параметр Sweep (время перестройки частоты анализатора). Если это нарушает естественные установки анализатора, то на экране появляется сообщение Fastsweep (слишком быстрая развертка). Обычно это вполне допустимо.
Рис. 18. Окно анализатора спектра АКС-1301 с установками для просмотра АЧХ в диапазоне от 49 до 51 МГц при минимизации полос фильтров
Аналогичным образом можно настроить анализатор спектра для просмотра АЧХ в широком диапазоне частот. На рис. 19 показана АЧХ системы генератор - анализатор в полосе частот от 1 кГц до 100 МГц. Как видно, и в данном случае в рабочей полосе частот АЧХ практически идет горизонтально, а динамический диапазон составляет около 60 дБ. Он меньше, чем при узкой полосе, и это вполне естественно: как известно, уровень шума увеличивается с ростом полосы отображаемых анализатором частот. Напоминаем, что это идеальный случай: 50-омный выход генератора подключен к 50-омному входу анализатора спектра через 50-омный коаксиальный кабель.
Рис. 19. Окно анализатора спектра АКС-1301 с установками для просмотра АЧХ в диапазоне от 0 до 100 МГц
В качестве примера рассмотрим АЧХ высоковольтного дифференциального пробника Pintek DP-150pro. Она показана на рис. 20 для установки делителя в положение ×10. Как и следовало ожидать, в области низких частот кривая АЧХ просела примерно на 20 дБ (это соответствует ослаблению делителя в 10 раз). Хотя АЧХ не идеальна, в полосе частот до 70 МГц ее неравномерность не превышает ±3 дБ и имеет два более глубоких спада, начинающихся с частот 70 и 95 МГц. При этом АЧХ подобна снятой на рис. 11 с применением генератора и осциллографа.
Рис. 20. АЧХ дифференциального пробника Pintek DP-150pro, полученная с помощью анализатора спектра АКС-1301 и генератора AFG3101 (делитель ×10)
Далее рассмотрим АЧХ пробника с установкой делителя в положение ×30 (рис. 21). Теперь в области низких частот АЧХ просела из-за уменьшения коэффициента передачи делителя. В целом неравномерность АЧХ уменьшилась, что соответствует описанию пробника.
Рис. 21. АЧХ дифференциального пробника Pintek DP-150pro, полученная с помощью анализатора спектра АКС-1301 и генератора AFG3101 (делитель ×30)
Рис. 22. АЧХ дифференциального пробника Pintek DP-150pro (делитель в положении ×1000)
Многие современные унифицированные анализаторы спектра имеют опцию встроенного цифрового трекинг-генератора, который вырабатывает почти синусоидальный сигнал, частота которого меняется в тех же пределах, что и частота перестройки анализатора спектра. Разумеется, современный измерительный цифровой генератор имеет больше возможностей, чем трекинг-генератор: независимую установку частот и их качания, отсутствие искажений на низких частотах, более чистый сигнал, широкий диапазон регулировки уровней и т. д. Тем не менее трекинг-генератор является мощным средством расширения возможностей анализатора спектра, превращающим его в построитель АЧХ.
Нижняя граничная частота у трекинггенераторов различных анализаторов спектра лежит в пределах от десятков герц до десятков мегагерц. Например, у трекинг-генератора анализатора спектра АКС-1301 она равна 150 кГц при уровне сигнала от 0 до –50 дБ, а у новейших бюджетных китайских анализаторов спектра DSA 1020/1030 фирмы RIGOL она составляет 10 МГц при уровне сигнала от 0 до –20 дБ.
Обычно анализатор спектра с трекинг- генератором имеет важную функцию - калибровку тракта трекинг-генератор - анализатор. При калибровке выход генератора подключается к входу анализатора отрезком коаксиального кабеля. После запуска калибровки обычно неравномерная АЧХ системы становится почти идеально равномерной и горизонтальной. Таким образом, происходит почти идеальная нейтрализация неравномерности АЧХ тракта трекинг-генератор - анализатор спектра.
По завершении калибровки (а она повторяется при изменении основных настроек анализатора спектра по частоте и уровню) нужно отключить кабель выхода генератора и подключить его к тестируемому устройству. А выход последнего надо подключить к входу анализатора. На рис. 23 показан пример построения АЧХ СВЧ полосового фильтра с полосой частот примерно от 1,6 до 2,4 ГГц. Динамический диапазон при измерении АЧХ составляет около 40 дБ, что для такой широкой полосы очень неплохо.
Рис. 23. Пример построения АЧХ коэффициента передачи СВЧ полосового фильтра
Некоторые анализаторы спектра, например АКС-1301, способны измерять обратные потери 4-полюсников и коэффициенты отражения. Для точного измерения этих параметров анализаторы имеют опцию - мост для измерения обратных потерь. С этой опцией также проводится калибровка, а затем измерение этих параметров .
Как видно из приведенных примеров, применение трекинг-генератора особенно эффективно при исследовании СВЧ- компонентов и возможно в полной полосе частот анализатора спектра (до 3 ГГц у использованного прибора). При этом, в отличие от более низкочастотных измерений, время построения АЧХ при автоматической установке параметров прибора оказывается достаточно малым - 944 мс.
