RadioRadar - Радиоэлектроника, даташиты, схемы

https://www.radioradar.net/articles/technics_measurements/tds_5000.html

Цифровые запоминающие осциллографы с технологией цифрового фосфора серии TDS5000

Фирма Tektronix предоставляет семейство TDS5000, это модельный ряд осциллографов, включающий в себя три цифровых фосфорных осциллографа (DPO), отличительным признаком которых является их недорогая цена. Предлагается 4канальный прибор TDS5104 с шириной полосы 1 GHz и частотой взятия отсчетов 5 GS/s, с приличным оснащением и компьютером. А кто хочет подешевле, может купить себе TDS5054 с шириной полосы 500 MHz и 4 каналами или TDS5052 с 500 MHz и 2 каналами. Все три модели работают с максимальной частотой взятия отсчетов 5 GS/s, и способны произвести полную обработку до 100.000 сигналов в секунду. В стандартном варианте объем памяти составляет 400 KByte и может быть расширен до 8 MByte. Осциллографы серии TDS5000-Scopes имеют с DPX ту же технологию обработки сигналов и индикации, что и осциллографы серии TDS7000 4-GHz.К тому же, так же как и в серии 7000 измерительные схемы осциллографов ряда 5000 интегрированы в компьютерную платформу (Intel Celeron 800 MHz, память128 MB, винчестер 10 GByte, дисководы гибких дисков и CD-ROM) под Windows 98, которая впервые интегрирована Tektronix в разработку измерительных приборов.

Рис. 1.Внешний вид осциллографа

    Это проявляется в интерфейсе пользователя, в котором предоставляется выбор между поворотными ручками, как на аналоговых приборах, и работой с мышью, клавиатурой, Touchscreen (вариантно), управлением через Pulldown-меню, а также включение осциллографа с помощью Windows- и Unix-API и стандарты связи с другими приложениями измерительной техники или программами документации. "Приманкой" является наверняка и функция сдвоенного монитора. Встроенный 10,4-дюймовый цветной дисплей индицирует текущее состояние сигналов, в то время как дополнительный монитор компьютера представляет, например результат анализа сигналов -- или наоборот, когда процесс измерений перебрасывается через специальный Scope-Display-разъем на внешний монитор. Далее в распоряжении имеются все стандартные интерфейсы компьютера: USB, LAN, периферия PS-2, а также последовательные и параллельные порты и не в последнюю очередь Soundcard с соответствующими I/O. Как вариант, ничто не мешает реализовать обмен данных с помощью логических анализаторов Tektronix серии TLA, при условии, что имеется опция с iView. В этом случае на дисплее логического анализатора можно представить Digital-Traces, коррелированными по времени с аналоговыми сигналами, измеренными с TDS5000.

Область применения

• Проектирование и отладка цифровых устройств
• Исследование переходных явлений
• Измерение мощности
• Проектирование и отладка видеоустройств
• Анализ DVD
• Анализ HDD
• Анализ джиттера и тайминга
• Спектральный анализ
• Проектирование и отладка автомобильной электроники
• Производственные испытания и контроль качества
• Проектирование и анализ электромеханических устройств
• Разработка био-медицинских изделий
• Промышленный контроль

Особенности и преимущества

• Модели с полосой пропускания 1 ГГц, 500 МГц, 350 МГц
• 2-х и 4-х канальные модели
• Максимальная скорость дискретизации в режиме реального времени 5 ГГц
• Длина памяти до 8 МБ
• Максимальная скорость захвата осциллограмм до 100000 в секунду
• Интуитивно понятный пользовательский интерфейс
• Открытая архитектура на базе Microsoft^® Windows
• Open Choice™
• Яркий дисплей 10,4 дюйма (264 мм)
• Ведущий в отрасли набор типов синхронизации
• Встроенный принтер (опция)
• Привод CD-RW Drive (опция)
• Способность к взаимодействию с логическими анализаторами Tektronix

Особенности технологии цифровой фосфор

   Технология цифрового фосфора обеспечивает несравнимое отображение поведения входного сигнала в режиме реального времени, характеризуя его в трех измерениях: амплитуда, время и распределение амплитуды по времени.Цифровые приборы серии TDS5000 характеризуются высокой скоростью захвата осциллограмм, которые стали доступны благодаря технологии сбора данных Tektronix DPX™. Интеллектуальная система синхронизации сохранит Вам минуты, часы, и даже дни, потраченные на выявление природы редких сбоев, происходящих в потоке данных.

