Описание комбинированного осциллографа MDO4000C
- Разработка встраиваемых систем
Быстрое обнаружение и решение проблем системного уровня при отладке встраиваемых систем со смешанными сигналами, в которых используются распространённые последовательные шины и беспроводные интерфейсы
- Разработка источников питания
Достоверные и воспроизводимые измерения напряжения, тока и мощности, а также автоматические измерения качества питающих напряжений, коммутационных потерь, гармонических составляющих, пульсаций, модуляции и области безопасной работы с широким выбором пробников в рамках приемлемого по цене решения
- Обнаружение ЭМ помех
Быстрое обнаружение источника электромагнитных помех во встраиваемой системе за счет анализа сигналов во временной области. Наглядное представление излучаемых ЭМ помех системы в режиме реального времени
- Исследование сигналов беспроводных сетей
Осциллограф серии MDO4000C позволяет исследовать сигналы всей системы – аналоговые, цифровые и РЧ, – а также временные соотношения между ними. Это обеспечивает глубокое понимание поведения различных систем беспроводной связи – Bluetooth, 802.11 WiFi, ZigBee и других. При одном захвате в ультраширокой полосе частот можно оценивать взаимодействия между сигналами нескольких беспроводных технологий или просматривать весь диапазон частот современного широкополосного стандарта, такого как 802.11/ad
- Обучение
- Производственные испытания и диагностика
Объединение функций нескольких приборов в одном корпусе снижает расходы на производственное тестирование и диагностику
Осциллограф серии MDO4000C – это осциллограф высокого класса с разнообразными функциями для ускорения каждого этапа отладки – от быстрого обнаружения и захвата аномалий до поиска в записи осциллограммы интересующих событий, анализа характеристик этих событий и поведения исследуемого устройства.
Технология цифрового люминофора с режимом захвата FastAcq позволяет быстро оценить истинные процессы, происходящие в исследуемом устройстве.
Большая скорость захвата – более 340 000 осциллограмм в секунду – обеспечит высокую вероятность обнаружения кратковременно возникающих проблем, достаточно распространенных в цифровых системах: рантов, глитчей, нарушений синхронизации и многих других.
Градация яркости для индикации частоты появления редких переходов относительно среднестатистических характеристик сигналов позволяет улучшить отображение редких событий. В режиме захвата FastAcq для отображения осциллограмм применяются четыре цветовые палитры.
- Температурная палитра использует цветовое кодирование для индикации часто появляющихся событий с помощью теплых цветов (красный и желтый) и редко появляющихся событий – с помощью холодных цветов (синий и зеленый)
- Спектральная палитра использует цветовое кодирование для индикации часто появляющихся событий с помощью холодных цветов, например синего цвета, и редко появляющихся событий – с помощью теплых цветов, например красного цвета
- Нормальная палитра использует стандартный цвет канала (например, желтый для первого канала) с градацией яркости для индикации частоты появления событий, причем более высокая яркость соответствует часто появляющимся событиям
- Инвертированная палитра использует стандартный цвет канала с градацией яркости для индикации частоты появления событий, причем более высокая яркость соответствует редко появляющимся событиям
В осциллографе серии MDO4000C 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.
С помощью панели управления Wave Inspector®, представляющей лучшее в отрасли средство навигации и автоматического поиска, интересующие события можно находить за считанные секунды.
Специальная сдвоенная поворотная ручка на передней панели позволяет интуитивно управлять масштабированием и панорамированием. Внутренняя ручка управляет коэффициентом увеличения (или масштабированием); при ее повороте по часовой стрелке выполняется растяжение сигнала с постепенным переходом к более высоким коэффициентам увеличения, а при повороте против часовой стрелки коэффициент увеличения постепенно уменьшается до отключения масштабирования. Вам больше не придется открывать несколько меню для настройки масштаба изображения. Внешняя ручка перемещает окно обзора по сигналу, позволяя быстро достичь нужного фрагмента осциллограммы.
Пользовательские метки
Нажмите кнопку Set Mark (Установить метку) на передней панели, чтобы отметить одно или несколько мест на осциллограмме. Для быстрой навигации между метками достаточно нажать кнопки Previous (Назад) (←) и Next (Вперед) (→) на передней панели.