Для построения АЧХ зачастую возможно использование спектров импульсных сигналов. Такие сигналы не требуют изменения частоты в ходе перестройки анализатора спектра и осуществляют не последовательное, а параллельное тестирование исследуемых устройств. На вход устройства подается не один синусоидальный сигнал с меняющейся частотой, а сразу множество сигналов (спектр) с постоянными частотами гармоник.
Естественно, в первую очередь для этого логично применять сигналы, дающие равномерный спектр в определенном диапазоне частот. Уникальным является сигнал вида sin(t /τ)/(t /τ), теоретически обеспечивающий строгое постоянство уровня гармоник спектра до частоты f max = 1/τ. Современные цифровые генераторы сигналов произвольной формы, как правило, способны создавать такой сигнал (рис. 24).
Рис. 24. Установки генератора AFG3101 для получения сигнала вида sin(t/τ)/(t/τ)
Рис. 25. Спектр сигнала sin (t/τ)/(t/τ) при частоте его повторения 1 МГц и амплитуде 1 В
Оценим его спектр, создаваемый генератором AFG3101 (рис. 25). Сигнал при такой частоте дает 31 гармонику с уровнем 10,1 мВ каждая. В данном случае у анализатора установлено измерение уровня гармоник в единицах напряжения, а не мощности. Спектр сигнала практически идеально равномерен вплоть до частоты чуть выше 30 МГц. Такой спектр можно успешно использовать для тестирования во всем диапазоне длинных, средних и коротких волн.
Рис. 26. Спектр трапецеидального импульса
Схемы для создания такого сигнала мало известны и не распространены. Куда проще получить сигналы в виде почти прямоугольных импульсов с большой скважностью. В качестве примера на рис. 26 показан спектр трапецеидального импульса с длительностью полки 10 нс и фронтов 4 нс. Спектр построен для диапазона частот от 0 до 100 МГц. Если считать допустимым спад уровня гармоник до –3 дБ, то полоса частот почти равномерного спектра лежит в пределах до 40 МГц.
Увеличив полосу частот RBW фильтра до 1 МГц, можно построить огибающую спектра. Этот случай показан на рис. 27.
Рис. 27. Пример построения огибающей (АЧХ) спектра трапецеидального импульса в диапазоне частот до 100 МГц
Пример построения огибающей спектра трапецеидального импульса в широкой полосе частот (до 500 МГц) показан на рис. 28. В данном случае отчетливо видны периодически повторяющиеся спады огибающей спектра, характерные для почти прямоугольных импульсов.
Рис. 28. Пример построения огибающей (АЧХ) спектра трапецеидального импульса в диапазоне частот до 500 МГц
Импульсные сигналы можно использовать для тестирования линейных устройств, например, фильтров из компонентов L, C и R, резонаторов и т. д. Однако их применение для тестирования устройств на активных компонентах не всегда разумно из-за возможности перегрузки таких устройств импульсами, амплитуда которых многократно превышает амплитуду создаваемых ими гармоник. Однако стоит отметить, что такое тестирование близко к реальным условиям работы многих устройств, когда на их входе действует множество сигналов одновременно.
Еще одним методом испытания различных устройств является тестирование их сигналом в виде широкополосного шума. Установки генератора AFG3101 на получение такого шума показаны на рис. 29. Здесь приведен и вид шумового сигнала с разверткой во времени. Единственным параметром шума является его амплитуда.
Рис. 29. Установки генератора AFG3101 для генерации шума
Спектр такого шума сплошной, а не дискретный. Поэтому с помощью шума в принципе можно выявить тонкие особенности АЧХ, невидные при дискретном характере спектра. На рис. 30 показано построение огибающей спектра шумового сигнала от генератора AFG3101 в диапазоне частот от 0 до 500 МГц. При уровне спада огибающей –3 дБ реализуется частотный диапазон равномерного спектра примерно до 200 МГц. Это вдвое больше, чем максимальная частота данного генератора в режиме ГКЧ.
Рис. 30. Огибающая спектра шумового сигнала
На рис. 31 показана АЧХ высоковольтного дифференциального пробника DP-150pro, снятая с помощью шумового сигнала в полосе частот от 0 до 500 МГц.
Рис. 31. АЧХ высоковольтного дифференциального пробника DP-150pro, снятая с помощью шумового сигнала в полосе частот от 0 до 500 МГц
АЧХ на частоте около 100 МГц содержит подозрительный короткий пик. Для выяснения его природы была снята шумовая дорожка при уменьшении амплитуды сигнала до 0. Она показана на рис. 32. В диапазоне частот от 0 до 150 МГц отчетливо видны пики электромагнитных помех, причем особенно большой из них приходится на частоту около 100 МГц. Он вызван работой местной УКВ радиовещательной станции.
Рис. 32. Спектр сигнала с выхода пробника при отсутствии входного сигнала
На всех этапах проектирования компонентов важная роль принадлежит их математическому моделированию. Особенно это относится к начальному этапу проектирования, когда руки разработчика не дошли до создания макетных образов компонентов. Сравнение результатов моделирования с натурным испытанием компонентов, описанным выше, способно выявить немало тонкостей работы, учет которых позволяет повысить качество проектируемых изделий и обеспечить их должную функциональность.
