Digitális oszcilloszkópok Mérés és adatgyűjtés Digitális oszcilloszkópok Mingesz Róbert 2014. március 26.

Tartalom BNC kábelek Oszcilloszkópok Jelgenerátorok

BNC és koaxiális kábelek

BNC Váltakozó jelek átvitele Bajonettzár Analóg/digitális 3 GHz, 500 V Bajonettzár Jelvezeték (melegpont) + árnyékolás (általában föld) Hullámimpedancia: 50 Ω

Vezeték hullámimpedanciája 𝑍 0 = 𝑅+i𝜔𝐿 𝐺+i𝜔𝐶

Hullámimpedancia illesztése Nem megfelelő illesztés ⇒ visszaverődés Kiküszöbölés: lezáró ellenállások

Oszcilloszkópok

Oszcilloszkóp Cél: váltakozó jelek mérése

Analóg oszcilloszkóp felépítése

Digitális oszcilloszkóp (DSO) felépítése

TDS 2002 C

Tektronix TDS 2002 C 250 000 Ft 2 Csatorna, 70 MHz 1 GS/s 2,5 kPont memória ADC: 8 bit USB host USB device

Példa kijelzett képre

Tektronix DPO 2024

Tektronix DPO 2024 700 000 Ft Sávszélesség: 200 MHz, Mintavételi ráta: 1 GS/s Rekord hossz: 1 Millió pont, 5000 wfm/s Analóg csatornák: 4 USB Host/Device, Ethernet option, Video out option Serial triggering / decode option (I2C, SPI, CAN, LIN, RS-232/485/UART) 29 automated measurements, FFT, Search, mark, zoom, analyse

Oszcilloszkóp bemenete Bemenő impedancia: 1 MΩ / 50 Ω

AC/DC/GND állás

Mérőfejek Bemenő impedancia növelése Bemenő feszültség osztása Erősítés Aktív/passzív mérőfejek

Példa passzív mérőfejre: Rigol RP2200 1x: 7 MHz sávszélesség 10x: 150 MHz sávszélesség, leosztja a bemenetet 9 000 Ft (Tipikus márkás mérőfejek: 40 000 Ft)

Passzív mérőfejek felépítése

Mérőfej kalibrálása (kompenzálása)

Mérőfejek csatlakoztatása

Példa aktív mérőfejre: TDP0500 500 MHz, differenciális 900 000 Ft

Kevert jelű oszcilloszkópok Digitális bemenetek (mixed signal oszcilloscope, MSO) Csatornák száma (8, 16, ...) Választható logikai szintek Kommunikációs jelek értelmezése (busz, RS232) Példa: Tektronix MSO 2024 (kb 1 000 000 Ft)

Kevert jelű oszcilloszkópok

Trigger Trigger forrása Auto (/ Scan) / Normal Edge / Impulse / TV belső: CH1 / CH2 / ... Külső Line Auto (/ Scan) / Normal Edge / Impulse / TV Pretrigger: már a trigger előtt regisztrálja a jeleket Triggerelés logikai állapotokra

Trigger Holdoff Várakozás mielőtt egy új trigger eseményt figyelembe vennénk

Trigger: Él (Edge)

Trigger: impulzus Paraméterek Nagyobb / kisebb / egyenlő Időtartam Küszöbszint Pozitív / negatív

Trigger: Runt Hibás impulzusok detektálása Paraméterek Nagyobb / kisebb / egyenlő Időtartam Küszöbszintek Pozitív / negatív

Trigger: Rise/Fall time Felfutási idő Paraméterek Gyorsabb/ lassúbb Időtartam Küszöbszintek Felfutó / lefutó

Mintavételezés Normál Csúcsérték detektálása (peak detect / glitch capture) Átlagolás Ekvivalens mintavételezés: nagyobb mintavételi sebesség periodikus jelek esetén

Automatikus mérések Lehetséges kapuzás: Max / Min: csúcsértékek Teljes mérés / kinagyított rész / periódusidő / kurzorok Max / Min: csúcsértékek Peak-to-peak High / Low: szélső értékek (zavarjelek nélkül) Amplitude Mean: középérték RMS: effektív érték

