2. 6.2. Описание приемов работы с gds-71102

6.2.1. Общие правила

Измерения осциллографом проводят с помощью специализированных измерительных щупов. Каждый щуп (за исключением высоковольтного) имеет встроенный аттенюатор , позволяющий изменять деление измеряемого сигнала с 1:1 на 1:10 с помощью переключателя, размещенного на ручке щупа.

Сигнальный конец щупа соединен с острием для удобства измерения потенциалов на мелких элементах схемы, общий вывод соединен с гибким выводом и заканчивается “крокодильчиком”.

На щупе имеется регулятор (гнездо под плоскую отвертку) для компенсации щупа, перед измерениями необходимо компенсировать щуп. Для этого переключатель аттенюатора на щупе выбрать 1:10 и подключить его сигнальным щупом к выводу калибровочного генератора расположенного справа от гнезда SDкарты памяти .

Рисунок 1 – Схема калибровки осциллографа.

Нажать кнопку AutoSet, после чего на экране должны появиться прямоугольные импульсы. Переход от фронта импульса к плоской части должен быть прямоугольным, как на центральном рисунке 2 (позиция нормально). Иначе, необходимо взять плоскую отвертку из комплекта щупа и покрутить гнездо, как показано на рис.2 до получения результата.

перекомпенсирован нормально недокомпенсирован

Рисунок 2- Калибровка осциллографа.

Уровень нуля напряжения отражается на экране слева от измерительной сетки треугольником с номером канала, если желаемого канала нет, то можно его включить кнопкой илиCH2 , аналогично повтор нажатия на соответствующую кнопку выключает канал.

На оси времен также есть метка, определяющая начало синхронизации сигнала по времени и она отмечается треугольничком над измерительной сеткой , отмеченные элементы изображены на рис.3 кружочками.

Дополнительно для правильной трактовки измерений внизу экрана слева указываются масштабы в Вольтах на клетку по соответствующему каналу, а также масштаб времени в клетке измерительной сетки.

6.2.2. Проведение измерений формы сигнала.

Остановку/запуск сигнала на экране осциллографа можно сделать кнопкой Run/Stop.

Для начала необходимо определиться с настройкой отображения сигнала. Для этого нажать кнопку соответствующего канала 1й канал (желтая), 2й (синяя), выбрав канал, например CH1, на экране на первом канале необходимо выбрать нажать сделать настройки режима отображения сигнала: полный сигнал с постоянной составляющей () или сигнал без постоянной составляющей () или, если необходимо просто посмотреть уровень нулевого сигнала. Все выборы по элементам меню производятся серыми клавишами расположенными справа от экрана. После этого необходимо определиться прямой или инверсный сигнал нужно отображать и выбратьOffилиOnсоответственно. Если необходимо ограничить высокочастотные составляющие (более 20МГц) при измерении необходимо поставитьOnв следующем меню. Выбор коэффициента деления пробника необходимо сделать в менюProbe.

Для получения статичной (засинхронизированной) картинки в случае периодического сигнала необходимо определиться, как будет происходить синхронизация сигналов. Имеется несколько возможностей – по одному из каналов (CH1,CH2), по сети (Line), по внешнему сигналу подключенному к разъему (Внеш.синхр). Эти возможности предоставляются в меню при нажатии кнопки “Меню”

Чаще всего необходимо синхронизировать по одному из каналов, например, если нужна синхронизация по CH1 , то нужно кнопкой “Меню” войти в меню и серой кнопкой около экрана выбрать канал 1, нажать другую кнопку чтобы появилось, выбрать режим, выбрать режим синхронизацииперейти в менюSlope/Coupling.

Здесь выбрать синхронизацию по фронту или спаду, в режимеCouplingвыбрать синхронизацию с учетом постоянной составляющейDCили переменнойAC, если настройки фильтра синхронизации не требуется , то выбрать. В противном случае можно выбрать фильтры с отфильтровыванием низкочастотной составляющейLFили высокочастотнойHF.Если нужно исключить из синхроимпульса шум, то нажать. Ручкой “СМЕЩЕНИЕX”метку синхронизации по времени поставить на середину экрана (треугольничек вверху экрана).

Ручками масштабов каналов “ВОЛЬТ/ДЕЛ”и масштаба по времени “ВРЕМЯ/ДЕЛ”, а также смещением лучейвверх и вниз сделать так, чтобы сигнал занимал значительную часть экрана.

