Цифровые осциллографы, как современная многофункциональная измерительная система
Андрей Савкин,
российское представительство
компании "ROHDE & SCHWARZ"
Ни для кого не секрет, что современные цифровые осциллографы, появившиеся на рынке радиоизмерительного оборудования лишь в конце XX-го века, сегодня можно считать одними из основных инструментов в работе радиоинженеров и других специалистов, занятых разработкой и исследованием различных цифро-аналоговых систем.
Путь восхождения сначала аналоговых, а затем и цифровых, осциллографов на вершину "приборного Олимпа", был долгим. Начиная с первого изделия в этом ряду - автоматического однографа Госпиталье, созданного в 1880 году, эти приборы обрастали всё новыми функциями, а их характеристики совершенствовались.
Так, например, в 1893 году французский физик Андре Блондель изобрёл магнитоэлектрический осциллоскоп с бифилярным подвесом.
В 1897 году Уильям Дадделл создал светолучевой осциллограф применив в его конструкции небольшое зеркальце и светочувствительную пластину, устранив тем самым инерционность осциллоскопа Блонделя, обусловленную подвижностью регистрирующих частей.
В 1899 году приборы обзавелись горизонтальной развёрткой и кинескопом, что сделало их похожими на так легко узнаваемые аналоговые осциллографы. И лишь в последней четверти XX-го века, благодаря стремительному развитию электроники и появлению быстрых АЦП появились цифровые осциллографы, а начиная с 80-х годов, они занимают доминирующие позиции.
Современные цифровые осциллографы достигли небывалых высот в своём развитии и обладают по истине безграничными возможностями анализа целостности сигнала. В этом видна заслуга ведущих производителей контрольно-измерительного оборудования из Европы и США. В настоящее времч полоса пропускания в 70 ГГц не является чем-то экстраординарным, а большой набор различных приложений помогают раскрыть потенциал цифрового осциллографа.
К таким приложениям можно отнести, например, программное обеспечение по комплексному векторному анализу сигналов, функцию частотного анализа спектра, анализ параметров источников электропитания, различные приложения для комплексного тестирования стандартов передачи данных, синхронизация и декодирование различных протоколов и т.д.
Программные и аппаратные опции могут существенно расширить функционал цифрового осциллографа и улучшить его технические характеристики. Например, уникальная опция высокого вертикального разрешения в 16 бит, которую предлагает для некторых своих моделей компания "ROHDE & SCHWARZ", ведущий мировой производитель радиоизмерительного оборудования из Германии, позволяет анализировать сигналы с минимальными амплитудными изменениями при наличии высокоамплитудной компоненты.
Высокое вертикальное разрешение совместно с инновационной системой цифровой синхронизации, позволяют осциллографам торговой марки "R&S" производить запуск по сигналам, которые просто не видимы для остальных устройств других производителей. Высочайшая скорость захвата осциллограмм, составляющая величину в более 1 000 000 осц./сек., минимальный собственный шум, хорошие РЧ характеристики делают эти осциллографы очень привлекательными и востребованными.
Помимо дополнительных приложений цифровые осциллографы от разных производителей предлагают специалистпм и различный базовый измерительный функционал. Наиболее щедрыми в этом плане оказываются опять же цифровые осциллографы серии "R&S". Помимо высокопроизводительного "железа”, описанного выше, эти приборы имеют в своём арсенале такой важный компонент, как анализ спектра сигналов на основе БПФ.
Данная функция в осциллографах "R&S" реализована аппаратно на основе отдельных блоков микросхем с понижением частоты вниз, аналогично схеме функционирования других приборов - анализаторов спектра. Это позволяет производить гибкую настройку осциллографа и получать результаты измерений практически мгновенно, благодаря высокой скорости работы всех элементов системы.
Активируя встроенную функцию послесвечения пользователь цифрового осциллографа марки "R&S" получает в свое распоряжение 4-х канальный анализатор спектра реального времени, что позволяет регистрировать однократные события в спектре и даже производить поиск сигнала скрытого в шумах.
Дополнительным базовым инструментом анализа сигналов с помощью цифровых осциллографов "R&S" является встроенный расширенный математический калькулятор, который позволяет использовать практически любые математические выражения и операции.
Также стоит отметить такой базовый инструмент, как функция - "тестирование по маске". Форма такой "маски" может определяться пользователем самостоятельно и с её помощью, например, можно тестировать различные электрические системы по критерию годен/не годен, а дополнив осциллограф специальными опциями тестировать протоколы передачи данный на соответствие стандартам, например USB 2.0, 10G Ethernet, eMMC и другие.
На сегодняшний день, помимо высокопроизводительных моделей цифровых осциллографов с большой полосой пропускания на рынке широко представлены, так называемые "бюджетные” приборы, которые относятся к классу не дорогих приборов для применения в промышленности, сфере ремонта или образования. С их помощью пользователю удаётся решать обширный спектр измерительных задач в диапазоне частот до 500 Мгц.
