Основы использования осциллографов, анализаторов спектра и генераторов. Математические функции со спектрограммами

SoundCard Oszilloscope – программа превращающая компьютер в двухканальный осциллограф, двухканальный генератор низкой частоты и анализатор спектра

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Каждый радиолюбитель знает, что для создания более-менее сложных радиолюбительских устройств необходимо иметь в своем распоряжение не только мультиметр. Сегодня в наших магазинах можно купить практически любой прибор, но – есть одно “но” – стоимость приличного качества любого прибора не менее нескольких десятков тысяч наших рублей, и не секрет, что для большинства россиян это значительные деньги, а посему эти приборы недоступны вовсе, или радиолюбитель покупает приборы давно находящиеся в употреблении.
Сегодня на сайте , мы попробуем оснастить лабораторию радиолюбителя бесплатными виртуальными приборами – цифровой двухканальный осциллограф , двухканальный генератор звуковой частоты , анализатор спектра . Единственный недостаток этих приборов – все они работают только в полосе частот от 1 Гц до 20000 Гц. На сайте уже давалось описание похожей радиолюбительской программы: “ “ – программа превращающая домашний компьютер в осциллограф .
Сегодня я хочу предложить вашему вниманию очередную программу – “ SoundCard Oszilloscope “. Меня эта программа привлекла неплохими характеристиками, продуманным дизайном, простотой изучения и работы в ней. Данная программа на английском, русского перевода нет. Но я не считаю это недостатком. Во-первых – разобраться как работать в программе очень легко, вы сами это увидите, во-вторых – когда нибудь вы обзаведетесь хорошими приборами (а у них все обозначения на английском, хотя сами китайские) и сразу и легко освоитесь с ними.

Программа разработана C. Zeitnitz и является бесплатной, но только для частного использования. Лицензия на программу стоит около 1500 рублей, и есть еще так называемая “частная лицензия” – стоимостью около 400 рублей, но это скорее пожертвование автору на дальнейшее совершенствование программы. Мы, естественно, будем пользоваться бесплатной версией программы, которая отличается только тем, что при ее запуске каждый раз появляется окошко с предложением купить лицензию.

Скачать программу (последняя версия на декабрь 2012 года):

(28.1 MiB, 52,914 hits)

Для начала давайте разберемся с “понятиями”:
Осциллограф – прибор предназначенный для исследования, наблюдения, измерения амплитудных и временных интервалов.
Осциллографы классифицируются:
♦ по назначению и способу вывода информации:
– осциллографы с периодической разверткой для наблюдения сигналов на экране (на Западе их называют oscilloscop)
– осциллографы с непрерывной разверткой для регистрации кривой сигнала на фотоленте (на Западе называются oscillograph)
♦ по способу обработки входного сигнала:
– аналоговый
– цифровой

Программа работает в среде не ниже W2000 и включает в себя:
- двухканальный осциллограф с частотой пропускания (зависит от звуковой карты) не менее чем от 20 до 20000 Гц;
– двухканальный генератор сигналов (с аналогичной генерируемой частотой);
– анализатор спектра
– а также имеется возможность записи звукового сигнала для его последующего изучения

Каждая из этих программ имеет дополнительные возможности, которые мы рассмотрим в ходе их изучения.

Начнем мы с генератора сигналов (Signalgenerator):

Генератор сигналов, как я уже говорил, – двухканальный – Channel 1 и Channel 2.
Рассмотрим назначение его основных переключателей и окошек:
1 – кнопки включения генераторов;
2 – окно установки формы выходного сигнала:
sine – синусоидальный
triangle - треугольный
square - прямоугольный
sawtooth - пилообразный
white noise – белый шум
3 – регуляторы амплитуды выходного сигнала (максимальная – 1 вольт);
4 – регуляторы установки частоты (нужную частоту можно установить вручную в окошках под регуляторами). Хотя на регуляторах максимальная частота – 10 кГц, но в нижних окошках можно прописать любую допускаемую частоту (зависит от звуковой карты);
5 – окошки для выставления частоты вручную;
6 – включение режима “Sweep – генератор”. В этом режиме выходная частота генератора периодически изменяется от минимального значения установленного в окошках “5” до максимального значения установленного в окошках “Fend” в течение времени, установленного в окошках “Time”. Этот режим можно включить или для любого одного канала или сразу для двух каналов;
7 – окна для выставления конечной частоты и времени Sweep режима;
8 – программное подключение выхода канала генератора к первому или второму входному каналу осциллографа;
9 - установка разности фаз между сигналами с первого и второго каналов генератора.
10 - у становка скважности сигнала (действует только для прямоугольного сигнала).

