Антиплагиат (1196142), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В отличие отаналоговых моделей, ц ифровые запоминающ ие осц иллографы обеспечивают постоянное сохранение в памятизахваченной информац ии, разностороннюю обработку параметров и их анализ (см. рисунок 1.1). Однако такие приборыне отображ ают градац ии яркости развертки сигнала в реальном времени, поэ тому SOпредставлять изменяющ иеся “ж ивые” сигналы.Рисунок 1.1 – Структурная схема ц ифровых запоминающ их осц иллографовКак и в аналоговых осц иллографах,неспособны нагляднопервымОрганы управленияфункциональнымузломSOявляетсяусилительвертикальногоотклонения.вертикальным отклонением позволяют регулировать амплитуду и положение развертки сигнала.
Далее, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) в системе горизонтального отклонения осуществляет выборку сигнала вдискретных точках определенного временного интервала и преобразует напряжение исследуемого сигнала в этихточках в цифровые значения, называемые элементами выборки. Весь этот процесс называется оцифровкойсигнала.Схема синхронизации системы горизонтального отклонения устанавливает частоту, с которой АЦП делает выборки.Эта величина называется частота выборки и измеряется в выборках в секунду (выб/с).Выборки, полученные от АЦП, сохраняются в оперативной памяти прибора в качестве элементов описания формысигналов. Некоторое количество выборок могут составить одну точку развертки сигнала.
Взятые вместе точкиразвертки сигнала составляют одну развертку сигнала. Используемое количество точек, необходимое длясоздания развертки сигнала называется длина записи. Система запуска осциллографа определяет момент пуска иостанова процесса записи.Сигнальный трактцифровых осциллографоввключаетвсебямикропроцессор,черезкоторый проходитизмеряемый сигнал. Микропроцессор обрабатывает сигнал, управляет выводом данных на дисплей, органамиуправления передней панели прибора, а также решает другие задачи. Затем сигнал поступает в память дисплея,а из нее – выводится на экран.В зависимости от производительности осциллографа, может выполняться дополнительная обработка выборок, чтозначительно повышает качество и достоверность отображаемой информации.
Также возможно использованиережима упреждающего запуска, который позволяет просматривать сигнал непосредственно перед моментомзапуска.Большинствосовременныхцифровыхосциллографовобладаютширокимнаборомрежимовавтоматического измерения параметров, что в целом, упрощает процедуру исследования сигналов.SOобеспечиваетвысокуюпроизводительностьврежимеодиночногозахватапонесколькимканалам.Осциллографы SO идеальны для исследований высокоскоростных сигналов в нескольких каналах с невысокойскоростью захвата или с одиночными захватами.
При проектировании цифровых устройств инженеры обычноанализируют от четырёх и более сигналов одновременно – в таких задачах[3]SO становится незаменимым помощ ником.1.2.2 Осц иллографы с ц ифровым люминофоромВ осц иллографах э того типа (РО) используется новый принц ип обработки сигнала, предоставляющ ий уникальныевозмож ности захвата данных и точного воспроизведения осц иллограммы на э кране.В то время как в SO применяется технология последовательной обработки сигналов для их захвата, отображ ения ианализа, в РО для выполнения тех ж е задач используется параллельная обработка (рисунок 1.2). РО построены на основеспец иализированной ПЛИС (программируемой логической интегральной микросхемы), реализующ ей захват иформирование изображ ения развертки сигналов с чрезвычайно высокой скоростью, что, в итоге, приводит к высокомукачеству визуализац ии сигнала на э кране прибора.
Этот подход значительно повышает вероятность обнаруж ениябыстротекущ их проц ессов, происходящ их в ц ифровых системах, таких как повреж денные импульсы, глитчи и различныепереходные проц ессы, а такж е предоставляет дополнительные возмож ности анализа. Описание архитектурыпараллельной обработки сигналов приводится ниж е.Рисунок 1.2 – Структурная схема осц иллографов с ц ифровым люминофоромПервый (входной) функц иональный узел РО такой ж е, как у аналогового осц иллографа – усилитель вертикальногоотклонения. Второй узел такой ж е, как у SO – АЦП. Однако после АЦП архитектура РО значительно отличается от другихосц иллографов.Для любого типа осц иллографа, будь то аналоговый, SO или РО, всегда имеет место некоторое время задерж ки, втечение которого прибор обрабатывает только что захваченные данные, осущ ествляет сброс системы и ож идаетследующ его события запуска.