Применительно к радиочастотным цепям высокую наглядность математического моделирования дает пакет расширения RF Blockset матричной системы MATLAB с пакетом визуально-ориентированного блочного математического моделирования Simulink . В этой системе можно отлаживать все описанные выше методы исследования радиочастотных компонентов. Ограничимся примером построения АЧХ двух полосовых фильтров (рис. 33) с применением для этого генератора шума Random Noice и анализаторов спектра на основе быстрого преобразования Фурье FFT.
Рис. 33. Пример построения АЧХ двух полосовых фильтров в системе MATLAB+Simulink с применением генератора шума и анализаторов спектра на выходе фильтров
Как показано выше, построение АЧХ различных тестируемых устройств возможно различными методами, некоторые из которых не получили широкого распространения из-за малой известности и кажущихся трудностей реализации. Однако появление современных цифровых приборов (генераторов сигналов, осциллографов и анализаторов спектра) позволяет по-новому взглянуть на реализацию таких специальных методов. В ряде случаев их реализация оказывается более простой и дешевой, чем обычное снятие АЧХ с помощью ГКЧ, детектора и осциллографа. При этом существенно расширяется диапазон частот тестирования и динамический диапазон по уровню. Наиболее перспективным выглядит построение АЧХ путем использования огибающей спектра, которую могут строить современные цифровые анализаторы спектра с применением как ГКЧ, так и импульсов с фиксированной частотой повторения и встроенных в анализаторы спектра трекинг-генераторов. Эти методы тестирования легко поддаются математическому моделированию с помощью систем компьютерной математики, например MATLAB+Simulink, и образуют комплекс средств для исследования и тестирования различных компонентов и устройств.
Комбинированный осциллограф MDO3012 – это прибор, который может быть очень полезен при проектировании и отладке современных комплексных электронных систем. Этот осциллограф объединяет в себе шесть приборов: анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, логический анализатор, анализатор протоколов и цифровой вольтметр/частотомер. Осциллограф MDO3012 можно конфигурировать под собственные задачи и обновлять. Предусмотрена возможность добавления функций и выбора характеристик, которые необходимы в данный момент или могут понадобиться позже.
| Параметр | Значение |
| Число аналоговых каналов | 2 |
| Аналоговая полоса пропускания | 100 МГц |
| Время нарастания (скорость развертки 10 мВ/дел. при входной нагрузке 50 Ом) | 4 нс |
| Частота дискретизации (1 канал) | 2,5 Гвыб./с |
| Частота дискретизации (2 канала) | 2,5 Гвыб./с |
| Длина записи (1 канал) | 10 млн. точек |
| Длина записи (2 канала) | 10 млн. точек |
| Цифровые каналы с опцией MDO3MSO | 16 |
| Выходные сигналы генератора сигналов произвольной формы и стандартных функций с опцией MDO3AFG | 1 |
| Число каналов анализатор спектра | 1 |
| Стандартный диапазон частот анализатора спектра | от 9 кГц до 100 МГц |
| Диапазон частот анализатора спектра с опцией MDO3SA | от 9 кГц до 3 ГГц |
Система вертикального отклонения аналоговых каналов
| Параметр | Значение | |
| Аппаратное ограничение полосы пропускания | 20 МГц | |
| Режимы входа | перем. ток, пост. ток | |
| Входное сопротивление | 1 МОм ±1%, 50 Ом ±1%, 75 Ом ±1%; 75 Ом отсутствует в моделях с полосой пропускания 1 ГГц | |
| Диапазон входной чувствительности | 1 МОм | от 1 мВ/дел. до 10 В/дел. |
| 50 Ом, 75 Ом | от 1 мВ/дел. до 1 В/дел. | |
| Разрешение по вертикали | 8 бит (11 бит в режиме высокого разрешения) | |
| 1 МОм | 300 В ср. кв. (КАТ II) с пиковыми значениями ≤ ±425 В | |
| 50 Ом, 75 Ом | 5 Вср. кв. с пиковыми значениями ≤ ±20 В | |
| Погрешность усиления постоянного напряжения | ±1,5% при чувствительности не менее 5 мВ/дел., увеличивается со скоростью 0,10%/°C при температуре выше 30 °C | |
| ±2,0% при чувствительности 2 мВ/дел., увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C | ||
| ±2,5% при чувствительности 1 мВ/дел., увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C | ||
| ±3,0% при переменном коэффициенте усиления, увеличивается со скоростью 0,10 %/°C при температуре выше 30 °C | ||
| Развязка между каналами | Для двух любых каналов с одинаковой чувствительностью по вертикали – ≥100:1 на частоте ≤100 МГц и ≥30:1 на частоте от 100 МГц до верхней границы полосы пропускания | |
Диапазон смещения
| Чувствительность по вертикали (В/дел.) | Диапазон смещения | |
| Входное сопротивление 1 МОм | Входное сопротивление 50 Ом, 75 Ом | |
| от 1 мВ/дел. до 50 мВ/дел. | ±1 В | ±1 В |
| от 50,5 мВ/дел до 99,5 мВ/дел. | ±0,5 В | ±0,5 В |
