Tehnologia osciloscopului “flexibil” a fost introdusa in vara lui 1998, sub denumirea de Flexible Resolution ADC technology (pe scurt, ADC-FR sau Flex), si promitea sa revolutioneze instrumentatia virtuala prin intermediul unor performante fara precedent. Din toamna lui 1998, aceasta tehnologie este disponibila comercial, sub forma unui digitizor bazat pe PC, cu rezolutia de 21 de biti si rata de esantionare de 100 MSamples /sec.
Noul digitizor, NI 5911, incorporeaza tehnologia revolutionara ADC – FR pentru a realiza cel mai scazut zgomot si cea mai larga gama dinamica (-160 dBfs) dintre toate digitizoarele bazate pe calculator PC disponibile actualmente. El ofera performante nemaiintalnite pana acum la un instrument de masura bazat pe calculator si are capacitati egale, ba chiar superioare, multor instrumente independente, de varf de gama, cu functionalitate similara, dar cu un cost considerabil mai redus. Desigur, fiind vorba de osciloscoape profesionale, programabile, cu digitizare, termenul “pret redus” este cu totul relativ, deoarece NI 5911 costa circa 5.000 de dolari!
Trebuie insa retinut ca noile placi de 100MHz (NI 5911 pentru magistrala PCI, si respectiv NI 5912 pentru VXI), nu sunt doar simple osciloscoape. Ele sunt digitizoare de forme de unda, dispozitive flexibile, cu viteza si rezolutie ridicata. Rezolutia variaza in functie de rata de esantionare folosita, crescand de la 8 biti la viteze de esantionare mari (pana la rata maxima, de 100M Samples / secunda) pana la 21 de biti, atunci cand esantionarea semnalului se face doar cu 12K Samples/ secunda.
In consecinta, utilizarea digitizorului flexibil este eficienta nu pentru a inlocui un singur instrument (un osciloscop analogic ieftin), ci un intreg banc de test: osciloscop cu esantionare, generatoare de semnal, wobuloscop, analizor de distorsiuni, voltmetru selectiv, analizor de spectru.
Placile digitizoare ofera distorsiuni si zgomot reduse, la un pret scazut, putand fi folosite in aplicatii precum analiza spectrala a semnalelor, inregistrarea semnalelor tranzitorii, analiza formelor de unda, etc. Datorita interfetei directe cu magistrala de date a calculatorului, PCI sau VXI, transferul datelor este mai rapid decat la osciloscoapele numerice sau digitizoarele comparabile prevazute cu interfata GPIB, ceea ce insemna ca puteti efectua masuratorile mai repede.
Cu ajutorul acestor placi inserabile, se pot pune la punct rapid si cu costuri scazute sisteme de testare, masurare si culegere de date, pentru o larga gama de aplicatii, ce include testarea dispozitivelor semiconductoare, a echipamentelor video, caracterizarea componentelor electronice, testarea montajelor electronice.
Digitizoarele au un canal analogic de intrare pentru varianta PCI si doua pentru VXI, cu o banda de frecventa de intrare de 100MHz, si sapte game de intrare. Domeniul de amplitudini ale semnalelor este de la 0,1V la 10,0V.
Etajul de intrare analogic prezinta o impedanta de intrare de 1Mohm, cuplaj in curent continuu sau alternativ, auto-calibrare pe placa si protectii la supratensiuni de pana la 42V. Comutarea intre cuplarea directa (C. C.) sau prin condensator (C. A.) se poate selecta si prin soft, ceea ce mareste considerabil posibilitatile de masurare a semnalelor.
Achizitia semnalelor se realizeaza in doua moduri de lucru, modul conventional sau modul cu rezolutie variabila.
In modul osciloscop conventional, placa digitizoare functioneaza ca un osciloscop de 100MHz cu rezolutia de 8 biti, cu o rata de esantionare in timp real de 100M Samples/ secunda, si cu esantionare intercalata aleator (random interleaved sampling – RIS) pentru semnalele repetitive. Modul conventional trebuie folosit pentru a digitiza semnale cu latimea de banda cuprinsa intre 4 si 100MHz.
Pentru semnale cu banda mai mica de 4 MHz, puteti folosi modul cu rezolutie flexibila. Aceasta tehnologie brevetata sporeste rezolutia efectiva peste limita de 8 biti. Circuitele de conversie analog – numerica lucreaza ca un convertor delta-sigma pe mai multi biti. Semnalul este esantionat cu 100M Samples/ secunda. Un circuit de formare a zgomotului deplaseaza zgomotul de cuantizare prezent in datele de la frecvente joase la frecvente mai inalte, unde nu deranjeaza. Apoi, datele sunt preluate de un procesor numeric de semnal, care liniarizeaza semnalul la o precizie de 21 de biti, iar zgomotul de inalta frecventa este eliminat de un filtru numeric trece-jos, care serveste si ca filtru anti-aliasing. In cele din urma, datele sunt re-esantionate cu o frecventa mai redusa (decimare), dar cu o rezolutie efectiva mai mare. Toata procesarea semnalelor se face in timp real, pe fluxul de date de 100 MHz, astfel ca nu se pierd date in timpul achizitiei si analizei semnalului.
