Rohde & Schwarz R&S®RTO1012 - цифровой осциллограф

Обзор преимуществ цифрового осциллографа Rohde & Schwarz R&S®RTO1012

Современные радиоэлектронные устройства характеризуются обилием используемых сигналов. Среди них обычно можно выделить цифровые (импульсные) и аналоговые сигналы, требующие одновременного анализа при отладке и ремонте оборудования. Примером являются устройства, в которых реализуется цифро-аналоговое преобразование.

Как правило, количество входов осциллографа не превышает четырех, в то время как шины данных имеют обычно не менее восьми линий. Поэтому использовать осциллографы для анализа цифровых сигналов, относящихся к единой шине, неудобно. С другой стороны, логические пробники, имеющие множество цифровых каналов и собственную систему синхронизации, совершенно не предназначены для анализа сигналов, отличных от импульсных. Таким образом, наиболее простым решением здесь является использование двух упомянутых приборов, объединенных общей системой синхронизации. Но оно неприемлемо, поскольку не гарантирует синхронность запуска их развертки. Поэтому функции осциллографического и логического анализа следует реализовывать в едином устройстве.

Основное требование к осциллографу с функцией анализа смешанных сигналов состоит в достаточной скорости обработки выборок для анализа всей совокупности цифровых и аналоговых сигналов. Кроме того, функция запуска развертки должна иметь расширенные настройки, поскольку любой из осциллографических и цифровых каналов может потребоваться в качестве источника запуска развертки.

Гармоничное объединение функции осциллографического и логического анализа достигнуто лишь в некоторых средствах измерений, включая осциллограф R&S®RTO1004, имеющий полосу пропускания 600 МГц и 4 канала. Функция анализа цифровых сигналов реализована на основе опции R&S RTO-B1, поддерживающей до 16 цифровых каналов. 

С точки зрения анализа цифровых сигналов важнейшее значение имеют дополнительные функции обработки, предусмотренные в осциллографе Rohde & Schwarz RTO1004. В устройствах с параллельными шинами цифровые сигналы подвергаются групповой обработке. Объединение сигналов в группу выполняется их сопоставлением единой шине путем установки необходимых настроек осциллографа. После этого можно использовать формы представления информации о состоянии шины, отличные от принятых для логических анализаторов. В частности, имеется возможность отображения декодированного сигнала в выбранном формате — шестнадцатеричном или десятеричном. Это удобно при отладке систем с микропрограммным управлением, поскольку исключает дополнительный пересчет. Поиск погрешностей в состояниях шины также облегчается при таком представлении, т.к. оно фиксирует временное расхождение фронтов цифровых сигналов в виде кратковременного изменения состояния шины.

Еще одним форматом представления данных является квазианалоговый сигнал. Он соответствует идеальному выполнению функции цифроаналогового преобразования и может также служить для быстрой диагностики состояний шины. Поскольку формирование квазианалогового сигнала безынерционно, то расхождение фронтов будет отображаться на нем в виде хорошо заметных выбросов. Использование квазианалогового представления позволяет анализировать информационную целостность сигналов, передаваемых по шине.

Выполнение измерений для большого количества сигналов заметно упрощается за счет функции автоматических измерений. Малая погрешность временной развертки позволяет точно совмещать отображаемые сигналы осциллографических и цифровых каналов. Дополнительные возможности анализа предоставляет использование математических функций, в т.ч. логических, а также быстрого преобразования Фурье для квазианалогового сигнала с получением его спектра.

Совмещение логического анализатора и осциллографа в единой системе позволяет исключить проблемы синхронизации. В осциллографе RTO 1004 предусмотрены три режима синхронизации — по цифровому каналу, по логической комбинации сигналов, по состоянию параллельной шины. Первый из них включает синхронизацию по фронту, длительности, ожиданию, последовательному шаблону. Во втором режиме развертка синхронизируется дополнительно по состоянию и по шаблону. Третий случай предусматривает использование сигнала синхронизации, например, для протокола USB, заданного шаблона или состояния. Таким образом, требуемая работа каналов логического пробника обеспечивается практически для любых сигналов, встречающихся на практике.

Восстановление квазианалогового сигнала по данным, считанным с цифровых каналов, может использоваться, например, при анализе режима работы цифроаналогового преобразователя (ЦАП). В этом случае на входы логического анализатора подаются разрядные цифровые сигналы и, при необходимости, тактирующие импульсы, а на осциллографический канал – выходное напряжение ЦАП. Поскольку формирование квазианалогового сигнала происходит без значимой задержки, то, сравнивая его форму с выходным напряжением ЦАП, можно с легкостью выявить погрешности преобразования и задержку его выполнения. Аналогично может быть протестировано аналого-цифровое преобразование с обеспечением синхронизации по любому цифровому каналу. Количество доступных цифровых каналов позволяет перекрыть любую разрядность преобразователей.

Как следует из изложенного, задачи одновременного анализа аналоговых и цифровых сигналов успешно решаются при наличии качественных измерительных средств с широкой функциональностью. Их использование позволяет значительно упростить процесс измерений и расширить круг потенциально решаемых задач проектирования, отладки и сервисного обслуживания радиоэлектронных средств.
 

Технические характеристики цифрового осциллографа Rohde & Schwarz R&S®RTO1012