В течение всего э того времени, осц иллограф остаётся “слепым” к любым изменениямсигналов. Вероятность зарегистрировать редко происходящ ие события пониж ается пропорц ионально увеличениювремени задерж ки. Необходимо отметить, что невозмож но определить вероятность захвата того или иного события наосновании того, как часто происходит обновление информац ии на э кране. Если рассчитывать исключительно на э тухарактеристику осц иллографа, то легко ошибиться, полагая, что прибор захватывает все текущ ие данные о формесигнала, хотя фактически э то не так.Как уж е упоминалось, ц ифровые запоминающ ие осц иллографы обрабатывают захваченные сигналы последовательно. Вэ том проц ессе узким местом является скорость работы микропроц ессора, поскольку от э той характеристики зависитчастота захвата сигналов.РО переводит в растровый формат оц ифрованные данные о форме сигнала в базу данных «ц ифрового люминофора».Каж дую 1/30-ую секунды – частота восприятия информац ии человеческим глазом – каж дое изображ ение, ранеесохранённое в базе данных, переносится прямо в систему отображ ения (дисплей).
Такой проц есс прямой растеризац ииданных о форме сигнала и непосредственное копирование из базы данных в память дисплея, устраняет упоминавшеесяузкое место, связанное с обработкой данных, что присущ е любым другим типам осц иллографов. В результате на дисплеемож но наблюдать «ж ивые» сигналы в реальном времени.
Все их подробности, перемеж ающ иеся события, динамическиехарактеристики–всё захватывается в реж име реального времени. Микропроц ессор РО функц ионирует параллельно синтегрированной системой захвата, осущ ествляя управление дисплеем, автоматическими проц едурами измерений иобщ ее управление прибором. Таким образом, производительность проц ессора не влияет на скорость захвата.РО точно воспроизводит лучшие качества, присущ ие только своим аналоговым собратьям, отображ ая сигнал в трёхизмерениях: время, амплитуда и распределение амплитуды во времени, и всё э то в реальном времени.Тем не менее, в противополож ность технологии аналоговых осц иллографов, использующ ей физические свойствалюминофора, в РО применяется технология э лектронного ц ифрового люминофора, что на самом деле представляет собойнепрерывно обновляющ уюся базу данных.
Эта база данных имеет отдельную ячейку памяти для каж дого пикселя дисплеяприбора. Каж дый раз в проц ессе захвата сигнала (другими словами, после каж дого запуска), информац ия о сигналепереносится в ячейки базы данных ц ифрового люминофора. В каж дую ячейку, отраж ающ ую текущ ее состояниеопределенной точки э крана, записывается информац ия об интенсивности сигнала в э той точке. Таким образом,информац ия об интенсивности выстраивается в тех ячейках, через которые чащ е всего проходит сигнал.Когда база данных ц ифрового люминофора передаётся на дисплей осц иллографа, то дисплей воспроизводит наиболееинтенсивные области развертки сигнала пропорц ионально их частоте появления в каж дой точке, что очень похож е наградац ию яркости у аналоговых осц иллографов.
Точно такж е РО даёт возмож ность выделить события в зависимости отчастоты их появления за счет градац ии ц вета, но э та функц ия уж е отсутствует у аналоговых моделей. При помощ и РОлегко увидеть разниц у меж ду сигналами, захваченными при каж дом запуске, и сигналом, захваченным, например, прикаж дом 100-ом запуске.Осц иллографы с ц ифровым люминофором стирают границ у меж ду аналоговыми и ц ифровыми моделями э того видаприборов. При помощ и РО одинаково удобно исследовать высокие и низкие частоты, периодические сигналы, переходныепроц ессы и комплексные сигналы в реальном времени.
Только РО обладают возмож ностью представления сигнала по оси Z(градац ия яркости при отображ ении на дисплее) в реальном времени, что отсутствует у ц ифровых запоминающ ихосц иллографов.РО – подходящ ий инструмент для тех, кто занимается разработкой ц ифровых устройств широкого применения, а такж едля отладки различного э лектронного оборудования. РО отлично подходит для глубокого анализа, тестированиятелекоммуникац ионных сигналов по маске, отладки схем с перемеж ающ имися и периодическими сигналами, а такж езадач, где требуется синхронизац ия по времени.1.2.3 Цифровые стробоскопические осц иллографыВ отличие от архитектуры ц ифровых запоминающ их и осц иллографов с ц ифровым люминофором, в сигнальном трактец ифрового стробоскопического осц иллографа перед аттенюатором/усилителем включен стробоскопический смеситель(дискретизирующ ий мост), как э то представлено на рисунке 1.3. Входной сигнал проходит проц едуру выборки, перед темкак выполняется его ослабление или усиления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