Теперь давайте рассмотрим сам осциллограф:

1 – Amplitude - регулировка чувствительности канала вертикального отклонения
2 – Sync – позволяет (установив или сняв галочку) производить раздельную, или одновременную регулировку двух каналов по амплитуде сигналов
3, 4 – позволяет разнести сигналы по высоте экрана для их индивидуального наблюдения
5 – установка времени развертки (от 1 миллисекунды до 10 секунд, при этом в 1 секунде – 1000 миллисекунд)
6 – запуск/остановка работы осциллографа. При остановке на экране сохраняется текущее состояние сигналов, а также появляется копка Save (16 ) позволяющая сохранить текущее состояние на компьютере в виде 3-х файлов (текстовые данные исследуемого сигнала, черно-белое изображение и цветное изображение картинки с экрана осциллографа в момент остановки)
7 – Trigger – программное устройство, которое задерживает запуск развертки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия и служит для получения стабильного изображения на экране осциллографа. Имеется 4 режима:
– включение/выключение . При выключенном триггере, изображение на экране будет выглядеть “бегущим” или даже “размазанным”.
– автоматический режим . Программа сама выбирает режим (нормальный или одиночный).
– нормальный режим . В этом режиме осуществляется непрерывная развертка исследуемого сигнала.
– одиночный режим . В этом режиме осуществляется одноразовая развертка сигнала (с промежутком времени, установленным регулятором Time).
8 – выбор активного канала
9 – Edge – тип запуска сигнала:
- rising – по фронту исследуемого сигнала
– falling – по спаду исследуемого сигнала
10 – Auto Set – автоматическая установка времени развертки, чувствительности канала вертикального отклонения Amplitude, а так-же изображение выгоняется в центр экрана.
11 - Channel Mode – определяет как будут выводится сигналы на экран осциллографа:
– single – раздельный вывод двух сигналов на экран
- СН1 + СН2 – вывод суммы двух сигналов
– СН1 – СН2 – вывод разницы двух сигналов
– СН1 * СН2 – вывод произведения двух сигналов
12 и 13 – выбор отображения на экране каналов (или любой из двух, или два сразу, рядом изображается величина Amplitude )
14 – вывод осциллограммы канала 1
15 – вывод осциллограммы канала 2
16 – уже проходили – запись сигнала на компьютер в режиме остановки осциллографа
17 – шкала времени (у нас регулятор Time стоит в положении 10 миллисекунд, поэтому шкала отображается от 0 до 10 миллисекунд)
18 – Status – показывает текущее состояние триггера а также позволяет выводить на экран следующие данные:
- HZ and Volts – вывод на экран текущей частоты напряжения исследуемого сигнала
– cursor – включение вертикальных и горизонтальных курсоров для измерения параметров исследуемого сигнала
– log to Fille – посекундная запись параметров исследуемого сигнала.

Производство измерений на осциллографе

Для начала давайте настроим генератор сигналов:

1. Включаем канал 1 и канал 2 (загораются зеленные треугольники)
2. Устанавливаем выходные сигналы – синусоидальный и прямоугольный
3. Устанавливаем амплитуду выходных сигналов равную 0,5 (генератор генерирует сигналы с максимальной амплитудой 1 вольт, и 0,5 будет означать амплитуду сигналов равную 0,5 вольта)
4. Устанавливаем частоты в 50 Герц
5. Переходим в режим осциллографа

Измерение амплитуды сигналов:

1. Кнопкой под надписью Measure выбираем режим HZ and Volts , ставим галочки у надписей Frequency и Voltage . При этом у нас сверху появляются текущие частоты для каждого из двух сигналов (почти 50 герц), амплитуда полного сигнала Vp-p и эффективное напряжение сигналов Veff .
2. Кнопкой под надписью Measure выбираем режим Cursors и ставим галочку у надписи Voltage . При этом у нас появляются две горизонтальные линии, а внизу надписи, показывающие амплитуду положительной и отрицательной составляющей сигнала (А ), а также общий размах амплитуды сигнала (dA ).
3. Выставляем горизонтальные линии в нужном нам положении относительно сигнала, на экране мы получим данные по их амплитуде:

Измерение временных интервалов:

Проделываем те-же операции, что и для измерения амплитуду сигналов, за исключением – в режиме Cursors галочку ставим у надписи Time . В результате вместо горизонтальных мы получим две вертикальные линии, а внизу будет высвечиваться временной интервал между двумя вертикальными линиями и текущая частота сигнала в этом временном интервале:

Определение частоты и амплитуды сигнала

В нашем случае специально высчитывать частоту и амплитуду сигнала нет необходимости – все отображается на экране осциллографа. Но если вам придется воспользоваться первый раз в жизни аналоговым осциллографом и вы не знаете как определить частоту и амплитуду сигнала мы в учебных целях рассмотрим и этот вопрос.

Установки генератора оставляем как и были, за исключением – амплитуду сигналов устанавливаем 1,0, а установки осциллографа выставляем как на картинке:

Регулятор амплитуды сигнала выставляем на 100 милливольт, регулятор времени развертки на 50 миллисекунд, и получаем картинку на экране как сверху.

Принцип определения амплитуды сигнала:
Регулятор Amplitude у нас стоит в положении 100 милливольт , а это означает, что цена деления сетки на экране осциллографа по вертикали составляет 100 милливольт. Считаем количество делений от нижней части сигнала до верхней (у нас получается 10 делений) и умножаем на цену одного деления – 10*100= 1000 милливольт= 1 вольт , что означает, что амплитуда сигнала у нас от верхней точки до нижней составляет 1 вольт. Точно так-же можно измерить амплитуду сигнала на любом участке осциллограммы.