Ручкой уровня синхронизации “УРОВЕНЬ” на соответствующем синхронизируемом канале добиться сдвига сигнала в нужное место, дополнительно сдвиг сигнала можно сделать ручкой “СМЕЩЕНИЕ X”.

На экране имеется дополнительная информация для правильной трактовки измеряемых сигналов. Слева внизу экрана - масшатб по напряжению для соответствующего канала, он указывается напротив номера канала в кружке, далее буква М в кружке указывает масштаб в клетке по временной оси, Wширина окна в режиме Зуммирования сигнала,T– источник синхронизации осциллографа,f– автоизмеренная частота сигнала (для адекватности этого измерения сигнал должен быть засинхронизирован).

6.2.3. Проведение автоизмерений.

Измерения прибором проводятся по напряжению и по времени.

Данный осциллограф может проводить следующие измерения по напряжению :

• Размах напряжения сигнала Vpp

• Максимальное напряжение Vmax

• Минимальное напряжение Vmin .

• Размах напряжения сигнала между глобальным максимальным и минимальным занчением Vamp

• Глобальное максимальное значение Vhi , глобальное минимальное значениеVlo

• Среднее напряжение Vavg , среднеквадратичное напряжениеVrms

• Напряжение перерегулирования на фронте ROVShoot (для импульсных сигналов с участками установившегося постоянного напряжения)

• Напряжение перерегулирования на срезе FOVShoot (для импульсных сигналов с участками установившегося постоянного напряжения)

• Напряжение перерегулирования перед фронтом RPREShoot

• Напряжение перерегулирования перед срезом FPREShoot

Данный осциллограф может проводить следующие измерения по времени:

• Частота сигнала Freq

• Период сигнала Period

• Фронт сигнала Risetime

• Спад сигнала Falltime

• Ширина импульса между фронтом и спадом +Width

• Ширина импульса между спадом и фронтом -Width

• Коэффициент заполнения импульса в периоде в % Duty Cycle.

Ниже показана блок – схема структуры меню автоизмерений с содержимым подменю.

Серые эллипсы на рисунке – клавиши расположенные справа от экрана.

Для настройки автоизмерений нажать кнопку ”Измерения”, нажать одну из серых кнопок, напротив которой необходим вывод результатов, выбрать регулятором “УСТАНОВКА” тип конкретного измерения - по времени или амплитуде, например, выбираем по амплитуде.

Если надо повторить процедуру для других параметров, кнопкой Previusmenuвернуться в предыдущее меню.

6.2.4. Запись сигналов, установок на SD-карту

Проще для записи сигнала, установок, изображения поля осциллографа использовать одну предустановленную запрограммированную клавишу “Печать”. Для ее конфигурации клавишей “Утилиты” нужно попасть в меню, где есть HardcopyMenu, выбрать его клавишей и попасть в менюHardcopyMenu.

Здесь для записи всей информации выбрать SaveAllи в менюInk Saver выбрать On.

Теперь после нажатия клавиши HardcopyнаSDбудет записаны файлы экрана в форматеbmp, файл данных об осциллограммахcsvи файл установок записиset.

Необходимо отметить, что устройство принимает SDобъемом не более 2 Гб.

Автоматически формируется два файла с данными, отличающимися в названии цифрами 1 и 2, по названию каналов с которых произведена запись.

Полученный csvфайл содержит в начале служебную информацию о данных и установках записи.

Данные записываются в столбик, каждая строчка которого это ордината каждой точки у графика сигнала. Интервал времени между данными в каждой строчке рассчитывается по формуле:

dt=Mt/250,

Mt- масштаб по времени в клетке.

Для преобразования данных в напряжение их нужно домножить на коэффициент:

k=Mv/25

Mv- масштаб в клетке по напряжению.

6.2.5. Запись и загрузка установок осциллографа

6.2.6. Запись осциллограмм и установок осциллографа во внутреннюю память осциллографа.

Сначала необходимо нажимая Зап/Выз выбрать меню записи, в котором отразиться опция SaveWaveform.

Выбрать опцию SaveWaveform.

В меню Destination выбрать место записи : две внутренних оперативных ячейки осциллографа, Refs., 15 ячеек памяти Mermory, SD Card с номером текущего файла в формате DSхххх.CSV, где хххх- порядковый номер файла. Выбрать источник записи в менюSource: каналыCh1,Ch2,Math– математическая обработка каналов, Далее нажатьSaveи осциллограммы запишутся в заданное место.