SearchMarks
Кнопка Search (Поиск) позволяет автоматически просматривать длинные захваченные фрагменты и выполнять поиск определенных пользователем событий. Все появления заданного события помечаются поисковыми метками, между которыми можно перемещаться с помощью кнопок передней панели Previous (Назад) (←) и Next (Вперед) (→). Возможен поиск фронтов, импульсов/глитчей определенной длительности, заданного времени ожидания, рантов, логических комбинаций, времени установки и удержания, переднего/заднего фронта определенной длительности, данных параллельных шин и содержимого пакетов шин I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, Ethernet, CAN, LIN, FlexRay, MIL-STD-1553 и I2S/LJ/RJ/TDM и пакета аудиоданных. События, найденные при автоматическом поиске, отображаются в виде таблицы событий с метками поиска. Каждое событие снабжено меткой времени для облегчения измерений временных интервалов между событиями.
Осциллограф предлагает всеобъемлющий набор встроенных средств анализа, включая привязанные к сигналу и экрану курсоры, автоматические 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 и его распределения в синхросигнале. Вертикальные гистограммы используются для анализа шума в сигнале и его спектрального распределения.
На основе измерений, полученных с помощью гистограмм, получают аналитическую информацию о распределении гистограммы сигнала, позволяющую точно определять ширину распределения, среднеквадратическое отклонение, среднее значение и другие значения.
Проектирование и разработка видеоустройств (опция)
Высокая скорость захвата осциллографов серии MSO/DPO4000С в сочетании с градациями яркости сигнала предоставляет информативное изображение и в то же время позволяет разглядеть значительно больше деталей и воспользоваться всеми преимуществами цифровых осциллографов.
Такие стандартные функции, как разметка шкалы в IRE и мB, выравнивание по полям, полярность видеосигнала и автонастройка, достаточно интеллектуальная для обнаружения видеосигналов, превращают осциллографы в самые простые в обращении приборы для видеоприложений. А благодаря широкой полосе пропускания и четырем аналоговым входам такие осциллографы обладают достаточными характеристиками для работы с любыми аналоговыми и цифровыми видеосигналами.
Видеофункции осциллографов расширяются с помощью опционального модуля видеообработки, располагающего наиболее полным в отрасли набором функций запуска по сигналам HDTV и специальным (нестандартным) видеосигналам, а также режима просмотра видеоизображений для видеосигналов стандарта NTSC или PAL.
Анализ источников питания (опция)
Постоянно растущие требования к увеличению времени работы от батарей и поиск более экологичных решений с меньшим энергопотреблением заставляют разработчиков источников питания измерять и минимизировать коммутационные потери. Кроме того, для удовлетворения требований международных и национальных стандартов на системы питания, необходимо измерять мощность источников питания, чистоту выходного спектра и уровень гармоник в цепях питания. Традиционно сложилось так, что измерение этих и многих других параметров с помощью осциллографа отнимало много времени и представляло собой кропотливый ручной процесс. Дополнительные средства анализа источников питания, предлагаемые осциллографами серии MSO/DPO4000C, существенно упрощают эти операции, позволяя быстро и точно измерять качество источников питания, коммутационные потери, уровень гармоник, область безопасной работы (ОБР), модуляцию, пульсации и скорость нарастания тока и напряжения (dI/dt, dV/dt). Благодаря полной интеграции в схему осциллографа, средства анализа источников питания позволяют одним нажатием кнопки выполнять автоматические, воспроизводимые измерения, причем без внешнего компьютера и сложных программных настроек.
Тестирование по предельным значениям и маске (опция)
Распространенной задачей в процессе разработки систем является контроль параметров определенных сигналов в этой системе.
Один из методов, известный как тестирование по предельным значениям, заключается в сравнении исследуемого сигнала с эталоном этого сигнала с определенными пользователем вертикальными и горизонтальными допусками.
Другой распространенный метод, известный как тестирование по маске, основан на сравнении исследуемого сигнала с шаблоном и выявлении мест несовпадений.
Осциллографы серии MDO4000C поддерживают оба метода, что полезно для долговременного мониторинга сигналов, измерения характеристик сигналов в процессе разработки и для тестирования устройств на производственных линиях. Поддерживается тестирование на соответствие множеству коммуникационных и компьютерных стандартов. Кроме того, пользователь может создавать собственные маски и использовать их для контроля сигналов. Для задания теста в соответствии со специальными требованиями необходимо указать его длительность в единицах времени или в числе осциллограмм, определить порог сравнения, который должен быть превышен для признания теста неудачным, указать число попаданий в маску со статистической информацией и определить действия, которые надо выполнить при выходе за пределы, неудачном тестировании и по завершении теста.
Анализатор спектра (опция)
Быстрый и точный анализ спектра При использовании только радиочастотного входа дисплей осциллографа серии MDO4000C переходит в режим полноэкранного отображения 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.