| от 100 мВ/дел. до 500 мВ/дел. | ±10 В | ±10 В |
| от 505 мВ/дел. до 995 мВ/дел. | ±5 В | ±5 В |
| от 1 В/дел. до 5 В/дел. | ±100 В | ±5 В |
Система вертикального отклонения цифровых каналов (требуется опция MDO3MSO)
| Параметр | Значение |
| Число входных каналов | 16 цифровых каналов (D15 – D0) |
| Пороги | Общая настройка для группы из 8 каналов |
| Выбор значений порогов | ТТЛ, КМОП, ЭСЛ, псевдо-ЭСЛ, определяется пользователем |
| Диапазон значений порогов, настраиваемых пользователем | от -15 В до +25 В |
| Максимальное входное напряжение | от -20 до +30 В |
| Погрешность установки порога | ±(100 мВ + 3% от установленного порога) |
| Максимальный динамический диапазон входного сигнала | 50 Впик.-пик. (зависит от установленного порога) |
| Минимальный размах напряжения | 500 мВ |
| Входное сопротивление | 101 кОм |
| Входная емкость пробника | 8 пФ |
| Разрешение по вертикали | 1 бит |
Система горизонтального отклонения аналоговых каналов
| Параметр | Значение |
| Диапазон скорости развертки | от 1 нс/дел. до 1000 с/дел. |
| Максимальная продолжительность захвата при максимальной частоте дискретизации (все каналы/половина каналов) | 4/4 мс |
| Диапазон задержки развертки | от -10 делений до 5000 с |
| Диапазон компенсации сдвига фаз между каналами | ±125 нс |
| Погрешность генератора развертки | ±10 х 10 -6 в любом интервале ≥1 мс |
Система горизонтального отклонения цифровых каналов (требуется опция MDO3MSO)
| Параметр | Значение |
| Максимальная частота дискретизации (основной режим) | 500 Мвыб./с (разрешение 2 нс) |
| Максимальная длина записи (основной режим) | 10 млн. точек |
| Максимальная частота дискретизации (режим MagniVu) | 8,25 Гвыб./с (разрешение 121,2 пс) |
| Максимальная длина записи (режим MagniVu) | 10 000 точек с центрированием относительно точки запуска |
| Минимальная обнаруживаемая длительность импульса (тип.) | 2 нс |
| Сдвиг фаз между каналами (тип.) | 500 пс |
| Максимальная частота переключения входа | 250 МГц (Максимальная частота синусоидального сигнала, точно воспроизводимого в виде меандра. Необходим короткий удлинитель земли в каждом канале. Это максимальная частота при минимальной амплитуде сигнала. При больших амплитудах можно получить большую частоту переключения.) |
Вход анализатора спектра
Генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций (требуется опция MDO3AFG)
Цифровой вольтметр и частотомер
| Параметр | Значение |
| Источник | канал 1, канал 2 |
| Типы измерений | Среднеквадратическое значение переменной составляющей, постоянная составляющая, сумма постоянной составляющей и среднеквадратического значения переменной составляющей (показания в вольтах или амперах); частота Разрешение |
| Разрешение | Перем. напряжение, пост. напряжение: 4 разряда |
| Частота: 5 разрядов | |
| Погрешность частоты | 10 -6 |
| Скорость измерений | 100 измерений/с; измерения на экране обновляются 4 раза в секунду |
| Автоматический выбор параметров системы вертикального отклонения | Автоматическая настройка параметров по вертикали для максимального динамического диапазона измерений; доступна для любого источника, не связанного с системой запуска |
| Графическое представление результатов измерения | Графическое отображение минимального, максимального и текущего значений и прокрутка значений в 5-секундном интервале |
Программное обеспечение
| Параметр | Значение |
| ПО OpenChoice® Desktop | Обеспечивает быстрое и простое взаимодействие осциллографа с компьютерами, работающими под управлением Windows, через интерфейс USB или LAN. Позволяет передавать и сохранять настройки, осциллограммы, результаты измерений и снимки экрана. В состав этого ПО входят панели инструментов Word и Excel, позволяющие автоматизировать захват и передачу данных и снимков экрана в Word и Excel для быстрого составления отчетов и дальнейшего анализа. |
| Драйвер IVI | Обеспечивает стандартный интерфейс программирования приборов для распространенных программных пакетов, таких как LabVIEW, LabWindows/CVI, Microsoft.NET и MATLAB. |
| Веб-интерфейс e*Scope® | Позволяет управлять осциллографом по сети через стандартный обозреватель интернета. Просто введите IP адрес или сетевое имя осциллографа, и в обозревателе откроется страница управления. Передайте и сохраните настройки, осциллограммы, измерения и снимки экрана или оперативно измените настройки осциллографа непосредственно на странице управления. |
| Веб-интерфейс LXI Core 2011 | Обеспечивает подключение к осциллографу через стандартный браузер путем ввода IP адреса или сетевого имени осциллографа в адресную строку браузера. Веб-интерфейс позволяет контролировать состояние и конфигурацию прибора, проверять и изменять настройки сети, а также управлять осциллографом с помощью ПО e*Scope®. Алгоритм работы интерфейса соответствует спецификациям LXI Core 2011, версия 1.4. |