Conectoare
Placa NI 5911 are un singur canal analogic de intrare, iar placa 5912, doua canale, cu mufe BNC. Canalele CH0 si CH1 sunt referite la masa comuna in modul bipolar, dar le puteti folosi pentru a face masuratori diferentiale sau pentru a masura semnale flotante efectuand prin program scaderea (diferenta) semnalelor de pe cele doua canale.
Semnalele digitale de declansare provin fie de la magistrala de sincronizare RTSI pentru placa PCI, de la magistrala de sincronizare VXI, sau de la conectoarele externe digitale. Astfel, placa NI 5911 foloseste o mufa SMB si un conector DIN cu 9 pini (Aux) pentru semnalele digitale, iar placa NI 5912 foloseste mufe .
Software
Placile NI 5911/5912 se livreaza cu driverul de instrumente NI-Scope, care se conformeaza specificatiilor IVI, si cu Virtual Bench-Scope pentru control interactiv al osciloscopului virtual.
Atunci cand construiti o aplicatie de testare automata sau cand integrati placile NI 5911 / 5912 cu programele de test existente, folositi driverul de instrument NI-Scope, care lucreaza cu Lab VIEW (cod G), BridgeVIEW (cod G), LabWindows/CVI, C/C++ de la firmele Microsoft sau Borland, precum si Visual Basic.
VirtualBench-Scope este un panou frontal software care permite un control interactiv al placilor NI 5911/5912. Nu este necesara nici-un fel de programare. Puteti folosi VirtualBench-Scope exact la fel cum ati utiliza un osciloscop real pe bancul de lucru, dar dispuneti in plus de toate capacitatile de procesare, afisare, stocare a datelor si comunicatii in retea ale calculatorului Dvs.
Lucrul cu panela software VirtualBench-Scope este intuitiv, se invata usor prin experimentari, nu studiind manualul.
Se considera ca osciloscopul digital este calul de povara al laboratorului electronic avansat.
VirtualBench-Scope este partea de software pentru osciloscopul numeric de joasa frecventa (initial banda era de 20MHz, acum sporita la 100MHz), cu rezolutie mare, destinat aplicatiilor de testare si masura de joasa frecventa.
Utilitarul de osciloscop, VirtualBench-Scope, poate sa lucreze cu mai multe placi de achizitie prevazute cu intrari analogice. Desigur, el este proiectat special sa profite de caracteristicile placilor de osciloscop de la National Instruments, modele clasice (precum PCI-5102, AT-5102, si DAQCard-5102) sau cele mai noi (NI 5911 si 5912). Cu aceste placi dedicate, VirtualBench permite atingerea unor performante ridicate de osciloscopie.
VirtualBench-Scope ofera rate de esantionare in timp real de pana la 100 MHz
(si pana la 1 GHz folosind esantionarea in timp echivalent), latimi de banda de pana la 100MHz. Rezolutia pe verticala este dependenta de placa de achizitie de date folosita: 12 biti pentru placile ieftine cu intrari analogice, 16 biti pentru placile de osciloscop dedicate, si de la 8 la 21 de biti, in functie de frecventa, cu NI 5911. Indiferent de tipul placii folosite, VirtualBench-Scope ofera 16 canale de intrare, cu o gama de sensibilitati de la 1 mV/diviziune la 10 V/diviziune, baza de timp cu game de la 10 ns/ diviziune la 100 ms/ diviziune, si lungimi ale inregistrarii de la 500 la 660.000 de puncte.
VirtualBench-Scope se poate declansa atat pe semnale analogice cat si digitale, chiar cu placi de achizitie care nu au facilitatea de trigger analogic inclus in hardware. Puteti ajusta punctul de declansare astfel ca sa culegeti semnalul inainte si dupa punctul de declansare. Declansarea se poate face pe panta negativa sau pozitiva, pe marginea crescatoare sau descrescatoare a semnalului.
Cele mai puternice facilitati sunt functiile automate de prelucrari matematice si de analiza in timp real a semnalelor: amplitudinea, valoarea de curent continuu, valoarea eficace, valoarea varf la varf, minim si maxim, determinarea caracteristicilor impulsurilor, frecventa, perioada, intarzierea, timpii de crestere si de scadere, valoarea dV/dt, etc.
NOTA IMPORTANTA: ARTICOLELE PUBLICATE IN PAGINA DE REFERATE AU SCOP DIDACTIC SI SUNT ELABORATE IN URMA UNEI DOCUMENTARI SUSTINUTE. ESTE STRICT INTERZISA PRELUAREA ARTICOLELOR DE PE SITE SI PREZENTAREA LOR LA ORELE DE CURS. Referatele din aceasta sectiune sunt trimise de diferiti colaboratori ai proiectului nostru. Referatele va sunt prezentate pentru COMPLETAREA STUDIULUI INDIVIDUAL, si va incurajam si sustinem sa faceti si voi altele noi bazate pe cercetari proprii.
Referat trimis de: Tancaba Romica