Удобные интеллектуальные маркеры
Автоматическая расстановка маркеров на пиках и отображения значений частоты и амплитуды для каждого пика. Критерии поиска пиков могут настраиваться пользователем.
Маркер, обозначающий самый высокий пик, называется опорным (контрольным) маркером и выделяется красным цветом. Отображаемые возле маркеров параметры пика могут выводиться либо в виде абсолютных значений (режим «Absolute»), либо в виде относительных (режим «Delta»). В режиме «Delta» отображаются значения частоты и амплитуды пика относительно опорного маркера.
Для измерения непиковых участков спектра можно воспользоваться двумя ручными маркерами.
Спектрограмма
Осциллографы серии MDO4000C с опцией SA3 или SA6 позволяют отображать спектры в виде спектрограмм, которые являются 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.
Слои спектрограммы формируются следующим образом. Берётся один захваченный спектр и «ставится на ребро», чтобы создать ряд высотой в один пиксель. Каждому пикселю ряда присваивается значение цвета, которое зависит от величины амплитуды каждой частотной составляющей спектра. Холодные цвета (синий, зелёный) соответствуют малым значениям амплитуды, а тёплые (жёлтый, красный) – более высоким. При каждом следующем захвате в нижней части спектрограммы появляется новый слой, а предшествующие слои сдвигаются на один ряд вверх. После прекращения сбора данных пользователь может прокрутить всю спектрограмму в обратном направлении и посмотреть любой отдельный спектр.
Сверхширокая полоса захвата
Ширина спектра, захватываемого за один цикл сбора данных, называется полосой захвата.
Чтобы соответствовать требованиям современных РЧ приложений по полосе частот, осциллографы серии MDO4000С обеспечивают полосу захвата ≥1 ГГц. При установке значения полосы обзора 1 ГГц и менее сканирование всего диапазона не требуется. Спектр генерируется из данных, полученных за один захват, поэтому вы гарантированно увидите все события, которые искали в частотной области. Поскольку встроенный анализатор спектра имеет специальный РЧ вход, он обладает равномерной АЧХ в полосе до 3 ГГц или до 6 ГГц, что выгодно отличает его от осциллографов с БПФ, в которых наблюдается спад АЧХ до 3 дБ вблизи верхней границы полосы пропускания входного канала.
Трассы спектра
Приборы серии MDO4000C обеспечивают четыре режима отображения спектра (типа трасс) сигналов с входа анализатора спектра: нормальный, усреднение, удержание максимума, удержание минимума.
Метод детектирования может быть установлен независимо для каждого типа трассы. Кроме того, можно оставить осциллограф работать в режиме «Auto», который используется по умолчанию и позволяет автоматически устанавливать тип детектирования, оптимальный для текущей конфигурации. Доступны следующие типы детекторов: положительный пик, отрицательный пик, усреднение, выборка.
Режим запуска: ждущий или автоматический
Когда представления сигнала во временной и частотной областях отображаются на экране одновременно, захват спектра всегда осуществляется с запуском по системному событию, при этом спектр коррелирован по времени с отображаемыми осциллограммами во временной области. Однако если на экране отображается представление только в частотной области, анализатор спектра может быть настроен на автоматический запуск. Этот режим полезен при непрерывных измерениях в частотной области, не связанных с событиями во временной области.
Расширенные возможности запуска по сигналам аналоговых, цифровых и РЧ каналов
Для работы с быстро изменяющимися во времени сигналами, свойственными современным РЧ приложениям, осциллографы серии MDO4000C оснащены системой запуска, которая полностью интегрирована с РЧ, аналоговыми и цифровыми каналами. Это означает, что одно событие запуска позволяет согласовать сбор данных сразу по всем каналам, в результате чего можно захватить спектр именно в тот момент времени, в который произошло интересующее событие во временной области. Приборы оснащены полным набором режимов запуска во временной области, включая запуск по фронту, последовательности, длительности импульса, времени ожидания, вырожденным импульсам (рантам), логическим состояниям, нарушению времени установки/удержания, времени нарастания/спада, видеосигналу, а также различными типами запуска по пакетам последовательных и параллельных шин. Кроме того, можно настроить запуск по уровню мощности на входе анализатора спектра.
Дополнительный модуль MDO4TRIG обеспечивает расширенные возможности запуска по РЧ сигналам. Этот модуль позволяет использовать уровень мощности на входе анализатора спектра в качестве источника для различных типов запуска: по последовательности, длительности импульса, времени ожидания, вырожденным импульсам (рантам) и логическим состояниям.
