Что такое осциллограф?
Цифровые запоминающие (DSO) и осциллографы смешенных сигналов (MSO) являются распространёнными контрольно-измерительными приборами, которые используются для визуализации, анализа и отладки электронных и физических сигналов. Они являются важнейшими инструментами, применяемыми в разработке, исследованиях и производстве электронного оборудования для всех отраслей.
Осциллографы производят непрерывный захват сигнала и показывают их графическое отображение в виде зависимостей напряжения или амплитуды от времени. Осциллографы могут производить параметрический анализ волновых сигналов по частотам, среднеквадратичному значению амплитуды, полному размаху амплитуды, времени установления и др. Механико-электрические переменные, такие как нагрузка растяжения, температура, вибрация или электрические переменные, такие как сила тока, могут быть отображены как значения напряжения.
Осциллографы Yokogawa имеют широкий выбор полос частот пропускания, могут захватывать и отображать до восьми каналов (плюс шестнадцать логических), обладают беспрецедентным набором режимов синхронизации для обработки сигналов сложной формы. Доступен большой набор различных типов математических операций (анализ FFT, параметры осциллограммы, гистограмма накопленных сигналов, шина последовательной передачи данных и т.д.). Осциллографы обладают уникальной функцией записи большого количества захваченных событий в специальную «историческую» память устройства.
Данная статья опишет десять основных причин выбрать осциллограф компании Yokogawa.
1. Восемь аналоговых каналов
Осциллографы Yokogawa выпускаются в версиях с двумя или четырьмя аналоговыми каналами, с 8 логическими каналами (24 канала - опционально), для удовлетворения всё более широких требований по испытаниям. На некоторых моделях возможно использование DLMsync кабеля для соединения двух осциллографов в одну систему и обеспечивая тем самым возможность использовать до 8 аналоговых каналов.
Рис 1. Полное измерение сигналов инвертора двигателя требует трехфазных измерений переменного тока (силы тока и напряжения), мощности постоянного тока и измерение времени между сигналами затвора БТИЗ с инвертора, что может быть весьма непростой задачей на 4-канальном осциллографе.
2. Большой выбор режимов синхронизации
Новая, полностью цифровая система синхронизаций позволяет уменьшить джиттер и улучшить точность по вертикальной развертке для лучшего отклика.
Перечень имеющихся режимов синхронизации:
- по фронту/состоянию
- по длительности импульса
- по интервалу между событиями
- по телевизионным строкам
- по сигналам I2C, SPI, CAN, LIN, UART, FlexRay и др. шинам
- по последовательности импульсов
и многие другие триггеры.
3. Различные функции для сохранения
Поиск причинно-следственных связей является повседневной задачей этапов разработки и проверки в процессах механико-электронных производств. Для обеспечения измерения большого количества данных, расширенный объём памяти осциллографов Yokogawa позволяет сохранять очень большие массивы захваченных событий и сигналов. Так как сохраняется полный объём волнового сигнала, все события по этой записи можно в полной мере просматривать, визуализировать, проводить отдельные замеры, и проводить поиск в нескольких исторических записях. В зависимости от размеров записей и частоты опроса можно сохранить до 100 000 зарегистрированных записей.
Рис. 2. Просмотр исторических записей отображает перечень всех записей , со своими временными метками. Для работы с ними, необходимо выбрать нужную запись из списка.
4. Измерения мощности
Можно применять прибор в качестве измерителя мощности, имея возможность автоматического измерения параметров мощности, обрабатывая до четырёх пар сигналов Напряжение/Сила тока по активной, реактивной мощности и коэффициенту мощности.
Рис. 3. Измерение волнового сигнала одной фазы мощности, захват значения силы тока и ШИМ напряжения. На 8-канальной модели возможно регистрировать до 4 фаз.
5. Коммутационные потери
Возможность измерения мощности позволяет проводить автоматические расчёты области безопасной работы (SOA), энергии импульса пускового тока (I2t) для расчёта параметров предохранителей и потерь при коммутации. Функция Коммутационных потерь определяет циклы переключения и соответствующие области на сигналах импульсных источниках питания (SMPS) для расчёта ряда параметров.
Рис. 4. Коммутационные потери при анализе области безопасной работы (SOA) электрических устройств.