Характеристики дисплея
| Параметр | Значение |
| Тип дисплея | цветной дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм) |
| Разрешение дисплея | 800 × 480 (WVGA) |
| Интерполяция | Кардинальный синус (Sinс) |
| Представление сигналов | Векторы, точки, переменное послесвечение, бесконечное послесвечение |
| Цветовые палитры для режима захвата FastAcq | Температурная, спектральная, нормальная, инвертированная |
| Координатная сетка | Полная, сетка, сплошная, перекрестие, рамка, IRE и мВ. |
| Формат | YT, XY и одновременно XY/YT |
| Максимальная скорость захвата | >235 000 осциллограмм/с в режиме FastAcq для моделей с полосой пропускания от 100 МГц до 500 МГц |
Порты ввода/вывода
| Параметр | Значение | |
| Высокоскоростной хост-порт USB 2.0 | Поддерживает USB накопители, принтеры и клавиатуру. По одному порту на передней и задней панелях прибора. | |
| Порт ведомого устройства USB 2.0 | Расположен на задней панели. Поддерживает управление осциллографом через интерфейс USBTMC или GPIB (с переходником TEK-USB-488) и непосредственную печать на принтерах, совместимых с технологией PictBridge. | |
| Печать | Для печати используется сетевой принтер, принтер, совместимый с технологией PictBridge, или принтер, поддерживающий печать сообщений электронной почты. Примечание: В принтере используется ПО, разработанное OpenSSL Project для использования в OpenSSL Toolkit. | |
| Порт LAN | Розетка RJ-45, поддерживает стандарт 10/100/1000Base-T | |
| Выход видеосигнала | Розетка DB-15, позволяет выводить изображение с экрана осциллографа на внешний монитор или проектор. Разрешение XGA | |
| Вспомогательный вход | Разъем BNC на передней панели | Входное сопротивление, 1 МОм |
| Максимальное входное напряжение | 300 Вср. кв. (КАТ II) с пиковыми значениями ≤ ±425 В | |
| Напряжение и частота на выходе компенсатора пробника (контакты на передней панели) | Амплитуда | от 0 до 2,5 В |
| Частота | 1 кГц | |
| Вспомогательный выход (разъем BNC на задней панели) | V OUT (высокий уровень): ≥2,5 В без нагрузки, ≥0,9 В с нагрузкой 50 Ом | |
| V OUT (низкий уровень): ≤0,7 В при выходном токе ≤4 мА; ≤0,25 В с нагрузкой 50 Ом | ||
| Замок Кенсингтона | Гнездо на задней панели для стандартного замка Кенсингтона. | |
| Крепление VESA | Стандартные точки крепления VESA 75 мм (MIS-D 100) на задней панели прибора | |
Источник питания
Габариты и масса
| Параметр | Значение |
| Высота | 203,2 мм |
| Ширина | 416,6 мм |
| Глубина | 147,4 мм |
| Масса Нетто | 4,2 кг |
| Масса Брутто | 8,6 кг |
| Конфигурация для установки в стойку | 5U |
| Зазор для охлаждения | 51 мм с левой и с задней сторон прибора |
Электромагнитная совместимость, условия окружающей среды и безопасность
| Параметр | Значение | |
| Температура | Рабочая | от -10 ºC до +55 ºC (от +14 ºF до 131 ºF) |
| Хранение | от -40 ºC до +71 ºC (от -40 ºF до 160 ºF) | |
| Относительная влажность | Рабочая | Температура до +40 ºC, относительная влажность от 5% до 90%Температура от +40 ºC до +55 ºC, относительная влажность от 5% до 60% |
| Хранение | Температура до +40 º, относительная влажность от 5% до 90%Температура от +40 ºC до +55 ºC, относительная влажность от 5% до 60%Температура от +55 ºC до +71 ºC, относительная влажность от 5% до 40%, без образования конденсата | |
| Высота над уровнем моря | Рабочая | до 3000 м |
| Хранение | до 12 000 м | |
| Нормативные документы | Электромагнитная совместимость | Директива совета EC 2004/108/EC |
| Безопасность | UL61010-1:2004, CAN/CSA-C22.2 No. 61010.1: 2004, Директива по низковольтному оборудованию 2006/95/EC и EN61010-1:2001, МЭК 61010-1:2001, ANSI 61010-1-2004, ISA 82.02.01 | |
Комбинированный осциллограф (6 в 1) серии Tektronix MDO3000 - это прибор, который очень полезен при проектировании и отладке современных комплексных электронных систем. Этот осциллограф объединяет в себе шесть приборов: , , , , и . Осциллограф серии MDO3000 можно конфигурировать под собственные задачи и обновлять в процессе эксплуатации. Предусмотрена возможность добавления функций, которые необходимы в данный момент или могут понадобиться позже. Полное описание всех характеристик Вы можете скачать ниже на этой странице в разделе .
Основные характеристики:
100 МГц, 2,5 Гвыб/с, 2 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 100 МГц (модель MDO3012).
100 МГц, 2,5 Гвыб/с, 4 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 100 МГц (модель MDO3014).
200 МГц, 2,5 Гвыб/с, 2 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 200 МГц (модель MDO3022).
