Команды инженеров-разработчиков в своей работе сталкиваются с множеством сложных задач. Наряду с многочисленными техническими проблемами инженеры постоянно сталкиваются с нехваткой или ограничением времени. Также, в большинстве случаев, они находятся в условиях, когда измерительное оборудование не соответствует требованиям проводимых тестов и измерений.

Большинство инженеров-разработчиков пользуются стандартными измерительными стендами, которые включают осциллограф, анализатор спектра, генератор, анализатор цепей, логический анализатор, анализатор протоколов, вольтметр и т.д. Такие стенды могут быть достаточно громоздкими, занимать много места и включать сложные схемы коммутации между отдельными приборами.

Представьте себя инженером, обладающим осциллографом, включающим в себя все стандартные измерительные приборы.

Какие же инструменты должен включать современный осциллограф?

1. Цифровой осциллограф: 8 аналоговых каналов, полоса пропускания 6 ГГц, частота дискретизации 16 ГВыб/с

Основным инструментом для анализа сигналов во временной области является осциллограф. Современные технологии, такие как Wi-Fi 6 и 5G FR1, для корректных измерений требуют полосы пропускания свыше 2 ГГц. Современные измеряемые устройства требуют одновременного тестирования нескольких входов и выходов (технологии ФАР, MIMO т п.). 8-канальный цифровой осциллограф с полосой пропускания 6 ГГц обеспечит проведение измерений как самых современных, так и будущих устройств.


Рис. 1. Пример измерения на 8-канальном осциллографе с полосой пропускания 6 ГГц

2. Генератор сигналов 50 МГц

Для большинства стандартных тестов в процессе разработки цифровых устройств, требуется генератор сигналов с небольшим частотным диапазоном. Генератор сигналов должен включать функцию формирования сигналов стандартной формы: синусоидальной, прямоугольной, импульсной, треугольной, линейной с насыщением, шумовой, постоянной, кардиологической, с экспоненциальным нарастанием/спадом, произвольной. Эти сигналы удобны для стресс-тестирования устройств, имитации шума в канале, в измерениях стимул-отклик и других задач.

3. Анализатор АЧХ до 50 МГц (FRA)

Функция измерения АЧХ и ФЧХ (FRA) позволяет проанализировать измеряемое устройство с помощью метода стимул-отклик в частотной области, тем самым дополняя информацию, полученную при измерениях во временной области. Задающее воздействие при этом измерении формируется с помощью встроенного генератора с частотным диапазоном до 50 МГц.


Рис. 2. Измерение АЧХ и ФЧХ с помощью функции FRA (frequency response analyzer)

4. Функция анализа спектра реального времени с полосой анализа 320 МГц (RTSA)

Анализ спектра реального времени (RTSA) позволяет дополнить стандартную функцию анализа спектра методом БПФ (FFT) для исследования кратковременных сигналов и множественных наложений сигналов.

С помощью функции RTSA вы также можете обнаруживать ошибки, вызванные кратковременными помехами со стороны схем питания, перекрестными помехами или помехами из эфира.


Рис. 3. Сравнение анализа сигнала Bluetooth™ с помощью стандартной функции анализа спектра FFT (сверху) и с помощью функции анализа спектра реального времени RTSA (снизу)

5. Логический анализатор: 16 каналов, 8 Гвыб/с

Конвергенция технологий позволяет современным устройствам иметь как аналоговые, так и цифровые входы/выходы независимо от области применения. Также часто бывает необходимо проанализировать синхронизацию аналоговых и цифровых каналов устройства во время тестирования. Рисунок 4 получен с помощью 16–канального осциллографа смешанных сигналов (MSO). Другим важным требованием является возможность запуска и декодирования протоколов, что в свою очередь требует высокой частоты дискретизации цифровых каналов не менее 8 Гвыб/с.


Рис. 4. Анализ корреляции аналоговых и цифровых сигналов устройства с помощью осциллографа смешанных сигналов

6. Анализатор протоколов

Цифровые шины получили широкое распространение при разработке современных цифровых устройств и используются для самых различных целей, включая связь между чипами на платах, управление периферийными устройствами, а также дистанционное управление и передачу данных с удаленных датчиков. Без развитой системы запуска по сигналам последовательных шин и декодирования протоколов отладка таких шин и корреляция передачи данных с другими смешанными сигналами в системе может представлять определенную сложность. Анализатор протоколов включает встроенные опции запуска по сигналам последовательных шин и аппаратного декодирования протоколов, которые обеспечивают сокращение сроков разработки цифровых устройств, содержащих последовательные шины. Некоторые широко используемые протоколы в зависимости от области применения приведены ниже:

  • Низкоскоростные: I2C, SPI, Quad SPI, eSPI, Quad eSPI, RS232/UART, I2S, SVID, JTAG, Manchester,10/100 Ethernet.
  • MIPI: RFEE, I3C, и SPMI.
  • USB: USB 2, USB 3, USB-PD, и eUSB2.
  • Автомобильные: CAN/CAN FD, LIN, SENT, и 100Base-T1.
  • Оборонно-космические: ARINC, MIL-STD 1553, и SpaceWire.

Выполнить декодирование можно и вручную с помощью логического анализатора, но только для создания триггеров вы потратите часы времени. Анализатор протоколов, с помощью заранее написанного кода триггеров и декодеров, справится с тестированием и отладкой протоколов за минуты.


Рис. 5. Декодирование протокола 100BASE-TX Ethernet с помощью функции анализатора протоколов

7. Цифровой вольтметр и 10 разрядный счетчик

Большинство инженеров используют цифровой вольтметр (DVM) и счетчик для базовых тестовых измерений. Основными измерениями при этом будут:

  • Измерение с помощью цифрового вольтметра параметров постоянного и переменного тока (ACRMS, DC и DCRMS).
  • Измерение частоты, периода, суммирование, запуск и соотношение измеренных параметров A/B с помощью функции 10-разрядного счетчика.


Рис. 6. Базовые измерения с помощью функций цифрового вольтметра (DVM) и счетчика

Современные требования к осциллографу

Современный осциллограф должен включать в себя функционал множества измерительных приборов, что позволяет упростить настройку и коммутацию стенда, сократить время тестирования, минимизировать перекрестные помехи приборов и сделать стенд компактным и мобильным. Также это позволяет эффективно выполнить сбор, анализ и визуализацию данных измерений на одном экране.


Рис. 7. Осциллограф Keysight Infiniium MXR включает в себя функционал 8-ми отдельных измерительных приборов

Современный осциллограф должен помочь инженерам проектировать и тестировать сложные комплексные устройства и предоставлять новый уровень анализа сигналов.

Всем вышеописанным требованиям удовлетворяет новый осциллограф Keysight Infiniium MXR Series.

Ознакомитесь более подробно с техническими характеристиками приборов:

Товары участвующие в акции
Другие акции