Transcript Előadás fóliák: MA.07

Mérés és adatgyűjtés
Oszcilloszkópok és jelgenerátorok
Mingesz Róbert
2015.03.16.
Szimulációk
2
BNC és koaxiális kábelek
3
BNC
• Váltakozó jelek átvitele
• Analóg/digitális
• 3 GHz, 500 V
• Bajonettzár
• Jelvezeték (melegpont)
+ árnyékolás (általában föld)
• Hullámimpedancia: 50 Ω
4
Vezeték hullámimpedanciája
𝑍0 =
𝑅 + i𝜔𝐿
𝐺 + i𝜔𝐶
5
Hullámimpedancia illesztése
• Nem megfelelő illesztés ⇒ visszaverődés
• Kiküszöbölés: lezáró ellenállások
6
Oszcilloszkópok
7
Oszcilloszkóp
• Cél: váltakozó jelek mérése
8
Analóg oszcilloszkóp felépítése
9
Digitális oszcilloszkóp (DSO) felépítése
10
TDS 2002 C
11
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
12
Példa kijelzett képre
13
Tektronix DPO 2024
14
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
15
Oszcilloszkóp bemenete
• Bemenő impedancia:
1 MΩ / 50 Ω
16
AC/DC/GND állás
17
Mérőfejek
• Bemenő impedancia növelése
• Bemenő feszültség osztása
• Erősítés
• Aktív/passzív mérőfejek
18
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)
19
Passzív mérőfejek felépítése
20
Mérőfej kalibrálása (kompenzálása)
21
Mérőfejek csatlakoztatása
22
Példa aktív mérőfejre: TDP0500
• 500 MHz, differenciális
• 900 000 Ft
23
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)
24
Kevert jelű oszcilloszkópok
25
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
26
Trigger Holdoff
• Várakozás mielőtt egy új trigger eseményt
figyelembe vennénk
27
Trigger: Él (Edge)
28
Trigger: impulzus
Paraméterek
• Nagyobb / kisebb /
egyenlő
• Időtartam
• Küszöbszint
• Pozitív / negatív
29
Trigger: Runt
• Hibás impulzusok
detektálása
Paraméterek
• Nagyobb / kisebb /
egyenlő
• Időtartam
• Küszöbszintek
• Pozitív / negatív
30
Trigger: Rise/Fall time
• Felfutási idő
Paraméterek
• Gyorsabb/ lassúbb
• Időtartam
• Küszöbszintek
• Felfutó / lefutó
31
Mintavételezés
• Normál
• Csúcsérték detektálása
(peak detect / glitch capture)
• Átlagolás
• Ekvivalens mintavételezés: nagyobb mintavételi
sebesség periodikus jelek esetén
32
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
33
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)
34
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
35
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
36
További példák
oszcilloszkópokra
37
Agilent MSOX3024
38
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)
39
Agilent U1620A
40
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
41
PicoScope 2105
42
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
43
PicoScope 5203
44
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
45
PC szoftver
46
Jelgenerátorok
47
Jelgenerátorok
• Váltakozó jelek előállítása (szinusz, négyszög, ...)
• Gerjesztőjelek előállítása a vizsgált rendszer számára
(pl. átviteli függvénymérése)
48
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)
49
Jelgenerátorok tulajdonságai II.
• Pontosság, stabilitás
• Frekvenciafelbontás
• Sávszélesség, maximális frekvencia
• Csatornák száma
• Logikai kimenetek
• Szinkronizáció/trigger
50
Agilent 33512B
• 160 MS/s mintavételi frekvencia
• 20 MHz sávszélesség
• 2 csatorna, 1MS/channel memória
• USB (host/device) / LAN / GPIB
• 700 000 Ft
51
Rigol DG1022
• 100 MS/s mintavételi frekvencia
• 20 MHz sávszélesség
• 2 csatorna, 4 kS/channel memória
• USB (host/device)
• 100 000 Ft
52
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
53
Spektrumanalizátorok
54
Spektrumanalizátorok
• Jelek spektrális analízise
• Elsődleges alkalmazás:
Rádiófrekvenciás áramkörök vizsgálata
Pl. bluetooth, wifi
• Működés elve
• analóg / digitális
• szürőkörök / FFT
55
Spektrum analizátor - blokkvázlatok
56
Rohde Schwarz – R&S®FSVR30
Használtan: 18 000 000 Ft
57
... vége ...
Köszönöm a figyelmet
58