200 МГц, 2,5 Гвыб/с, 4 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 200 МГц (модель MDO3024).
350 МГц, 2,5 Гвыб/с, 2 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 350 МГц (модель MDO3032).
350 МГц, 2,5 Гвыб/с, 4 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 350 МГц (модель MDO3034).
500 МГц, 2,5 Гвыб/с, 2 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 500 МГц (модель MDO3052).
500 МГц, 2,5 Гвыб/с, 4 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 500 МГц (модель MDO3054).
1 ГГц, 5 Гвыб/с, 2 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 1 ГГц (модель MDO3102).
1 ГГц, 5 Гвыб/с, 4 канала
+ анализатор спектра 9 кГц – 1 ГГц (модель MDO3104).
Длина записи: 10 млн. точек
на канал.
Вертикальное разрешение: 8 бит
(11 бит в режиме высокого разрешения).
Чувствительность: от 1 мВ/дел до 10 В/дел
с калиброванной точной настройкой.
Скорость непрерывного захвата осциллограмм: до 280 000 осциллограмм/с
.
Встроенный цифровой вольтметр и частотомер (входит в стандартную комплектацию).
Встроенный анализатор спектра
: расширение полосы частот анализатора спектра до 9 кГц - 3 ГГц
(опция MDO3SA). разрешение (RBW): 20 Гц – 150 МГц (с шагом 1-2-3-5), амплитуда: от +20 дБм до -148 дБм, погрешность амплитуды: ±0,6 дБ, встроенный предусилитель (стандартно), шумы (DANL): -148 дБм, фазовый шум на частоте 1 ГГц при отстройке от несущей на 100 кГц: -97 дБн/Гц.
Дополнительные опции
: встроенный генератор стандартных и произвольных сигналов, встроенный логический анализатор на 16 цифровых каналов, анализатор протоколов: I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MILSTD-1553, аудиошины и другие.
Экран 22,9 см (разрешение 800 x 480). Интерфейсы: USB, Ethernet, внешний монитор XGA.
Масса: 4,2 кг. Габариты: 203 x 417 x 147 мм. Рабочая температура: от -10°С до +55°С.
Незаменимый инструмент при проектировании, отладке и ремонте современных комплексных электронных систем
Посмотрите этот небольшой видеосюжет, чтобы увидеть сильные стороны осциллографов Tektronix MDO3000, благодаря которым Вы сможете значительно ускорить и упростить процесс разработки электронных устройств, а также их обслуживание и ремонт.
Краткий видеообзор возможностей комбинированных осциллографов Tektronix серии MDO3000.
Комбинированный осциллограф серии Tektronix MDO3000 - это прибор, который может быть очень полезен при проектировании и отладке современных комплексных электронных систем. Модели этой серии объединяют в себе шесть приборов: осциллограф, анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, логический анализатор, анализатор протоколов и цифровой вольтметр + частотомер. Как это реализовано, Вы сможете увидеть в этом сюжете:
Tektronix MDO3000 включает 6 базовых приборов, необходимых при разработке,
производстве и ремонте электроники.
При покупке приборов серии Tektronix MDO3000 можно выбрать недорогую модель с базовым функционалом и наращивать возможности уже в процессе эксплуатации путём установки программных опций-ключей. В любое время после покупки, могут быть добавлены такие возможности: увеличение верхней частоты анализатора спектра до 3 ГГц, увеличение верхней частоты осциллографа до 200, 350 или 500 МГц, генератор сигналов, 16 цифровых каналов, модули анализаторов цифровых шин и др. Ниже приводится краткое описание каждого из приборов, которые могут входить в состав MDO3000.
Осциллограф серии MDO3000 - это осциллограф высокого класса (от 100 МГц до 1 ГГц) с разнообразными функциями для ускорения каждого этапа отладки: от быстрого обнаружения и захвата аномалий до поиска в записи осциллограммы интересующих событий, анализа характеристик событий и поведения исследуемого устройства. Осциллографы этой серии содержат множество инновационных функций, одной из которых является технология цифрового фосфора DPO , существенно упрощающая поиск различных аномалий электрических сигналов.
Полоса пропускания осциллографа серии MDO3000 может быть увеличена после покупки прибора . Каждая опция обновления позволяет увеличивать аналоговую полосу пропускания и диапазон частот анализатора спектра. Опции для увеличения полосы пропускания приобретаются с учетом текущей и требуемой полос пропускания. Непосредственно у владельца прибора, полоса пропускания может быть увеличена до 500 МГц. Для увеличения полосы пропускания прибора до 1 ГГц обратитесь в сервисный центр компании Tektronix.
Обнаружение неисправности устройства - это лишь первый шаг. Теперь нужно захватить интересующее событие, чтобы установить причину его возникновения. В осциллографе серии MDO3000 предусмотрено более 125 комбинаций запуска, обеспечивающих полный набор вариантов для ускорения поиска интересующего события. Запуск может осуществляться по ранту, логической комбинации, длительности импульса/глитча, нарушению времени установки и времени удержания, последовательным пакетам и данным параллельной шины. Благодаря длине записи до 10 млн. точек, можно захватывать сразу несколько интересующих событий и даже тысячи последовательных пакетов с сохранением высокого разрешения, позволяющего детально рассматривать мельчайшие подробности сигнала.