Определение временных характеристик сигнала:
Регулятор Time у нас стоит в положении 50 миллисекунд . Количество делений шкалы осциллографа по горизонтали равно 10 (в данном случае у нас на экране помещается 10 делений), делим 50 на 10 и получаем 5, это значит что цена одного деления будет равна 5 миллисекундам. Выбираем нужный нам участок осциллограммы сигнала и считаем в какое количество делений он умещается (в нашем случаем – 4 деления). Умножаем цену 1 деления на количество делений 5*4=20 и определяем что период сигнала на исследуемом участке составляет 20 миллисекунд .

Определение частоты сигнала.
Частота исследуемого сигнала определяется по обычной формуле. Нам известно, что один период нашего сигнала равен 20 миллисекунд , остается узнать сколько периодов будет в одной секунде- 1 секунда/20 миллисекунд= 1000/20= 50 Герц.

Анализатор спектра

Анализатор спектра – прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.
Низкочастотный анализатор спектра (как в нашем случае) предназначен для работы в диапазоне звуковых частот и используется, к примеру, для определения АЧХ различных устройств, при исследовании характеристик шума, настройки различной радиоаппаратуры. Конкретно, мы можем определить амплитудно-частотную характеристику собираемого усилителя звуковой частоты, настроить различные фильтры и т.д.
Ничего сложного в работе с анализатором спектра нет, ниже я приведу назначение основных его настроек, а вы сами, уже опытным путем легко разберетесь как с ним работать.

Вот так выглядит анализатор спектра в нашей программе:

Что здесь – что:

1. Вид отображения шкалы анализатора по вертикали
2. Выбор отображаемых каналов с генератора часто и вида отбражения
3. Рабочая часть анализатора
4. Кнопка записи текущего состояния осциллограммы при остановке
5. Режим увеличения рабочего поля
6. Переключение горизонтальной шкалы (шкалы частоты) из линейного в логарифмический вид
7. Текущая частота сигнала при работе генератора в свип-режиме
8. Текущая частота в позиции курсора
9. Указатель коэффициента гармоник сигнала
10. Установка фильтра для сигналов по частоте

Просмотр фигур Лиссажу

Фигуры Лиссажу – замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два гармонических колебаниях в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Вид фигур зависит от соотношения между периодами (частотами), фазами и амплитудами обоих колебаний.

Если подать на входы «X » и «Y » осциллографа сигналы близких частот, то на экране можно увидеть фигуры Лиссажу. Этот метод широко используется для сравнения частот двух источников сигналов и для подстройки одного источника под частоту другого. Когда частоты близки, но не равны друг другу, фигура на экране вращается, причем период цикла вращения является величиной, обратной разности частот, например, период оборота равен 2 с - разница в частотах сигналов равна 0,5 Гц. При равенстве частот фигура застывает неподвижно, в любой фазе, однако на практике, за счет кратковременных нестабильностей сигналов, фигура на экране осциллографа обычно чуть-чуть подрагивает. Использовать для сравнения можно не только одинаковые частоты, но и находящиеся в кратном отношении, например, если образцовый источник может выдавать частоту только 5 МГц, а настраиваемый источник - 2,5 МГц.

Я не уверен, что эта функция программы вам пригодится, но если вдруг потребуется, то я думаю, что вам легко удастся разобраться в этой функции самостоятельно.

Функция записи звукового сигнала

Я уже говорил, что программа позволяет записать какой-либо звуковой сигнал на компьютере с целью его дальнейшего изучения. Функция записи сигнала не представляет сложностей и вы легко разберетесь как это делать:

Программа “Компьютер-осциллограф”

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

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

Видеообзор комбинированных осциллографов Tektronix серии MDO3000

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.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

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.

Профессиональный цифровой осциллограф

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.

Встроенный анализатор спектра (входит в стандартную комплектацию)

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.

Генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций (опция)

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 на 16 каналов (опция)

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.

Анализатор протоколов с запуском по сигналам последовательных шин (опция)

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.

Цифровой вольтметр и частотомер (бесплатно при регистрации прибора)

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.

Опции и аксессуары для комбинированных осциллографов Tektronix серии MDO3000

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 .

Документация

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

Здравствуйте. Предлагаю обзор конструктора для самостоятельной сборки осциллографа-частотомера начального уровня DSO062 с алгоритмом БПФ (Быстрого преобразования Фурье).
Быстрое преобразование Фурье (FFT) - это математическая функция, позволяющая получить из временной зависимости сигнала его частотные компоненты, т.е. проводить спектральный анализ сигналов.
Конструктор достаточно прост, поэтому его можно рекомендовать самым начинающим радиолюбителям.
В обзоре постараюсь подробно описать все этапы сборки и проиллюстрировать их фотографиями.
Эх, если бы мне такой конструктор в детстве достался, когда я ходил в радиокужок, я был бы счастлив…

Для начала заглянем в Википедию:

Осцилло́граф (лат. oscillo - качаюсь + греч. γραφω - пишу) - прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Изначально осциллографы были механическими, потом электронно-лучевыми, а теперь стали цифровыми.
Осциллограф для радиолюбителя, это как тестер для электрика, это как бинокль для военного, это как микроскоп для биолога… Эту цепочку можно продолжать до бесконечности. Поэтому пора переходить к обзору.

