A PicoScope 3000 sorozatú PC oszcilloszkópok

Ismertető:

Az alábbiakban az angol fejlesztésű és gyártású PicoScope PC oszcilloszkópokról szeretnék  néhány szó ejteni a teljesség igénye nélkül. Az elnevezés talán első hallásra megtévesztő lehet azok számára, akik már találkoztak hasonló berendezésekkel a korábbiakban. A korábbi fejlesztések általában vagy egy párhuzamos belső busz-t (PCI),  esetleg külső párhuzamos port-ot igényeltek a számítógéphez való kapcsoláshoz. Erre elsősorban azért volt szükség, mert az eszköz által a számítógép felé küldött nagymennyiségű és nagysebességű információ (mérési adatok) csak párhuzamos átvitellel volt továbbítható. Az ezen fajta áviteli módok átviteli kapacitása azonban még mindig alul marad a mai modern, egyszerűen csak USB-nek nevezett univerzális soros interfész átviteli sebességéhez képest, amely több mint  400Mbit/s átviteli sebességre képes. Ez az adat csak a 2.0-ás verzióra igaz, de a fent említett 3000-es sorozat mindegyike ezt használja, emellett támogatja az USB 1.1-et (12 Mbit/s) is. Az USB kapcsolatnak fent említett magas átviteli sebessége mellett az is előnye, hogy PC ezen a port-on keresztül képes tápfeszültséggel ellátni a mérőegységet. Különösen előnyös lehet ez akkor, ha a "civilizációtól" távol, pl. Laptop segítségével szeretnénk rövidebb időtartamú (a Notebook akkumulátor kapacitásától függően), de fontos méréseket egyszerűen elvégezni és dokumentálni.
A berendezés alapjában véve oszcilloszkóp, de a fejlesztők kihasználva azt a tényt, hogy számítógéppel feldolgozható adatokról van szó, a vezérlő szoftvert úgy alakították ki, hogy az eszköz használható legyen Spektrum Analizátor, Multiméter és Jelgenerátor üzemmódban is.

Telepítés:

A használati útmutató kifejezetten felhívja a figyelmet, hogy a berendezés a számítógéphez csatlakoztatása előtt a szoftvert telepítsük, amelyet a berendezéssel együtt CD-n adnak. Az esetlegesen újabb verziók ingyenesen, némi információ szolgáltatása ellenében letölthetők a www.picotech.com internetes oldalról.

A telepítés különösebb szakértelmet nem igényel, nem bonyolultabb, mint bármely más program installációja.

Miután az telepítésen sikeresen túljutottunk a berendezést a PC-hez kapcsolhatjuk. A tapasztalatok szerint a nagy átviteli sebesség és számítási igény miatt érdemes nagyobb sebességű (Pentium processor, minimum 1 Ghz körüli órajellel) számítógéphez kapcsolni a berendezést. Az első csatlakozás után a Windows (98SE, ME, 2000, XP) automatikusan installálja a szükséges Driver-eket. Érdekes tapasztalatom volt, hogy valami oknál fogva, látszólag kétszer "találta" meg az eszközt az operációs rendszer. A berendezés akkor működött rendben, ha kétszer egymás után elvégeztem a program utasításait. Ezek után a Pico Technology /Picoscope programot elindítva a berendezés működésre kész.

Csatlakozók:

A berendezésen az USB és a külső tápfeszültség csatlakozót kivéve három szabványos BNC aljzatot találunk a CH-A, CH-B és az Ext Trig  feliratokkal. Ezek közül az utolsó két funkcióval is rendelkezik, nevezetesen oszcilloszkóp üzemmódban a külső trigger csatlakoztatására szolgál, jelgeneráor módban ez a kimenet. (1.ábra)

FIGYELMEZETETÉS!

Az gyártó specifikációi szerint a bemenetekre (CH1/CH2) adott feszültségek nem haladhatják meg a /+50 V-os határértékeket. Ezt mindenképp vegyük figyelembe a mérések során, mert ezek figyelmen kívül hagyása a berendezés károsodásához vezethet , szerencsétlen esetben áramütést is okozhat!

Tartsuk szem előtt azt is, hogy a berendezés az USB kábelen, valamint a számítógép hálózati kábelén keresztül a védőföldhöz galvanikusan csatlakozik, tehát a mérőzsinórok földcsipeszeit csak nulla potenciálú helyre kössük, a nemkívánatos zárlatok elkerülése érdekében!

