ЖУРНАЛ СТА 3/2020

ний. Она работает по одному проводу со скоростью до 20 кбит/с, передавая два, четыре или восемь байт данных в пакете. Интерфейс PSI5 применяется для подключения нескольких датчиков к электронным блокам управления и ис- пользуется, например, в качестве ос- новной шины связи датчиков подушек безопасности и систем преднатяжите- лей ремней безопасности. Это двухпро- водная шина, работающая на скорости до 189 кбит/с и передающая данные в манчестерском коде. Применение модульных дигитайзеров Наиболее часто используемые мо- дульные инструменты – это дигитайзе- ры. Дигитайзер – электронное устрой- ство сбора данных, которое получает аналоговые сигналы, дискретизирует и оцифровывает их через аналого-цифро- вые преобразователи (АЦП) и отправ- ляет оцифрованные выборки в буфер, что позволяет сохранять их перед обра- боткой на компьютере. Поставщики модульных приборов, к числу которых относится и компания Spectrum, пред- лагают дигитайзеры с разрешением АЦП от 8 до 16 бит с аналоговой поло- сой пропускания до 1,5 ГГц и частотой дискретизации до 5 Гсэмпл/с с числом каналов от 1 до 16 на одной плате. Предусматривается синхронизация не- скольких плат, позволяющая использо- вать до 16 плат на систему (или до 256 полностью синхронизированных кана- лов). Эти инструментальные системы очень гибко реконфигурируются для сбора, хранения и измерения сигналов в автомобильных встроенных системах. Дигитайзеры могут быть выбраны в со- ответствии с требованиями к скорости передачи данных и пропускной способ- ности каждого из этих интерфейсов, а также с наиболее распространёнными контроллерами и связанными с ними операциями. Рассмотрим задачу мониторинга ин- терфейса шины CANbus. Цифровой преобразователь, используемый для этого измерения, имеет дистанционно настраиваемые входы, конфигурируе- мые как однополярные, либо диффе- ренциальные. В данном случае были ис- пользованы дифференциальные входы. Результаты показаны на рис. 8. Данные отображаются с помощью программно- го обеспечения Spectrum SBench 6, ко- торое позволяет анализировать физиче- ский уровень интерфейса, проверить на соответствие стандартам CANbus ам- плитуды и синхронизации сигнала. Па- кеты характеризуют базовые измерения амплитуды сигнала, включая его размах, максимум и минимум. Дополнительные временны́е метки позволяют оценить время нарастания и спада, а также це- лостность сигнала шины. Если этих воз- можностей SBench 6 не хватает, то мож- но скомбинировать дигитайзер с про- граммами сторонних производителей, такими как LabVIEW и MATLAB, где можно декодировать данные формы сигнала и исследовать сигналы на уров- не протоколов. Опытные программисты могут использовать драйверыWindows и Linux для создания пользовательских программ на C, C++, Python или анало- гичных языках для разработки пользо- вательских алгоритмов декодирования. Симуляция источников сигнала произвольной формы Во многих инженерных проектах те- стирование может быть не проведено лишь потому, что не хватает критически важного компонента или проводить физический тест слишком дорого. В по- добных случаях спасением может стать генератор сигналов произвольной фор- мы (Arbitrary Waveform Generator – AWG), используемый для создания практически любого сигнала и имита- ции отсутствующего компонента. Гене- раторы сигналов произвольной формы являются источниками цифровых сиг- налов, которые работают как дигитай- зер-наоборот. Если дигитайзер про- изводит выборку аналогового сигнала, оцифровывает его и затем сохраняет в своей памяти срезы данных, AWG, на- против, заранее имеет числовое описа- ние сигнала, хранящееся в памяти. Эти готовые выборки формы сигнала от- правляются в цифроаналоговый пре- образователь (ЦАП), а затем с соответ- ствующей фильтрацией и преобразова- нием сигнала выводятся в виде сигнала аналоговой формы. Если у вас есть доступ к форме ответ- ного сигнала отсутствующей детали, профиль сигнала для моделирования можно получить при помощи дигитай- зера или его можно создать аналитиче- ски. Так или иначе, вы создадите свою модель. Но одной из распространённых проблем является невозможность выво- да серии сигналов, каждый из которых представляет отдельное состояние те- стируемой системы. Хотя это может быть сделано благодаря использованию нескольких переключаемых генерато- ров, существует и более эффективный метод. AWG с реализацией полнофункцио- нального последовательного режима (например, Spectrum серииM4i.66xx-x8) предлагает возможность переключения между сигналами в режиме реального времени даже без затрат времени на перезагрузку различных сигнальных профилей. Память формы сигнала AWG сегментирована, и каждая форма вол- ны, необходимая для тестов, может быть сохранена в своём собственном сегменте. AWG выполняет пошаговую обработку сигналов под управлением компьютера на основе инструкций, хранящихся в отдельной памяти после- довательности. Содержимое памяти последовательности может быть обнов- лено или изменено без влияния на со- стояние вывода AWG. Эта особенность позволяет адаптивно изменять последо- вательность сигналов на выходе в зави- симости от результатов теста, что значи- тельно сокращает время и максимально приближает испытания к реальности. В качестве примера можно использо- вать AWG для имитации датчика с ин- ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А СТА 3/2020 37 www.cta.ru Рис. 8. Пакеты данных CANbus от датчика угла поворота рулевого колеса