Рис. 2. Неуловимый сбой. Быстрая скорость сбора осциллограм, допускаемая технологией DPX, дает вероятность фиксации неуловимых сбоев и других нечастых событий.

   Современный пакет программ обеспечивает речевое управление, многоязычное функционирование инструмента.

Рис 3.Открытая Windows-платформа. Серия TDS5000 может отображать осциллограммы в окне Excel и инструментальной панели ActiveX.

Интуитивный интерфейс ползователя

   Графический пользовательский интерфейс TDS5000 легко приспосабливается к любому стилю работы и окружения, облегчая обучение и работу на осциллографе. Классический аналоговый стиль управления обеспечивает мгновенный доступ к передней панели с наиболее часто использующимися функциями. На большом 10.4 дюймовом (264 мм) дисплее расширенное использование интуитивных образов создают очень визуальную среду с явной иллюстрацией характеристик инструмента. Пользователи могут выбрать традиционные кнопки инструментального стиля для навигации или переключить на меню Microsoft Windows. Положение сигнала, позиции курсора и уровень запуска могут непосредственно быть изменены с помощью мыши или дополнительного сенсорного экрана. Интерфейс USB позволяет подключать мышь, клавиатура и другие периферийные устройства без выключения прибора. Контекстно-зависимая программа подсказки дополняет графический интерфейс и способствует решению пользовательских задач.Современный пакет программ обеспечивает речевое управление, многоязычное функционирование инструмента.

Рис. 4. Интуитивный интерфейс пользователя. Серия TDS5000 предлагает множественные способы использования прибора: кнопки аналогового стиля, опускающиеся меню, мышь, и дополнительный сенсорный экран.

Дополнительные приимущества

   Серия TDS5000 включает все современные стандартные интерфейсы для управления и периферийных расширений. Опциональный встроенный принтер позволяет мгновенно документировать полученные результаты. Опциональный привод CD-RW обеспечивает портативное хранение больших массивов, делая передачу данных легкой для пользователей, не подключенных к осциллографу через локальную сеть. Возможность работы TDS5000 с логическими анализаторами Tektronix позволяет проводить коррелированные по времени анализ аналоговых и цифровых сигналов, чтобы быстро проследить неуловимыми сигнальными проблемами целостности в разработках. Высокие возможности осциллографов серии TDS5000 делают их идеальным инструментом для множества областей использования, таких как проектирование и отладка цифровых устройств, измерения мощности, и видео.

Проектирование и отладка цифровых устройств

Способность осциллографов TDS5000 работать совместно с логическими анализаторами серии TLA посредством технологии iView помогает проектировщикам цифровых устройств проводить их отладку и верификацию намного быстрее и легче. iView полностью интегрирует возможности мощь и точность цифрового осциллографа Tektronix c многоканальными логическими анализаторами, обладающими широкими возможностями по захвату сложных цифровых комбинаций. Эта интеграция позволяет проектировщику видеть в одном окне синхронизированные по времени цифровые и аналоговые данные и выделять аналоговые характеристики цифровых сигналов, вызывающие сбой всей системы. Большая длина записи, высокой скоростью дискретизации TDS5000 упрощает определение характеристик современных цифровых шин, делая эти приборы идеальным средством для измерения критических временных параметров сложных систем.

Рис. 5. Цифровое проектирование и отладка.