Характеристики:

Характеристики, конечно, весьма скромные, говорящие о том, что этот прибор не может являться измерительным инструментом, а только лишь демонстрационным прибором для знакомства и получения начальных навыков. Однако этот прибор может похвастаться функцией частотомера и спектроанализатора. Ещё можно отметить возможность сохранения «снимков экрана» в память с возможностью передачи их на компьютер.

Упаковка и комплектация:

Упаковка самая бюджетная - полиэтиленовый пакет.

Как видно из фото, бо́льшая часть элементов уже смонтирована на печатной плате, осталось припаять: 1 диод, 6 конденсаторов, 1 индуктивность, 1 стабилизатор, 2 разъёма, 9 кнопок, 1 ЖК индикатор. Также в комплекте радиатор, стоечки, винтики и кабель.
В комплекте 3 куска стеклотекстолита, 2 из которых это передняя и задняя панели, а вот средняя - печатная плата с элементами:

Как я уже писал выше, на печатной плате уже смонтированы SMD элементы (элементы поверхностного монтажа). Печатная плата имеет защитную лаковую маску зелёного цвета (т.н. «зелёнку») и маркировку шелкографией. Плата плохо отмыта, т.к. если присмотреться, видны мелкие «шарики» припоя:

В комплекте есть ещё одна печатная плата в составе ЖК индикатора:

Для начала необходимо «скачать» архив с документацией и руководством по монтажу. Документы все на английском языке.
Рассмотрим схему прибора поблочно.

Стабилизатор +5 вольт:

Преобразователь собран на микросхеме линейного стабилизатора напряжения 7805. По паспорту на вход этого стабилизатора и можно подавать до 30 вольт, но делать этого нельзя, т.к. в схеме используется не только выходное напряжение +5 Вольт, но и входное VRAV+ из которого позднее делается негативное напряжение для питания операционных усилителей. На выходе стабилизатора стоит разомкнутая с завода перемычка JP1 которую нужно будет замкнуть после того, как будут спаяны все необходимые элементы и напряжение на выходе будет равно 5 Вольт. Т.е. это такая «защита от дурака».

Источник двуполярного питания:

Для питания операционных усилителей, установленных во входной аналоговой части необходимо двуполярное питание, т.е. "+" и "-" относительно ноля источника питания. В качестве источника положительной полярности используется входное напряжение +9 Вольт, которое фильтруется от помех индуктивностью L3 и конденсатором С18.
Для получения отрицательного напряжения используется ЭДС самоиндукции индуктивности L2, которая выпрямляется диодом D7 и сглаживается фильтром C14-L1-C15.

Входная аналоговая часть:

Аналоговая входная часть собрана на операционных усилителях и . В этой части также установлены переключатели для выбора диапазона входных значений.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП):

Сигнал с выхода аналоговой части подаётся на 8-ми битный параллельный АЦП TLC5510. С помощью этого АЦП аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с дискретностью 8 бит, т.е. 256 значений

Микроконтроллер:

«Мозгом» данного осциллографа является AVR-микроконтроллер , который получает цифровое значение входного сигнала, осуществляет необходимые математические преобразования и выдаёт данные на ЖК экран. Параллельно со своей основной задачей этот микроконтроллер выдаёт тестовый сигнал 500 Гц, а также импульсы VGEN для источника отрицательной полярности.

ЖК дисплей:

Для вывода изображения используется ЖК дисплей , представляющий из себя монохромную матрицу 128х64 точки. Интерфейс с микроконтроллером - параллельный 8-ми битный. С помощью переменного резистора POT1 производится регулировка контрастности изображения.

Сборка:

Ознакомившись с основными узлами пора переходить к сборке.
Для начала предлагается проверить полярность запаянных диодов D7 и D1:

Проверяем:

Диоды запаяны верно.

Шаг 1: Установка диода D3

Диод в комплекте всего 1, перепутать сложно. Серая полоса это «катод», т.е. "-". Устанавливаем и паяем как нарисовано на плате.

Шаг 2: Установка электролитических конденсаторов

Конденсаторов в комплекте 6 штук: 1 на 470 мкФ (побольше) и 5 на 100 мкФ (поменьше). Перепутать тоже сложно. У конденсаторов промаркирован на корпусе отрицательный контакт "-". Паяем как указано на плате.

Шаг 3: Установка индуктивности L2

Индуктивность только одна, полярности у нее нет, поэтому паяем как получится.

Шаг 4: Установка разъёма J4

Данный 2 рядный 10 контактный разъём служит для программирования микроконтроллера, который уже запрограммирован, поэтому если не предполагается производить его перепрограммирование, то и разъём паять не обязательно.

Шаги 5 и 6: Установка разъёмов J5 и J6 (или J1)

J5 это разъём питания. J6 (или J1, какой в комплекте) это разъём входного сигнала. Паяются в свои места. В связи с тем, что у разъёмов толстые выводы, паять нужно аккуратно, чтобы не перегреть их корпуса.

Шаг 7: Установка тестового сигнального «терминала» J8

Здесь предлагается сделать петельку из откушенного вывода диода или конденсатора и запаять таким образом (к этой петельке позднее нужно будет подключаться входным «крокодилом» для проверки работоспособности):

Шаг 8: Установка стабилизатора с радиатором

Сначала необходимо отформовать выводы микросхемы стабилизатора 7805, прикрутить его к радиатору и корпусу, и только потом паять.