Запись установок осциллографа (масштабы, уровень синхрозапуска, смещение каналов) производятся аналогично через меню SaveSetup, только в этом случае местом записи могут быть только :SDcardили ячейкиMemory.

Для загрузки на экран сигнала из памяти через меню Зап/Выз (см в начале пункта) зайти в меню RecallWaveformи выбрать в менюSourceстрочку источник загрузки, а в менюDestinationнеобходимую оперативную ячейку сигналаRefAилиRefB.Вывод осциллограмм всегда осуществляется на экран через вывод содержимого RefA и RefB, т.е. информация выводится в RefA и RefB и потом уже на экран.

Включение и выключение отраженных на экране осциллограмм (белого цвета) производится в меню Recall/DisplayRefs. Здесь нажатием на соответствующую ячейкуRefAилиRefBможно убрать с экрана соответствующую осциллограмму или снова ее отразить.

Аналогично для загрузки настроек осциллографа, уже записанных, нужно зайти в основном меню Зап/Выз в RecallSetupвыбрать тип источникаSourceи нажатьRecall.

6.2.7. Проведение FFTпреобразования сигналов.

Для проведения FFTразложения сигнала необходимо кнопкой МАТЕМ зайти в меню математических преобразований сигнала, затем в менюOperation найти FFT.

Далее выбрать источник сигнала CH1 илиCH2 в менюSource, тип окна разложения в менюWindow. Положение метки М, указывающей на уровень 0dBможно изменить регулятором УСТАНОВКА, далее необходимо определиться с масштабом в клетке спектраUnit/div.

Масштаб в клетке измерителя спектров находится делением частоты дискретизации на 40 . Частоту дискретизации можно найти по нажатию кнопки Сбор. Информации внизу меню.

Амплитуда А, интересующей составляющей спектра, определяется по формуле:

, В,

где D- масштаб, указанный в менюOperation FFT (dB/div),

Mf- расстояние к клетках от уровня указанного меткойMдо интересующей составляющей спектра с учетом знака (+ выше уровняM, - ниже уровняM).

6.2.8. Курсорные измерения

Нажать кнопку Курсоры, выбрать источник измеряемого сигнала Source: CH1 или CH2.

Выбрать тип измеряемого параметра кнопкой X<->Y: времени X или напряжений Y.

Нажимая X1(Y1) активизировать один из курсоров измерения, сместить на нужный уровень регулятором УСТАНОВКА, по аналогии повторить для другой границы X2(Y2). Получить результат измерения курсорами на экране, дополнительно можно наблюдать разницу между курсорами по времени X1X2 или уровню Y1Y2.

6.2.9.Запись сигналов в XY режиме.

Перейти в меню Hor.Menu нажатием кнопки МЕНЮ ГОРИЗОНТ, выбрать кнопку XY, после этого сигнал с канала CH1 будет управлять X координатой, а CH2 – Y координатой. Смещение каналов СМЕЩЕНИЕ X и СМЕЩЕНИЕ Y будут смещать траекторию XY по горизонтали и вертикали. Масштабы по обоим каналом могут масштабировать траекторию XY.

6.2.10. Режимы измерения сигналов.

Осциллограф позволяет собирать информацию в трех режимах: Нормальный, Пикового детектора, Усреднения. Выбор соответствующего режима происходит по нажатию кнопки Сбор.инф.

Основным режимом измерения является Normal. Однако, в некоторых ситуациях, когда необходимо точно фиксировать на фоне основного сигнала всплески, накладываемые на основной сигнал с временами порядка не менее 10 нС, необходимо использовать режим Peak Detect, в противном случае эти пики будут в Normal режиме отфильтрованы. Включение режима Peak Detect позволяет увидеть всплески на фоне основного сигнала, который отражается на экране заштрихованной областью.

Режим усреднения Average позволяет усреднять последовательно приходящие сигналы используя информацию о 2,4,8,16,32,64,128,256 пришедших последовательно сигналов. Этот режим полезен при выделении полезного периодического сигнала на фоне большой помехи. Для правильного выделения сигнала в этом режиме необходимо, чтобы он был синхронизирован на экране любым из описанных способов, только в этом случае помеха будет выглядеть на его фоне случайным сигналом среднее от вклада которого будет равно нулю.