Осциллографы серии MDO4000C выполняют три вида автоматических РЧ измерений: измерение мощности сигнала в канале, коэффициента развязки соседних каналов по мощности и ширины занимаемой полосы частот.
При активации какого-либо из этих режимов измерения осциллограф автоматически включает режим отображения спектра и метод детектирования «Усреднение» («Average») для оптимизации результатов измерений.
Обнаружение ЭМ помех
Прибор MDO4000C, объединяющий в себе осциллограф, логический анализатор и анализатор спектра, является идеальным инструментом для выявления проблем электромагнитной совместимости при разработке современных устройств. Многие проблемы, связанные с ЭМП и возникающие в генераторах тактовой частоты, источниках питания и каналах последовательной передачи данных, выявляются в результате анализа во временной области. Обеспечивая коррелированное по времени отображение аналоговых, цифровых и РЧ сигналов, MDO4000C является единственным прибором, который может установить связь между событиями во временной и частотной областях.
Снятие РЧ сигналов для измерения спектра
Подача сигнала на вход анализаторов спектра обычно осуществляется по кабельной линии или через антенну. Применение дополнительного адаптера TPA-N-VPI в осциллографах серии MDO4000C позволяет использовать любой активный пробник TekVPI с входным сопротивлением 50 Ом. Это обеспечивает дополнительную гибкость при поиске источников помех и облегчает анализ спектра благодаря возможности быстрой подачи на РЧ вход необходимого сигнала. Для исследования сигналов малой амплитуды используется дополнительный предусилитель TPA-N-PRE, который обеспечивает номинальный коэффициент усиления 12 дБ в полосе частот от 9 кГц до 6 ГГц.
Визуализация РЧ сигнала
- Амплитуда – зависимость мгновенных значений амплитуды подаваемого на вход анализатора спектра сигнала от времени
- Частота – зависимость от времени мгновенных значений частоты РЧ сигнала относительно центральной частоты
- Фаза – зависимость от времени мгновенных значений фазы РЧ сигнала относительно центральной частоты
Расширенный анализ РЧ сигналов
При совместной работе с ПО SignalVu-PC и опцией Live Link осциллографы серии MDO4000C становятся векторным анализатором сигналов с полосой захвата до 1 ГГц.
ПО векторного анализа SignalVu-PC позволяет ускорить анализ, отображая все изменения широкополосных сигналов во времени при проведении аттестационных испытаний устройств беспроводной связи WLAN, широкополосных РЛС, высокоскоростных систем спутниковой связи или систем со скачкообразной перестройкой частоты. Среди доступных опций анализа – анализ качества сигналов Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/j/n/p/ac), тестирование передатчика Bluetooth на соответствие стандарту, анализ импульсных сигналов, измерения параметров аудиосигналов, анализ аналоговой модуляции АМ/ЧМ/ФМ, общий анализ цифровой модуляции и многое другое.
Глубокий анализ аналоговых, цифровых и РЧ сигналов с корреляцией по времени
Бесспорным преимуществом приборов является их способность соотносить события в частотной области с вызывающими их причинами во временной области.
Если в осциллографе задействованы одновременно радиочастотный и любой из аналоговых или цифровых каналов, дисплей прибора делится на две части. Верхняя часть служит для традиционного представления сигналов во временной области. В нижней части отображается сигнал с РЧ входа в частотной области. Особо подчеркнём, что представление сигнала в частотной области является не обычным быстрым преобразованием Фурье (БПФ) сигналов с аналоговых или цифровых каналов прибора, а полноценным спектром сигнала, полученного с РЧ входа.
Осциллографы серии MDO4000C имеют независимую систему захвата по РЧ входу, которая коррелирована по времени с системами захвата аналоговых и цифровых каналов. Это позволяет оптимально настраивать представления в каждой области, обеспечивая полную корреляцию по времени при просмотре всех аналоговых, цифровых и РЧ сигналов.
Спектр, отображаемый в частотной области, соответствует периоду времени, обозначенному короткой оранжевой полосой, которая расположена во временной области и называется "временем спектра" (Spectrum Time, ST). Осциллограф серии MDO4000C позволяет перемещать индикатор ST по захваченному сигналу, чтобы исследовать изменение спектра РЧ сигнала во времени. Следует отметить, что использование ST возможно как на «живом», так и на сохранённом сигнале.
Генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций (опция)
Осциллограф серии MDO4000C содержит опциональный встроенный генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций (опция MDO4AFG), идеальный для имитации сигналов датчиков в процессе отладки или для добавления шума к полезным сигналам при моделировании неблагоприятных условий.