Шаг 9: Проверка напряжения питания 5 Вольт

Сейчас необходимо на разъём питания подать 9-12 вольт постоянного тока, согласно полярности и измерить напряжение на контрольной точке TP5. Напряжение должно соответствовать 5 вольтам.

Если всё в порядке, то можно переходить к следующему шагу, а если нет, то необходимо перепроверить установку элементов (диод, стабилизатор).

Шаг 10: Установка перемычки JP1.

Перемычка JP1 это «защита от дурака». Сделано это для того, чтобы не «спалить» все остальные элементы при неправильном монтаже. Но раз мы дошли до этого шага, значит смонтировано всё верно и перемычку можно устанавливать. Делается она тоже из обрезка вывода.

Т.к. дальше следует паять кнопки и переключатели, то предварительно я рекомендую отмыть плату от флюса. Позднее это нужно будет делать гораздо аккуратнее, чтобы не намочить элементы управления. Отмывать можно спиртом или спиртобензиновой смесью. Я мою изопропиловым спиртом.

Шаги 11 и 12: Установка кнопок и переключателей

В руководстве рекомендуется запаять кнопки сначала только по диагонали, т.е. не по 4 а по 2 ножки в каждой, потом примерить лицевую панель и отрегулировать глубину установки кнопок, чтобы они хорошо нажимались. Реально получилось так, что из-за чрезмерной длины кнопок, усадив их максимально глубоко, всё равно пришлось подкладывать под стойки шайбы, чтобы немного приподнять переднюю панель. Т.е. паяем все кнопки максимально близко к плате.

Шаг 13: Установка ЖК-индикатора

Для начала нужно напаять на плату ЖК индикатора однорядную 20-ти пиновую линейку. Но нужно не перепутать и запаять там, где отверстия подписаны. С другой стороны запаять 2 двухпиновых кусочка:

Паять нужно так, чтобы пины были перпендикулярно плате. После этого попробовать посадить плату ЖК дисплея на основную и убедиться, что выводы запаянных элементов не достают до платы дисплея. Если всё в порядке, пропаять обратные стороны пинов со стороны основной платы.

И теперь самое время убрать остатки флюса, но уже более аккуратно. Я для этого использую ватные палочки смоченные в изопропиловом спирте.

Первое включение:

Осциллограф спаян, отмыт от остатков флюса, произведён тщательный осмотр всех контактов на предмет «непропая» или «соплей», и если всё в порядке, подаём питание:

Экран засветился и даже что-то показывает. На самом деле сначала у меня изображения не было никакого. Экран светился зелёным цветом и всё. Но после регулировки контрастности переменным резистором POT1 всё стало на место.
Следующий этап сборка и тестирование.

Сборка:

В сборке нет ничего сложного. В комплекте присутствуют 8 стоек (4 коротких и 4 длинных). В углах всех плат предусмотрены отверстия для стоек. Короткие устанавливаются со стороны ЖК экрана и кнопок, т.е. с передней, а длинные с задней.

Передняя и задняя панели к стойкам крепятся 8-ю винтиками, которые также находятся в комплекте. Перед установкой передней панели, на кнопки необходимо надеть колпачки. Чтобы кнопки нормально нажимались мне пришлось подложить по одной шайбе между каждой стойкой и передней панелью. Вот что получилось:

Питание:

В качестве источника питания производитель предлагает использовать любой источник с напряжением до 12 вольт постоянного или переменного тока. Дело в том, что на входе стоит диод, который защищает прибор от переполюсовки, а также играет роль однополупериудного выпрямителя. Ток потребления заявлен как "<200 мА". Проверим:

Да, ток потребления составил 113 мА. В связи с тем, что используется линейный стабилизатор напряжения, ток не будет существенно меняться при изменении питающего напряжения. Т.е. что при 9 вольтах, что при 12 ток практически одинаков. Только во втором случае радиатор стабилизатора нагревается сильнее.
Для подключения питания необходимо отдельно приобрести вот такой разъём:

Сто́ит 15 рублей.
Либо использовать источник питания уже с необходимым разъёмом ("+" должен быть внутри, "-" снаружи). У меня оказался в наличии такой источник:

Органы управления:

«Пройдёмся» по органам управления. В наличии 3 переключателя и 9 кнопок. Начнём с переключателей:
AC/DC/Freq - переключатель типа входа. «АС» - измерение переменного тока, происходит «отсекание» постоянной составляющей. «DC» - измерение постоянного тока с учетом постоянной составляющей сигнала. «Freq» - режим измерения частоты (частотомер).
GND/1V/0.1V и «x5/x2/x1» - эти 2 переключателя регулируют чувствительность, т.е. величину по оси «Y». Первым переключателем выбирается базовая величина, а вторым множитель. Результат получается перемножением выбранных величин. Например первый переключатель установлен в «0.1V», а второй в «х2», результат в этом случае получится: 0.2 вольта на клетку.
Теперь кнопки:
SEC/DIV - Изменение «частоты развёртки», т.е. времени по оси «Х». При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение величины «времени на клетку» кнопками [+] и [-] .
V.POS - Выбор изменения вертикальной позиции. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить сдвиг по вертикали кнопками [+] и [-] .
H.POS - Выбор изменения горизонтальной позиции. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить сдвиг по вертикали кнопками [+] и [-] .
MODE - Выбор режима синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение режима синхронизации кнопками [+] и [-] .
SLOPE - Изменение полярности синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение полярности синхронизации кнопками [+] и [-] .
LEVEL - Выбор уровня синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение уровня синхронизации кнопками [+] и [-] . При последующих нажатиях на LEVEL производится выбор «внутренней» или «внешней» синхронизации, а также включение или выключение выхода синхронизации.
OK - «Замораживание» экрана. Т.е. при нажатии на кнопку появляется надпись «HOLD» и изображение перестаёт меняться. Повторное нажатие возвращает в обычный режим.

