ЖУРНАЛ «СТА» 4/2016

жения. Он отображает на экране форму электрических колебаний сигнала». Дигитайзер, используя соответствую- щее программное обеспечение, может сделать то же самое (рис. 59). Он полу- чает электрическую форму волны на- пряжения и выводит её для отображе- ния на экран дисплея. Самое суще- ственное различие в том, что обычно осциллограф является автономным ин- струментом со встроенным дисплеем, в то время как дигитайзер – системный компонент, который получает и хранит сигнал электрического напряжения и, при необходимости используя вспомо- гательное программное обеспечение, выводит данные на экран. Таким обра- зом, ответом является: «Да, цифровой преобразователь может использоваться как осциллограф», но возникают два других вопроса: 1. Почему бы вам не использовать диги- тайзер вместо осциллографа? 2. Какие характеристики дигитайзера делают его хорошей заменой осцил- лографу? П ОЧЕМУ СТОИТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДИГИТАЙЗЕР ВМЕСТО ОСЦИЛЛОГРАФА ? Первый ответ на этот вопрос: диги- тайзер поддерживает большее количе- ство входных каналов. Дигитайзеры Spectrum предлагают до 16 каналов для одиночных карт и до 256 каналов в слу- чае применения до16 плат, объединён- ных с помощью Star-Hub. Это значи- тельное преимущество перед осцилло- графами, которые обычно ограничи- ваются менее чем восемью входными каналами на один прибор. При таком количестве каналов диги- тайзеры отличаются меньшим форм- фактором самой платы. Сравните диги- тайзер Spectrum на восемь каналов с восьмиканальным осциллографом, и вы легко увидите разницу. Плата диги- тайзера настолько мала, что её можно подключить непосредственно в свобод- ный слот PCIe в любой современный ПК. Значительные преимущества диги- тайзеров также в том, что они имеют намного меньшее энергопотребление при аналогичном количестве каналов. Следующим фактором является вер- тикальное разрешение. Осциллографы обеспечивают максимальное разреше- ние от 8 до 12 бит, в то время как быст- рые дигитайзеры предлагают разреше- ние от 8 до 16 бит. При этом следует иметь в виду, что разрешение зависит от пропускной способности, и вы должны сравнить применяемые инструменты для обеспечения одинаковой пропуск- ной способности. Если для дальнейшей обработки не- обходимо обеспечить высокоскорост- ную передачу данных в персональный компьютер, то дигитайзер является луч- шим выбором. Дигитайзеры Spectrum серии M4i могут обеспечить переда- чу потока данных со скоростью до 3,4 Гбайт/с по шине PCIe, в то время как автономные осциллографы обычно ис- пользуют гораздо более медленные ин- терфейсы, такие как USB или LAN. По- лучить данные из дигитайзера можно на порядок быстрее, чем с осциллографа. Таким образом, дигитайзер – это, не- сомненно, наилучший выбор, когда требуется последующая передача и об- работка сигналов. Ещё одна задача появляется, если вам необходимо осуществлять измерения удалённо. Дигитайзеры с сетевыми функциями, такие как Spectrum digitizer NETBOX, предлагают возможность LXI-контроля и передачи данных, та- ким образом дигитайзер может быть расположен на значительном расстоя- нии от места измерения. Это хороший вариант, если вам нужно просматривать данные и контролировать аппаратуру по LAN-интерфейсу из диспетчерской комнаты, из офиса, или даже из совсем другого места корпоративной сети. Дигитайзер – это системный расши- ряемый компонент: число каналов лег- ко увеличивается, и системная конфи- гурация дигитайзера гибко настраива- ется. Поменяйте тип карты или добавь- те дополнительные, тем самым изменив необходимую пропускную способность, частоту дискретизации и продолжи- тельность записи данных. В противопо- ложность этому, осциллограф – инстру- мент с относительно фиксированной конфигурацией. К АКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИГИТАЙЗЕРА ДЕЛАЮТ ЕГО КАНДИДАТОМ НА ЗАМЕНУ ОСЦИЛЛОГРАФУ ? Существуют сотни моделей дигитай- зеров и их возможных конфигураций, из которых можно выбрать необходи- мое вам решение. Когда ответ на осно- вополагающие вопросы выбора – о числе каналов и пропускной способно- сти – уже позади, для полноценной за- мены осциллографа дигитайзером не- обходимо определиться ещё с некото- рыми моментами. Первый момент – частота дискрети- зации. Должна ли она быть фиксиро- ванная, или её требуется выбирать? Ос- циллографы обеспечивают выбор ча- стоты дискретизации, так что вы може- те просматривать сигналы с различной частотой. Дигитайзер, в случае замены осциллографа, должен обладать той же функциональностью. Обычно для точ- ной оцифровки сигналов с быстрыми фронтами частота дискретизации долж- на быть в четыре-пять раз выше про- пускной способности. В дигитайзерах Spectrum используется программируе- мая фазовая автоподстройка частоты на основе базового времени (ФАПЧ). Кро- ме того, вы можете использовать внеш- ний генератор тактового сигнала или источник внешнего опорного тактово- го сигнала, если хотите управлять ча- стотой дискретизации или синхронизи- ровать её от другого источника. Объём памяти для сбора данных опре- деляет наибольшее время записи, кото- рое вы можете получить, не понижая частоту дискретизации. Дигитайзеры Spectrum M4i предлагают до 4 Гсэмпл памяти в стандартной конфигурации, что примерно в четыре раза больше мак- симальной памяти в осциллографах вы- сокого класса. На практике это означа- ет, что дигитайзер может записывать бо- лее длинные сигналы без необходимо- сти уменьшения частоты дискретизации и, следовательно, не теряется драгоцен- ное временное разрешение. Дигитайзеры, используемые в каче- стве осциллографа, также должны иметь гибкие настройки конфигурации входных цепей. Дигитайзеры Spectrum M4i.44xx с разрядностью 14 и 16 бит предлагают входы 50 Ом и 1 МОм с бу- феризованным вводом и высокочастот- ный вход 50 Ом с очень малым искаже- нием сигнала. Оба варианта построения входных цепей предлагают несколько входных диапазонов, подобно тому, как это реализовано в осциллографе. 34 СТА 4/2016 ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А www.cta.ru Рис. 59. Дигитайзеры Spectrum PCIe и LXI имеют все необходимые возможности аппаратного и программного обеспечения для работы в качестве осциллографа