2.1 Обзор существующих аналогов
2.1.1 USB осциллограф
USB осциллограф в первую очередь предназначен для радиолюбителей которые по роду своей деятельности сталкиваются с необходимостью проводить анализ низкочастотных аналоговых сигналов, регистрировать длительные медленно меняющиеся процессы, а также исследовать двоичные сигналы от устройств типа транспондеров, TOUCH MEMORY, систем ДУ, интерфейсов RS232, I2C и т.д. USB осциллограф так же может быть использован в качестве простого двух канального вольтметра для напряжений в диапазоне ±20 В, частотомера для частот сигналов до 50 кГц или пробника со звуковым оповещением.
|
USB осциллограф обеспечивает следующие режимы работы:
-
2-х канальный осциллограф (маркерные измерения, синхронизация, измерение напряжения и частоты сигнала, фильтрация).
-
2-х канальный спектр анализатор (маркерные измерения, различные оконные функции, фильтрация).
-
2-х канальный самописец (маркерные измерения, запись сигнала в течение нескольких десятков часов).
-
16(8)-ти канальный логический анализатор (маркерные измерения, синхронизация (по фронту, уровню, маске), пропуск заданного количества импульсов, поиск заданной логической комбинации, расшифровка интерфейсов UART, SPI, I2C, 1-Wire).
-
8-ми канальный логический генератор (табличное задание сигнала или непосредственное построение временных диаграмм мышкой).
|
В таблице 1.1 приведены характеристики USB осциллографа в режимах логического анализатора и генератора.
Таблица 1.1 – Характеристики USB осциллографа
Наименование характеристики
|
Значение характеристики
|
Логический анализатор:
|
|
- количество каналов
|
16 (8 при включении логического генератора)
|
- частота дискретизации
|
1 КГц … 8 МГц
|
- глубина памяти
|
|
чтение через буфер (Fд=4-8 мГц):
|
128 бит/канал
|
чтение через буфер (Fд=2-2,66 мГц):
|
1160 бит/канал
|
чтение через буфер (Fд<= 1мГц):
|
1544 бит/канал
|
чтение через буфер в режиме склейки
|
1 Мбит/канал
|
потоковое чтение (Fд< 500кГц):
|
от 4К до 25M бит/канал
|
- входное напряжение
|
0 ... +5 В (есть защита от перенапряжения)
|
- тактирование
|
внутренне / внешнее
|
Логический генератор:
|
|
- количество каналов
|
8
|
- частота дискретизации
|
1 кГц … 1 МГц
|
- глубина памяти
|
1544 бит/канал
|
- выходное напряжение
|
"0" - 0 В, "1" - 3,3 В
|
- максимальный втекающий/вытекающий ток
|
10 мА
|
|
Достоинством данного продукта является широкая функциональность. USB осциллограф включает в себя осциллограф смешанных сигналов, анализатор и генератор цифровых сигналов, самописец. Так же для USB осциллографа существует прикладное программное обеспечение.
Недостатком данного устройства являются частые «зависания» (микроконтроллер не справляется с высокочастотными сигналами), а также интерфейс прикладной программы «перегружен» и труден для восприятия.
2.1.2 Анализатор цифровых сигналов В-441 компании «Аурис»
Основные технические характеристики.
Характеристики каналов:
-
Число входных измерительных каналов – 8.
-
Параметры входов - 100 кОм, 10 пФ.
-
Диапазон входных сигналов - ±15 В.
-
Диапазон установки уровня дискриминации входных сигналов ±5 В с точностью 150 мВ.
Общие характеристики анализатора:
-
Максимальная частота дискретизации сигнала - 200 Мвыб/с.
-
Максимальная глубина памяти - 512 Квыб/канал.
-
Регистрация предыстории и задержка запуска регистрации.
-
Внутреннее и внешнее тактирование.
Основные программно-функциональные характеристики:
-
Программное обеспечение реализовано для операционных систем Windows 98/NT/2k/XP.
-
Курсорные измерения.
-
Работа с последовательными протоколами.
-
Файловые функции обеспечивают создание, открытие, сохранение регистрируемых данных.
Достоинством данного комплекса является высокая частота считывания цифровых сигналов.
Основным достоинством данного комплекса является большая частота дискретизации. К недостаткам данного комплекса относятся: отсутствие в составе генератора сигналов, высокая стоимость (270 USD) и малая глубина памяти.
2.1.3 Программа Digan для логического анализа сигналов
Программа не требует больших ресурсов и особых знаний для работы с ней. Графический интерфейс программы предоставляет понятные инструменты опытному пользователю, а его простота не создаст проблем новичку. Если у вас имеется небольшой опыт работы с измерительной аппаратурой, то вы практически сразу можете приступить к работе, лишь ознакомившись с основными командами и возможностями.
Данная программа позволяет:
-
одновременно считывать сигналы по пяти каналам;
-
просматривать любой из выбранных каналов в реальном масштабе времени;
-
производить временные измерения с точность времени одного отсчета (~5мкс);
-
производить обзорный просмотр любого из выбранных сигналов;
-
выбирать различные условия синхронизации;
-
выбирать период считывания сигнала;
-
изменять количество отсчетов;
-
выполнять логические операции (NOT, AND, OR, XOR) над двумя любыми выбранными сигналами с отображением полученного результата;
-
для более наглядного и удобного представления на экране делать поканальную компоновку, которая включает в себя перестановку сигнала внутри осциллограммы, включение режима "невидимость" для отдельного сигнала, присваивание сигналу своего имени;
-
производить анализ на предмет присутствия в осциллограмме сигналов стандартных интерфейсов (I2C, MicroWire);
-
масштабировать полученную осциллограмму;
-
быстро находить и перемещаться к следующему изменению логического уровня;
-
применять маркер (маркеры), который позволяет отслеживать местоположение (время) и логический уровень сигналов.
На данный момент программа имеет интерфейс MS-DOS и использует ряд особенностей, присущих данной операционной системе.
Приемником сигналов является LPT-порт компьютера, который достаточно легко вывести из строя. Настоятельно не рекомендуется для снятия информации пользоваться самым примитивным вариантом - "6 проводков". "Непонятные" шумы в кабеле, разброс характеристик микросхем LPT и многое другое могут в результате показать совсем не то, что на самом деле содержится в реальном сигнале. Для функционирования программы необходимо спаять адаптер, изображенный на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Адаптер для LPT порта
Изображенный "буферизированный" адаптер собран на основе шинного формирователя 74HC244 (аналог 1564АП5). Возможно также использование 555АП5 (74LS244) и 1533АП5 (74ALS244) либо, при соответствующем изменении схемы, любые другие неинвертирующие формирователи с тремя состояниями выходов. Использование шинного формирователя в адаптере улучшает форму сигналов и позволяет при необходимости перевести выходы адаптера в Z-состояние (высокоимпедансным). Этим мы "отключаем" адаптер от LPT-порта и не влияем на его работу (за исключением паразитных емкостей между проводами шлейфа от адаптера до LPT-порта). Для адаптера рекомендуется изготовить удлинитель порта LPT длиной 1.5-1.8м со всеми линиями (земель не жалеть), он может пригодиться и для других целей. Целесообразно адаптер выполнить на небольшой плате и вывести экранированные щупы длиной 20-25 см. Контакты 1, 19 микросхемы соединить с GND. Не стоит забывать, что на саму микросхему тоже стоит подать землю (10) и питание (20).
Недостатками данной системы являются: необходимость сбора адаптера для LPT порта, использование LPT порта.
|