Тестирование:

Для начала подключим вход осциллографа к выходу тестового сигнала J8. Там должен быть меандр с частотой 500 Гц и амплитудой 5 Вольт. Смотрим:

Выбраны режимы «1 вольт на клетку» и «0,5 мсек на клетку». Амплитуда около 5 клеток, т.е. 5 вольт, период 4 клетки, т.е. 2 мсек. Переводим период в частоту f=1/T=1/0,002=500 Гц. Всё верно. Параллельно я подключил мультиметр в режиме измерения частоты. Показания также совпали.
Идём дальше, генератора сигналов у меня нет, поэтому будем обходиться подручными средствами. Посмотрим частоту и форму сигнала с выхода обычного сетевого трансформатора:

Синусоида с частотой 50 Гц.
Далее я собрал простейший генератор на микросхеме таймера .

К выходу получившегося генератора подключим исследуемый осциллограф и ISDS205C.

Дальше поэкспериментируем с формой сигнала, для чего на выход подключим R-C цепочку 2кОм-5нФ:

Увеличим ёмкость до 1 мкФ, но и снизим частоту:

Формы сигналов похожи, частоты тоже.

Режим БПФ (FFT):

БПФ или по английски FFT это . Не вдаваясь в подробности эта функция даёт пользователю возможность с помощью осциллографа проводить анализа сигнала не только во временной, но и в частотной области. Этот алгоритм особенно полезен когда нужно провести спектральный анализ, но специализированных приборов типа анализаторов спектра нет. При этом надо четко представлять, что осциллограф это прежде всего, осциллограф, а не средство измерения частотного спектра, хотя у него и есть такая возможность. Поэтому метрологические характеристики осциллографов в режиме БПФ не нормируются.
В режим БПФ и обратно осциллограф переключается длительным нажатием (3 секунды) на кнопку MODE . Кнопкой HPOS можно выбирать количество точек для БПФ: 256 или 512. Кнопками [+] [-] можно менять частоту дискретизации.
Для тестирования этого режима подключим вход осциллографа к выходу внутреннего тестового генератора:

Частота генератора равна 500 Гц, можно видеть максимальный уровень сигнала именно на этой частоте, и дальше наблюдать затухающие гармоники на частотах 1500 Гц, 2500 Гц, 3500 Гц и т.д.

Сохранение снимка экрана:

Сделать снимок экрана и сохранить можно либо во внутреннюю энергонезависимую память (до 6 снимков), либо передать в виде BMP файла на компьютер. Сделать это можно следующим образом:

Сохранение во внутреннюю память:
1) «Заморозить» экран кнопкой (состояние HOLD).
2) Нажать и используя [+] или [-] выбрать 1 из 6 ячеек памяти.
3) Нажать для записи «замороженного» экрана в выбранную ячейку.

Просмотр сохранённых экранов:
1) Войти в режим HOLD нажатием кнопки .
2) Нажать и используя [+] или [-] выбрать 1 из 6 ячеек памяти.
3) Нажать для вывода на экран изображения из выбранной ячейки.

Передача снимка экрана на компьютер.
Для начала необходимо осциллограф подключить к компьютеру через последовательный порт. Я для этого использовал преобразователь USB-COM c TTL уровнями подключив его к разъёму J5:
Далее на компьютере необходимо запустить программу, которая поддерживает приём данных по протоколу Xmodem . На WinXP это HyperTerminal. На Win7 и старше HyperTerminal-а нет. Чем пользоваться - затрудняюсь ответить. Мне повезло, что как раз в наличии был старый ноутбук с WinXP. При приёме данных необходимо выбрать следующие параметры порта: 38400bps, 8 data bits, 1 stop bit, no parity, no flow control .
Выбрать имя файла с расширением BMP и нажать «ожидание приёма».
В это время осциллограф перевести в состояние HOLD кнопкой , нажать и далее . В это время должна начаться передача файла. Вот что у меня получилось:

Итоги:

Ну что же, пора заканчивать и подводить итоги.

Простота сборки, доступно даже самым начинающим радиолюбителям;
+ Прибор «3 в 1»: осциллограф, частотомер, анализатор спектра;
+ Возможность сохранения «скринов» в память и на компьютер;
+ Качество изготовления;
+ Подробное описание процесса сборки и поиска неисправностей.