Termékinformációk:

Amint említésre került, 3000-es sorozatról, tehát több hasonló ám specifikációkban mégis eltérő berendezésről van szó. Az alábbi táblázatban ezeket hasonlíthatjuk össze:

Néhány alkalmazási példa:

Az alábbiakban szeretnék bemutatni néhány példát azon lehetőségek közül amelyekre a fent említett berendezést használhatjuk. A 2. ábrán egy szabványos 75%-os PAL Colour Bar jelet láthatunk:

Minthogy digitális eszközről van szó, nagyszerűen kihasználhatjuk azokat a lehetőségeket, hogy egy mérést elmentve, később adott részleteit újra megnézhetjük, kinagyíthatjuk, sőt még kurzokat is elhelyezhetünk. Ezeket a lehetőségeket láthatjuk a 3. 4. és 5. ábrán:

A tároló funkció akkor is hasznos lehet, ha egy vizsgálandó jel egy adott részletére vagyunk kíváncsiak, pl. egy videojel vertikális kioltási tartományára. Ez máskülönben vagy kettős időalapú oszcilloszkóppal, vagy sorszelektorral viszgálható. A Picoscope esetében tulajdonképpen egy teljes frame elmentésre kerül, amelyet később tetszőlegesen nagyíthatuk úgy, hogy a kioltási tartomány viszgálható legyen. Erre láthatunk példát a 7. ábrán.

Egyéb jellemzők:

Mintavételi módok:

A leírt oszcilloszkópok alapvetően két mintavételi módot használnak, nevezetesen az egyik az ún. block mode   a másik az ún. streaming mode. Nézzük meg ezeket kicsit részletesebben:

Streaming mode:
Nagyon alacsony mintavétel esetén az adattovábbítás folyamatos, az adatok folymatosan a számítógépbe továbbítódnak, nem pedig az oszcilloszkóp memóriájába kerülnek. Ebben az esetben az oszcilloszkóphoz tartozó meghajtó program 32K mintát tud tárolni, ezért ha külső (saját)  programot  alkalmazunk akkor a
ps300 get values ()   funkciót megfelelő gyakorisággal kell hasznáni, hogy a puffer túlcsordulását elekerüljük.

Beépített Jelgenerátor funkció

A Picoscope 3000 sorozatú oszcilloszkópok rendelkeznek saját belső jelgenerátor funkcióval. A generátor frekvenciatartománya 100 Hz-től 1 MHz-ig terjed és szinusz (1V), négyszög (5V), illetve háromszög (1V) jelek előállítására képes. (Megjegyzés: a 3204-es modell esetében csak 1kHz-es 5V-os fix négyszögjel elérhető). A generátor kimenő impedanciája minden esetben 600 Ohm. A 3205 és 3206 esetében, a generátor rendelkezik ún. sweep funkcióval is, amely jól alkalmazható frekvenciaátvitel mérésére.
Fizikailag a jelgenerátor kimenő csatlakozója ugyanaz, mint a külső trigger jelbemenet, tehát egyidőben a kettő nem használható, viszont a jelgenerátor kimenetet alaklmazhatjuk a mérendő rendszer külső trigger jeleként.

Spectrum analizátor funkció:

A Picoscope 3000 család mivel számítógéppel feldolgozható adathalamazt állít elő, adódott a lehetőség, hogy egy FFT (Fast Fourier Transform) spektrum analaizátor is belekerüljön a szofver szolgáltatásai közé. Ez a funkció, mint álatlában a spektrum analizátorok esetében álatában akkor lehet hasznos, ha nem időtartományban, hanem frekvenciatartományban szeretnénk vizsgálódni. Erre láthatunk két példát az alábbiakban:

8. ábra (AM Radio Spectrum)

A következő példán négyszögjel oszcilloszkópon, valamint egyidejűleg spektumanalizátoron megjelenített képe láthatható. Jól felismerhetők az alapharmonikus és a felharmonikusok által képviselt amplítúdók:

9. ábra (Square spectrum)

Összefoglaló:

Sajnos a korlátozott terjedelem miatt minden alkalmazási lehetőségre nem tudunk kitérni, de talán ez nem is lehetséges, hiszen ennek szinte csak az emberi találékonyság szabhat határt. Mindenesetre annyit elmondhatunk, hogy a bemutatott eszköz mindenképp jó választás lehet azok számára akik egy katódsugárcsöves oszcilloszkóp költségeinél jóval olcsóbban szeretnének ilyen méréseket végezni és dokumentálni, feltéve, ha cserébe le tudnak mondani a klasszikus katódsugárcsöves megjelenítésről. A műszer kis mérete ellenére nagyon sokoldalú, egyszerűen kezelhető, ideális lehet azok számára, akik egyébként a munkájukhoz Laptop-ot használnak, de időnként mérseket is kell végezniük a helyszínen. Ezeket az adatokat később, visszatérve a "bázisra" részletesen ki tudják értékelni, ill. elemezni.

Akit egyéb részletek érdekelnek látogasson el a www.picotech.com weboldalra, ahonnan letöltheti a szoftver demo verzióját is, amely talán informatívabb mint egy ilyen száraz leírás.

Nagy Zsolt
szervizmérnök
Rexfilm Kft.