Automatikus mérések Overshot: túllövés Pulse count: ipulzusszám Edge count: felfutó/lefutó élek száma Area: terület Frequency / Period Rise / Fall fime Pulse with / Duty Cycle Delay / Phase (két jel között)

Oszcilloszkópok tulajdonságai I. Bemenő csatornák Analóg bemenetek (1, 2, 4) Bemenő impedancia (1 MΩ / 50 Ω ) Analóg sávszélesség (pl. 100 MHz) Függőleges érzékenység, felbontás (pl. 8 bit) Mintavételi frekvencia Valós idejű (pl. 500 kHz) / ekvivalens (5 GHz) Megoszlik a csatornák között? Glitch-ek érzékelése Vízszintes eltérítési sebesség

Oszcilloszkópok tulajdonságai II. Memória Pl. 1 MSample Megoszlik a csatornák között? Kijelző Kapcsolat a külvilággal PC (USB, GPIB, ...) Monitor Egér, billentyűzet Pen-drive Nyomtató Eszköz vezérlése

További példák oszcilloszkópokra

Agilent MSOX3024

Agilent MSOX3024 8,5-inch WVGA 1 000 000 Waveform/s Memória: 2 M pont 4 csatorna, 200 MHz; 16 digitális csatorna 1,2 MFt Szoftveresen bővíthető: (memória, jelgenerátor, sávszélesség)

Agilent U1620A

Agilent U1620A 850 000 Ft Sávszélesség: 200 MHz Mintavételi ráta: 2 GS/s* Rekord hossz: 2 Millió pont* *: egy csatorna mérése esetén Analóg csatornák: 2 USB Host/Device Beépített 4,5 digites multiméter

PicoScope 2105

PicoScope 2105 70 000 Ft Sávszélesség: 25 MHz Mintavételi ráta: 100 MS/s (2 GS/s*) 8 bit felbontás Rekord hossz: 24 kMinta Analóg csatornák: 1 USB Device

PicoScope 5203

PicoScope 5203 450 000 Ft Sávszélesség: 250 MHz Mintavételi ráta: 500 MS/s (20 GS/s*) 8 bit felbontás Rekord hossz: 16 MMinta Analóg csatornák: 2 Beépített jelgenerátor USB Device

PC szoftver

Jelgenerátorok

Jelgenerátorok Váltakozó jelek előállítása (szinusz, négyszög, ...) Gerjesztőjelek előállítása a vizsgált rendszer számára (pl. átviteli függvénymérése)

Jelgenerátorok tulajdonságai I. Analóg / digitális vezérlésű / DDS Előállított jelalakok: Szinusz Háromszög Négyszög (esetleg külön TTL kimenet) Impulzus Tetszőleges jelalak (memória) Moduláció Sweep (pl. frekvencia lineáris változtatása)

Jelgenerátorok tulajdonságai II. Pontosság, stabilitás Frekvenciafelbontás Sávszélesség, maximális frekvencia Csatornák száma Logikai kimenetek Szinkronizáció/trigger

Agilent 33512B 160 MS/s mintavételi frekvencia 20 MHz sávszélesség 2 csatorna, 1MS/channel memória USB (host/device) / LAN / GPIB 700 000 Ft

Rigol DG1022 100 MS/s mintavételi frekvencia 20 MHz sávszélesség 2 csatorna, 4 kS/channel memória USB (host/device) 100 000 Ft

Tektronix AWG70002A 50 GS/s, 20 GHz, 10 bit 2 csatorna, 16 GS/channel memória USB (host/device) / LAN / GPIB Ár: 28 000 000 Ft-tól

Spektrumanalizátorok

Spektrumanalizátorok Jelek spektrális analízise Elsődleges alkalmazás: Rádiófrekvenciás áramkörök vizsgálata Pl. bluetooth, wifi Működés elve analóg / digitális szürőkörök / FFT

Spektrum analizátor - blokkvázlatok

Rohde Schwarz – R&S®FSVR30 Használtan: 18 000 000 Ft

Köszönöm a figyelmet ... vége ...