Логический анализатор (опция)
Логический анализатор (опция MDO4MSO) предоставляет 16 цифровых каналов, интегрированных в интерфейс пользователя осциллографа. Это упрощает работу и облегчает решение проблем при работе с сигналами в разных областях.
Цветовое кодирование осциллограмм
Осциллографы поддерживают цветовое кодирование логических уровней цифровых сигналов, выделяя единицы зеленым цветом, а нули – синим. Цветовое кодирование также используется в мониторе цифровых каналов. Монитор отображает уровень сигнала (высокий или низкий) или неустановившееся состояние сигнала, что позволяет определять активность канала не загромождая экран развёртками сигналов.
Встроенная схема обнаружения многократных переходов окрашивает фронт сигнала белым цветом при наличии в этой точке множества переходов. Белые фронты указывают на то, что при растяжении сигнала или захвате его с более высокой частотой дискретизации можно получить дополнительную информацию. В большинстве случаев растяжение позволяет увидеть импульсы, незаметные при прежних настройках развертки. Если белые фронты сохраняются и после максимального растяжения, то повышение частоты дискретизации при следующем захвате позволит выявить высокочастотную информацию, недоступную при предыдущих настройках.
Из нескольких цифровых каналов можно сформировать группу и ввести с USB клавиатуры метки для каждого канала.
Режим быстрого захвата MagniVu®
Осциллографы предлагают режим захвата со сверхвысоким разрешением по времени, получивший название MagniVu, который позволяет записывать в память прибора 10 000 точек со скоростью до 16,5 Гвыб./с (разрешение 60,6 пс).
Обе осциллограммы – основная и MagniVu – захватываются при каждом запуске, при этом можно переключаться между ними и выводить их на экран в режиме остановленной или живой развертки. MagniVu обладает значительно лучшим разрешением по времени, чем другие системы захвата аналогичных моделей осциллографов других производителей, обеспечивая уверенность при выполнении точных измерений временных соотношений цифровых сигналов.
Пробник P6616 MSO
Этот уникальный пробник имеет два пода по восемь каналов. Каждый из восьми сигнальных кабелей пода снабжен наконечником с возможностью подключения вывода заземления, что упрощает подключение к тестируемому устройству. Для быстрой идентификации первый кабель каждого пода окрашен в голубой цвет. В качестве общего контакта «земли» используется плоский штыревой контакт, широко применяемый в тестовых оснастках. Для подключения к группам штыревых контактов на плате тестируемого устройства на наконечники пробника P6616 нужно установить адаптеры, удлиняющие «земляной» контакт. P6616 обладает превосходными электрическими характеристиками – его входная емкость составляет всего 3 пФ, входное сопротивление 100 кОм, частота регистрируемых цифровых сигналов превышает 500 МГц, а длительность импульсов – порядка 1 нс.
Запуск по сигналам последовательных шин и их анализ (опция)
Средства автоматического запуска, декодирования и поиска событий и условий в сигналах, передаваемых по последовательной шине, предоставляют надежный набор средств отладки последовательных шин. Вы можете оценить дополнительные возможности анализа и запуска по сигналам последовательных шин.
Запуск по сигналам последовательных шин
В осциллографах серии MDO4000С поддерживается запуск по содержимому пакета, например, по началу, по конкретным адресам или данным, по уникальным идентификаторам и т. п., таких популярных последовательных интерфейсов как I2C, SPI, USB 2.0, Ethernet, CAN, LIN, FlexRay, RS-232/422/485/ UART, MIL-STD-1553 и I2S/LJ/RJ/TDM.
Представление шины
Высокоуровневое комбинированное представление отдельных составляющих сигнала шины (тактовой частоты, данных, выбора кристалла и т. п.) упрощает поиск начала и конца пакетов и идентификацию их компонентов, таких как адрес, данные, идентификатор, контрольная сумма и т. п.
Декодирование сигналов шин
Устали от постоянного поиска тактовых частот, нулей и единиц? Надоело объединять биты в байты и вычислять шестнадцатеричные значения? Так поручите эту работу осциллографу! После того как вы определите шину, осциллографы серии MSO/DPO4000C будут декодировать каждый пакет на этой шине и отображать его значение в шестнадцатеричном, двоичном, десятичном (только USB, Ethernet, MIL-STD-1553, LIN и FlexRay), десятичном со знаком (только I 2S/LJ/ RJ/TDM) или ASCII (только USB, Ethernet и RS-232/422/485/UART) формате.
Стандарты последовательных шин, поддерживаемые осциллографом MDO4000C