Большая длина записи позволяет при одном захвате получать тысячи экранов информации. С помощью панели управления Wave Inspector, представляющей лучшее в отрасли средство навигации и автоматического поиска, интересующие события можно находить за считанные секунды.
Панель управления Wave Inspector обеспечивает непревзойденную эффективность просмотра, навигации и анализа данных. Поворачивая внешнюю ручку панорамирования (1), можно пролистать все точки записи. Перемещение из начала в конец займёт считанные секунды. А если вы увидели что-то интересное и хотите подробнее это рассмотреть? Просто поверните внутреннюю ручку масштабирования (2).
Для того, чтобы проверить соответствие технических характеристик исследуемого устройства требуемым нормам и убедиться в том, что оно способно решать поставленные перед ним задачи, необходимо проанализировать все режимы работы этого устройства. Данная задача может потребовать самых разнообразных измерений - от простой проверки времени нарастания и длительности импульсов до сложного анализа вносимого затухания и исследования источников шумов. Осциллографы Tektronix серии MDO3000 предлагают всеобъемлющий набор встроенных средств анализа, включая привязанные к сигналу и экрану курсоры, автоматизированные измерения, расширенный набор математических функций, в том числе редактор уравнений, построение гистограмм, быстрое преобразование Фурье и диаграммы трендов для визуального определения изменений результатов со временем.
Гистограммы сигнала дают визуальное представление об изменении сигналов во времени. Горизонтальные гистограммы сигнала полезны для анализа джиттера в синхросигнале и распределения джиттера. Вертикальные гистограммы используются для анализа шума в синхросигнале и распределения шума. На основе измерений гистограмм, полученных с помощью Tektronix MDO3000, получают аналитическую информацию о распределении гистограммы сигнала, позволяющую точно определять ширину распределения, среднеквадратическое отклонение, среднее значение и другие значения.
Гистограмма сигнала, построенная по положительному перепаду импульса, помогает оценить распределение положения перепада (джиттер) во времени. На экране Tektronix MDO3000 отображаются числовые значения результатов измерений, полученные на основе гистограммы.
Осциллограф серии MDO3000 - это первый осциллограф в своем классе, который содержит профессиональный анализатор спектра. Каждый осциллограф этой серии содержит анализатор спектра, работающий в диапазоне частот от 9 кГц до верхней границы полосы пропускания данной модели. Диапазон частот анализатора спектра любой модели можно расширить до 3 ГГц (опция MDO3SA), чтобы выполнять анализ спектра сигналов большинства стандартов беспроводной связи.
При использовании радиочастотного входа анализатора спектра, дисплей осциллографа серии MDO3000 переходит в режим полноэкранного отображения сигналов в частотной области. Все основные параметры спектра, такие как центральная частота, полоса обзора, опорный уровень и полоса разрешения, настраиваются легко и быстро с помощью специальных кнопок меню на передней панели и клавиатуры.
При этом исследуемый сигнал подаётся на отдельный вход анализатора спектра (с импедансом 50 Ом), расположенный на передней панели прибора.
Осциллографы серии MDO3000 позволяют отображать спектры в виде спектрограммы, которая является идеальным средством для отслеживания медленно изменяющихся событий в РЧ сигналах. По оси X откладываются значения частоты (как на обычном графике представления спектра), по оси Y – время, а цветом обозначается амплитуда.
Tektronix MDO3000 в режиме спектрограммы отображает медленно изменяющиеся события в РЧ сигналах. На данном рисунке показан сигнал с несколькими пиками. Изменения во времени значений частоты и амплитуды этих пиков легко отслеживаются на спектрограмме.
Осциллографы Tektronix серии MDO3000 позволяют проводить три вида автоматизированных РЧ измерений: измерение мощности сигнала в канале, коэффициента мощности соседнего канала и ширины занимаемой полосы частот. При активации какого-либо из этих режимов измерений, осциллограф автоматически включает режим отображения спектра и метод детектирования «Усреднение» («Average») для оптимизации результатов измерений.
Встроенный в осциллографы Tektronix MDO3000 полноценный анализатор спектра значительно расширяет область полезного применения этого прибора. Так как многие современные устройства содержат радиотракт, Вам необходимо проводить измерения не только в области времени, но и в частотной области. При этом, традиционные решения на базе FFT мало полезны, так как имеют очень низкую чувствительность. В этом видеосюжете наглядно показано применения встроенного в MDO3000 анализатора спектра.
Видеообзор встроенного анализатора спектра осциллографов Tektronix MDO3000.
Посмотрите этот видеосюжет, чтобы увидеть основные преимущества сверхширокой полосы захвата (до 3 ГГц) анализатора спектра, который входит в состав комбинированного осциллографа Tektronix MDO3000. По сравнению с большинством других анализаторов спектра, полоса захвата которых составляет от 10 до 30 МГц, возможности MDO3000 по обнаружению непостоянных сигналов значительно шире.
Видеообзор преимуществ сверхширокой полосы захвата (до 3 ГГц) встроенного анализатора спектра осциллографов Tektronix MDO3000.
