Mérés és adatgyűjtés

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

2. Tartalom • BNC kábelek • Oszcilloszkópok • Jelgenerátorok

3. BNC és koaxiális kábelek

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

5. Vezeték hullámimpedanciája

6. Hullámimpedancia illesztése • Nem megfelelő illesztés ⇒ visszaverődés • Kiküszöbölés: lezáró ellenállások

7. Oszcilloszkópok

8. Oszcilloszkóp • Cél: váltakozó jelek mérése

9. Analóg oszcilloszkóp felépítése

10. Digitális oszcilloszkóp (DSO) felépítése

11. TDS 2002 C

12. 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

13. Példa kijelzett képre

14. Tektronix DPO 2024

15. TektronixDPO 2024 • 700 000 Ft • Sávszélesség: 200MHz,Mintavételi ráta: 1 GS/s • Rekord hossz: 1Milliópont, 5000 wfm/s • Analóg csatornák: 4 • USB Host/Device, Ethernet option, Video out option • Serialtriggering / decodeoption(I2C, SPI, CAN, LIN, RS-232/485/UART) • 29 automated measurements, FFT, Search, mark, zoom, analyse

16. Oszcilloszkóp bemenete • Bemenő impedancia:1 MΩ / 50 Ω

17. AC/DC/GND állás

18. Mérőfejek • Bemenő impedancia növelése • Bemenő feszültség osztása • Erősítés • Aktív/passzív mérőfejek

19. 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)

20. Passzív mérőfejek felépítése

21. Mérőfej kalibrálása (kompenzálása)

22. Mérőfejek csatlakoztatása

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

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

25. Kevert jelű oszcilloszkópok

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

27. TriggerHoldoff • Várakozás mielőtt egy új trigger eseményt figyelembe vennénk

28. Trigger: Él (Edge)

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

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

31. Trigger: Rise/Falltime • Felfutási idő Paraméterek • Gyorsabb/ lassúbb • Időtartam • Küszöbszintek • Felfutó / lefutó

32. Mintavételezés • Normál • Csúcsérték detektálása(peakdetect / glitchcapture) • Átlagolás • Ekvivalens mintavételezés: nagyobb mintavételi sebesség periodikus jelek esetén

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

34. Automatikus mérések • Overshot: túllövés • Pulsecount: ipulzusszám • Edgecount: felfutó/lefutó élek száma • Area: terület • Frequency / Period • Rise / Fallfime • Pulsewith / DutyCycle • Delay / Phase (két jel között)

35. 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

36. 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

37. További példák oszcilloszkópokra

38. Agilent MSOX3024

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

40. AgilentU1620A

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

42. PicoScope2105

43. 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

44. PicoScope 5203

45. 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

46. PC szoftver

47. Jelgenerátorok

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

49. 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)

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