Низкое разрешение ЖК дисплея и его монохромность;
- Скромные характеристики (частота дискретизации всего 2 МГц, чтобы исследовать форму сигнала нужно хотя бы 10 точек на период, следовательно максимальная частота входного сигнала находится в районе 200 кГц).

Как я писал в начале обзора: «Эх, если бы мне такой конструктор в детстве достался, когда я ходил в радиокужок, я был бы счастлив...», и это правда. Конструктор очень хорош для получения начальных навыков работы с осциллографом, частотомером, анализатором спектра. С помощью этого прибора можно производить наладку простейших электронных схем, не смотря на то, что это игрушка в бо́льшей степени, чем измерительный прибор. Зачем я его заказал? Да просто стало интересно. Решил показать и рассказать что это и «как его едят».
Надеюсь обзор будет полезен. Если я увижу, что подобные обзоры представляют интерес для читателей, то буду и дальше заказывать разные конструкторы.

Удачи!!!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +51 Добавить в избранное Обзор понравился +73 +123

Комбинированный осциллограф серии MDO3000 – это прибор, который может быть очень полезен при проектировании и отладке современных комплексных электронных систем. Этот осциллограф объединяет в себе 6 приборов: анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, логический анализатор, анализатор протоколов и цифровой вольтметр/частотомер. Осциллограф серии MDO3000 можно конфигурировать под собственные задачи и обновлять. Предусмотрена возможность добавления функций и выбора характеристик, которые необходимы в данный момент или могут понадобиться позже.
Осциллографы серии MDO3000 имеют широкоэкранный дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм) и высоким разрешением (800 × 480 WVGA) для детального изучения сложных сигналов.

Основные технические характеристики
Осциллограф
Модели с 2 и 4 аналоговыми каналами
Модели с полосой пропускания 1 ГГц, 500 МГц, 350 МГц, 200 МГц и 100 МГц
Полоса пропускания может быть расширена (до 1 ГГц)
Частота дискретизации до 5 Гвыб./с
Длина записи 10 млн. точек во всех каналах
Максимальная скорость захвата сигнала >280 000 осциллограмм в секунду
Стандартные пассивные пробники напряжения с входной емкостью 3,9 пФ и аналоговой полосой пропускания 1 ГГц, 500 МГц или 250 МГц

Анализатор спектра
Диапазон частот
В стандартной конфигурации: от 9 кГц до верхней границы полосы пропускания осциллографа
Опция: от 9 кГц до 3 ГГц
Сверхширокая полоса захвата до 3 ГГц

Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций (опционально)
13 предварительно заданных форм сигнала
генерация сигналов с частотой 50 МГц
Длина записи 128 000 точек
Частота дискретизации генератора сигналов произвольной формы 250 Mвыб./с

Логический анализатор (опциональный)
16 цифровых каналов
Длина записи 10 млн. точек по всем каналам
Разрешение по времени 121,2 пс

Анализатор протоколов (опциональный)
Поддерживаются стандарты последовательных шин: I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MIL-STD-1553 и аудиошины

Цифровой вольтметр (бесплатно при регистрации прибора)
Измерения ср.кв. перем. и пост. напряжения, ср.кв. перем. напряжения с постоянной составляющей с разрешением 4 разряда
Измерения частоты с разрешением 5 разрядов

Возможности и преимущества
Высокая скорость захвата сигналов в режиме FastAcq™ позволяет быстро находить трудноуловимые аномалии сигналов
Панель управления Wave Inspector® облегчает навигацию и автоматизирует поиск данных сигнала
33 автоматизированных измерения и гистограммы сигнала для упрощенного анализа сигнала
Интерфейс пробников TekVPI® поддерживает активные, дифференциальные и токовые пробники с автоматическим выбором диапазона и единиц измерения
Широкоэкранный цветной дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм)
Небольшие размеры и масса – всего 147 мм в глубину и масса 4,2 кг

Анализ спектра
Специализированные органы управления на передней панели для самых распространённых задач
Автоматические пиковые маркеры для определения частоты и амплитуды пиков спектра
Ручные маркеры для измерения непиковых параметров сигнала
Используемые типы трасс: нормальная, усреднение, удержание максимума, удержание минимума
Режим отображения спектрограмм облегчает визуальный контроль и анализ медленно изменяющихся событий
Автоматизированные измерения: измерение мощности сигнала в канале, коэффициента развязки соседних каналов по мощности и занимаемой полосы частот

Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций
Генерация заданных сигналов для быстрой имитации устройств при разработке систем
Захват сигналов по аналоговым или цифровым входам, передача захваченных сигналов в память для редактирования и выдача отредактированных сигналов
Добавление шума к любому сигналу для тестирования в неблагоприятных условиях

Разработка и тестирование систем со смешанными сигналами
Автоматический запуск, декодирование и поиск сигналов параллельных шин
Многоканальный запуск по времени установки и удержания
Режим высокоскоростного захвата MagniVu™ обеспечивает разрешение по времени 121,2 пс для цифровых каналов

Анализ протоколов
Запуск, декодирование и автоматический поиск содержимого пакетов наиболее распространенных стандартов последовательных шин при разработке встраиваемых систем.
Экспорт таблиц декодирования протоколов, используемых при документировании результатов

Цифровой вольтметр и частотомер
Быстрая визуальная проверка измеренных значений напряжения и частоты
Графическое представление информации о стабильности измерения

Возможность полного обновления
Добавление функциональных возможностей, увеличение полосы пропускания осциллографа или диапазона частот анализатора спектра в соответствии с вашими требованиями или бюджетом.