Осциллограф серии MDO3000 содержит опциональный встроенный генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций (опция MDO3AFG), идеальный для имитации сигналов датчика в процессе отладки и для добавления шума к полезным сигналам для моделирования неблагоприятных условий. Встроенный генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций выдает сигналы с частотой до 50 МГц, в частности синусоидальные, прямоугольные, пилообразные и импульсные сигналы, постоянный ток, шум, сигналы функций кардинального синуса (Sinc), Гаусса и Лоренца, экспоненциального подъема и спада, гаверсинуса и кардиосигнал.
Tektronix MDO3000 в режиме выбора типа сигнала встроенного генератора сигналов
произвольной формы и стандартных функций.
Память генератора сигналов произвольной формы составляет до 128 000 точек. В нее можно записать сигнал с аналогового входа, из сохраненного внутреннего файла, со съемного накопителя USB большой емкости или с внешнего компьютера. Будучи записанным в редактируемую память генератора, сигнал может быть модифицирован с помощью экранного редактора, а затем подан на выход генератора. Осциллограф серии MDO3000 совместим с ПО ArbExpress Tektronix, позволяющим быстро и легко создавать и редактировать сложные сигналы на внешнем компьютере. Чтобы генератор выдавал требуемый сигнал, файл с сигналом нужно передать в редактируемую память осциллографа серии MDO3000 через интерфейс USB, LAN или с использованием съемного накопителя USB большой емкости.
Tektronix MDO3000 в режиме редактора для поточечного редактирования
сигналов произвольной формы.
Логический анализатор (опция MDO3MSO) обеспечивает 16 цифровых каналов, интегрированных в интерфейс пользователя осциллографа. Это упрощает работу и облегчает решение проблем при работе с сигналами в разных областях.
Сигнал последовательной шины содержит, как правило, адрес, управляющую информацию, данные и тактовую частоту, что затрудняет интерпретацию изображения на экране осциллографа и выделение интересующих событий. Автоматический запуск, декодирование и поиск событий и условий в сигналах, передаваемых по последовательной шине, создают надежный набор средств отладки последовательных шин. При наличии соответствующей опции, приборы серии MDO3000 могут автоматически выполнять захват, декодирование и анализ последовательных протоколов передачи данных: I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MILSTD-1553, аудиошин и других.
Tektronix MDO3000 в режиме запуска по конкретному пакету данных, проходящему по шине I2C. Желтая осциллограмма представляет собой сигнал тактовой частоты, а синяя – данные. Осциллограмма сигнала шины показывает декодированное содержимое пакета,
включая Старт, Адрес, Чтение/Запись, Данные и Стоп.
В этом видеосюжете показана работа встроенного анализатора протоколов для декодирования и поиска событий в сигналах, передаваемых по последовательной шине SPI . Аналогичным образом выполняется декодировка и других протоколов передачи данных: I2C, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MILSTD-1553, аудиошин и пр.
Видеообзор встроенного анализатора протоколов, который входит в состав комбинированного осциллографа Tektronix MDO3000.
Осциллограф MDO3000 содержит встроенные 4-разрядный цифровой вольтметр и 5-разрядный частотомер. Сигнал с любого аналогового входа осциллографа может быть подан на вольтметр без переключения пробников. Результаты измерения динамически отображаются на дисплее в цифровой и графической форме. На дисплее также отображаются минимальное, максимальное и среднее измеренные значения и диапазон значений, измеренных в течение предыдущего 5-секундного интервала. Цифровой вольтметр и частотомер есть во всех моделях серии MDO3000 и активируются при регистрации прибора.
Tektronix MDO3000 в режиме цифрового вольтметра. Результаты измерения в течение 5-секундного интервала представлены с указанием минимального, максимального и среднего значений постоянного напряжения. Показана также частота сигнала.
Основные опции:
- опция MDO3SA (расширение полосы частот анализатора спектра любой модели до 9 кГц - 3 ГГц)
- опция MDO3AFG (генератор для создания 13 стандартных сигналов, а также произвольных сигналов)
- опция MDO3MSO (логический анализатор на 16 цифровых каналов, в комплекте с цифровым пробником P6316 и принадлежностями)
- дополнительные опции анализатора протоколов для декодирования и анализа последовательных шин: I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MILSTD-1553, аудиошины и другие.
Полный перечень опций и аксессуаров для MDO3000 включает до сотни различных наименований. Подробную информацию по опциям, пробникам и пр. смотрите на этой странице в разделе .
Эта документация в формате PDF содержит наиболее полное описание возможностей осциллографов серии Tektronix MDO3000, их технических характеристик и режимов работы:
Описание и характеристики осциллографов Tektronix MDO3000 (на русском) (39 стр.; 3 МБ)
Руководство по эксплуатации осциллографов Tektronix MDO3000 (на русском) (278 стр.; 6 МБ)
А здесь можно найти наши советы и другую полезную информацию по этой теме:
Как быстро выбрать осциллограф - критерии выбора, типовые применения и популярные модели
Технология цифрового люминофора DPO в осциллографах - принцип работы, примеры применения
Сравнительная таблица основных характеристик цифровых осциллографов
Пассивные пробники напряжения для осциллографов