6. Функционал для встроенной последовательной шины и автомобильной индустрии
Обмен данными между электронными узлами управления (ECU), датчиками, и исполнительными механизмами является важнейшим процессом, определяющим правильный процесс функционирования автомобилей и других транспортных средств. Приборы серии DLM обеспечивают быстроту обследования и проверки любого из распространённых в автомобилестроении шин передачи данных (таких как CAN, CAN FD, LIN, SENT, и CXPI и др.) Доступно параллельное построение и отображение графиков измеряемых, сохраненных данных, поиск по захваченным и сохраненным данным, использование сохраненных данных в системе синхронизации (триггер по этим данным). Знаменитая функция осциллографов Yokogawa – автонастройка. Она позволяет с наименьшими трудозатратами провести сложный анализ входных сигналов. Сложные настройки системы синхронизации/декодирования, такие как скорость передачи данных (бит/с) и уровень порогового значения делаются автоматически. Эта функция не только экономит время, но и позволяет быстро начать анализ сигнала, даже когда битрейт и другие свойства сигнала неизвестны.
Рис. 5. Функция Zoom trace приближает нужный участок записи CAN сигнала.
Присутствует удобное отображение декодированных данных в виде списка. Отображаются метки времени и данные пакетов в пределах захвата в удобном формате. Клик по любому из декодированных данных отображает его увеличенное изображение. Это особенно важно, когда декодирование шин происходит на временной развертке с большими диапазонами (время/деление), что также является особенностью осциллографов Yokogawa.
Также имеются опции для дешифровки и работы с шинами SPI, UART, и I2C для применения в более общих задачах или при работе с бытовыми приборами. Для нужд системной интеграции и сложных схем управления имеется возможность параллельной работы сразу по 4-ем последовательным шинам передачи данных.
Рис. 6. Одновременная расшифровка сигналов шин типа CAN, CXPI, LIN, и CAN.
7. Функция двойного приближения (Dual zoom)
8. Окно поиска (Search box)
При просмотре всех записей из истории, нередко сразу заметны выделяющиеся сигналы. Используя функцию окна поиска и сенсорный экран прибора, можно напрямую и быстро отметить условия поиска прямо на самом изображении, чтобы выделить интересующую область.
Рис. 8. Поиск волновых сигналов в областях, очерчиваемых движущимся изображением измеренных сигналов, вверх/вниз/влево/вправо.
9. Автоматические параметры и статистика
Благодаря высокой частоте опроса, имеется возможность отображения до тридцати значений из 29 типов имеющихся параметров волновых сигналов одновременно на экране. В дополнение к базовым функциям статистического анализа многократно измеренных параметров, особые функции приборов Yokogawa «Цикло-независимое» (cycle statistic) и «Историко-независимое» (history statistic) измерения позволяют проводить более сложный анализ периодических механико-электрических сигналов. Для возможности увидеть характер колебаний измеренных параметров, имеется функция их отображения в виде трендов. Так хорошо видны изменения параметров от периода к периоду. Вариативность параметров можно также отображать, представляя их в виде гистограмм, что обеспечивает возможность зрительного анализа статистических изменений.
Рис. 9. Экономия времени, производя до 29 встроенных типов измерений одновременно, получая дополнительные сведения прямо на уровне прибора.
10. Бесплатное ПО
Xviewer является приложением для ПК, работающее совместно с осциллографами Yokogawa и регистраторами (scopecorder, серии DL, WT). Оно позволяет отображать записанные данные, перемещать файлы и управлять инструментами серии DL удалённо. Кроме простого отображения данных, Xviewer обладает многими функциями каждого из поддерживаемых приборов: приближение сегментов, измерения по курсору, расчёты параметров волновых сигналов и проведения сложных математических расчётов. ПО Xviewer позволяет конвертировать бинарные данные волновых сигналов в формат CSV, Excel, или математические форматы с плавающей точкой. Имеется несколько бесплатных опций по программному обеспечению управления прибором, регистрации данных, обозревания и др. Всё это ПО доступно для загрузке на сайте: tmi.yokogawa.com .
+1 Важность калибровки
Не бывает «абсолютно точных» измерений. Всегда имеется некая неизвестная, конечная и не равная нулю разница между измеренным значением и истинным значением. Проведение регулярных калибровок – это способ получить известную, «измеренную» степень уверенности в средстве измерения, который сравнивает работу данного приборы с соответствующим стандартом точности. Кроме калибровки самого прибора, также рекомендуется калибровать и весь применяемый набор измерительного оборудования, таких как датчики, кабели, цепи и прочие входящие в измерительную систему устройства.
Функция авто калибровки в приборах серии DLM обеспечивает точность, а также проходит крайне быстро в сравнении с предыдущими моделями и другими приборами на рынке.
Узнать больше о высокоточных лабораторных приборах компании Yokogawa
Смотреть видео о новом осциллографе смешанных сигналов DLM3000