Дополнительное программное обеспечение
Анализ источников питания
Контроль предельных значений и тестирование по маске

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.

Особенности цифрового осциллографа MDO3012

Осциллограф
- Модель с 2 аналоговыми каналами
- Модель с полосой пропускания 100 МГц
- Полоса пропускания может быть расширена (до 1 ГГц)
- Частота дискретизации до 2,5 Гвыб./с
- Длина записи 10 млн. точек во всех каналах
- Максимальная скорость захвата сигнала >280 000 осциллограмм в секунду
- Стандартные пассивные пробники напряжения с входной емкостью 3,9 пФ и аналоговой полосой пропускания 250 МГц
Анализатор спектра
- Диапазон частот
  - В стандартной конфигурации: от 9 кГц до верхней границы полосы пропускания осциллографа
  - Опция: от 9 кГц до 3 ГГц
- Сверхширокая полоса захвата до 3 ГГц
Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций (опционально)
- 13 предварительно заданных форм сигнала
- генерация сигналов с частотой 50 МГц
- Длина записи 128 000 точек
- Частота дискретизации генератора сигналов произвольной формы 250 Mвыб./с
Логический анализатор (опциональный)
- 16 цифровых каналов
- Длина записи 10 млн. точек по всем каналам
- Разрешение по времени 121,2 пс
Анализатор протоколов (опциональный)
- Поддерживаются стандарты последовательных шин: I 2 C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MIL-STD-1553 и аудиошины
Цифровой вольтметр (бесплатно при регистрации прибора)
- Измерения ср.кв. перем. и пост. напряжения, ср.кв. перем. напряжения с постоянной составляющей с разрешением 4 разряда
- Измерения частоты с разрешением 5 разрядов

Возможности и преимущества цифрового осциллографа MDO3012

Высокая скорость захвата сигналов в режиме FastAcq™ позволяет быстро находить трудноуловимые аномалии сигналов
Панель управления Wave Inspector® облегчает навигацию и автоматизирует поиск данных сигнала
33 автоматизированных измерения и гистограммы сигнала для упрощенного анализа сигнала
Интерфейс пробников TekVPI® поддерживает активные, дифференциальные и токовые пробники с автоматическим выбором диапазона и единиц измерения
Широкоэкранный цветной дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм)
Небольшие размеры и масса – всего 147 мм в глубину и масса 4,2 кг
Анализ спектра
- Специализированные органы управления на передней панели для самых распространённых задач
- Автоматические пиковые маркеры для определения частоты и амплитуды пиков спектра
- Ручные маркеры для измерения непиковых параметров сигнала
- Используемые типы трасс: нормальная, усреднение, удержание максимума, удержание минимума
- Режим отображения спектрограмм облегчает визуальный контроль и анализ медленно изменяющихся событий
- Автоматизированные измерения: измерение мощности сигнала в канале, коэффициента развязки соседних каналов по мощности и занимаемой полосы частот
Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций
- Генерация заданных сигналов для быстрой имитации устройств при разработке систем
- Захват сигналов по аналоговым или цифровым входам, передача захваченных сигналов в память для редактирования и выдача отредактированных сигналов
- Добавление шума к любому сигналу для тестирования в неблагоприятных условиях
Разработка и тестирование систем со смешанными сигналами
- Автоматический запуск, декодирование и поиск сигналов параллельных шин
- Многоканальный запуск по времени установки и удержания
- Режим высокоскоростного захвата MagniVu™ обеспечивает разрешение по времени 121,2 пс для цифровых каналов
Анализ протоколов
- Запуск, декодирование и автоматический поиск содержимого пакетов наиболее распространенных стандартов последовательных шин при разработке встраиваемых систем.
- Экспорт таблиц декодирования протоколов, используемых при документировании результатов
- Быстрая визуальная проверка измеренных значений напряжения и частоты
- Графическое представление информации о стабильности измерения
Возможность полного обновления
- Добавление функциональных возможностей, увеличение полосы пропускания осциллографа или диапазона частот анализатора спектра в соответствии с вашими требованиями или бюджетом.

Технические характеристики цифрового осциллографа MDO3012

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
Чувствительность по вертикали (В/дел.)	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
Разрешение	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)
Температура	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%
Относительная влажность	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
Высота над уровнем моря	Хранение	до 12 000 м
Нормативные документы	Электромагнитная совместимость	Директива совета EC 2004/108/EC
Нормативные документы	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

Комплект поставки MDO3012

Цифровой осциллограф с анализатором спектра MDO3012
Переходник N – BNC
Компакт-диск с документацией
Инструкции по монтажу и технике безопасности, печатное Руководство (на английском, японском и упрощенном китайском языках)
Сумка с принадлежностями
Кабель питания
ПО OpenChoice® Desktop
Калибровочный сертификат
Пассивный пробник напряжения на аналоговый канал, 250 МГц, 10X, 3,9 пФ TPP0250
16-канальный логический пробник P6316 и принадлежности