Внедренное проектирование

Внедренное проектирование (см. рис. 6). Источник синхронная, двойное-накачанная шина. Канал 1 (желтый) - сигнал времени, канал 2 (синий) - сигнал строба, и канал 3 (розовый) - строка данных. Верхняя половина показывает цикл записи, давая возможность проектировщикам измерить эффективность производительности их систем, сравнивая оперативное время записи с мертвым временем. Основная половина показывает раскрытый вид маленького интервала времени, показанный на верхнем участке, давая возможность проектировщикам делать критические измерения синхронизации. Измерение мощности    Гибкий и мощный набор автоматических измерений и математики у осциллографов серии TDS5000 делает его идеальным решением для измерений мощности, напряжения, тока и мгновенной мощности и энергии.На рис. 7 показан пример измерения мощности. Канал 1 (желтое, помеченное напряжение) показывает выключающееся напряжение на полевом транзисторе переключения электропитания, с потоком на канале 2 (помеченный поток, синий). 1 форма волны, M1 (красная, помеченная мощность), является мгновенной мощностью, следующей из умножения напряжения и текущих форм волны (Ch. 1 * Ch. 2).

Рис. 6. Внедренное проектирование TDS5000

   2 формы волны, M2 (красная, помеченная мощность), является результатом вычисления интеграла M1.

Рис. 7. Пример измерения мощности

    На рис. 8 изображен поток траекторий напряжения,который носит название координатный график DUT. Этот очень динамический волновой экран обеспечивающий непрерывный режим работы устройства - волновые данные непрерывно выводятся на дисплей. Цветная характеристика показывает распределение деятельности сигнала для сравнения с ключом устройства.

Рис. 8. Поток траекторий напряжения

Видеорежим

   Эксклюзивная технология сбора данных Tektronix DPX™ выделяет такие осциллографы среди других цифровых осциллографов высокой скоростью захвата осциллограмм до 100000 в секунду, что делает изображение на экране TDS5000 «живым» и подобным аналоговому прибору.Система синхронизации TDS5000 поддерживает широкий набор видеостандартов, включая NTSC, PAL, SECAM и аналоговый HDTV (ТВЧ). Вдобавок , IRE и мВ шкалы могут быть выбраны для облегчения измерений и визуальной оценки видеосигнала.

   На рис. 9 изображен вызов на аналоге HDTV, синхронизирующий сигнал и исследование горизонтального интервала гашения.

Рис. 9. Экран видеорежима

Режимы синхронизации

   Фронт — восходящий или ниспадающий по любому каналу или внешнему входу на фронтальной панели прибора. Режимы входов DC, AC, фильтр шума, ВЧ- и НЧ- фильтры.

   Видео — запуск по NTSC, PAL, SECAM, аналоговый HDTV и нестандартные видеоформаты.

    Глитчи — запуск по глитчам положительной, отрицательной или произвольной полярности. Минимальная продолжительность глитча 1,0 нс с разрешением 200 пс.

   Ширина (продолжительность импульса) — запуск по импульсу (положительному, отрицательному или любому), имеющему длительность больше, равно или меньше установленной пользователем (от 1 нс до 1 с).

   Рант — запуск по импульсу, который пересекает один порог, но не пересекает второй прежде, чем снова пересечь первый. События могут ограниченны по времени или логически (для 4-канальных моделей).

   Окно — запуск по событию, которое входит или существует в окне, 2 пороговых уровня которых определены пользователем.

   Перерыв — запуск по событию, которое остается высоким, низким или любым за заданный период времени, выбираемый из диапазона от 1 нс до 1 с с разрешением 200 пс.

   По переходной характеристике — запуск по фронту (восходящему, нисходящему или любому) импульса, который имеет скорость нарастания быстрее или медленнее указанного пользователем.

   Setup/Hold — запуск по нарушению как установленного времени и времени удержания между тактовыми импульсами и данными по любым двум каналам.

   Шаблон — запуск когда нарушается или становится верным логический шаблон за заданный промежуток времени. Шаблон (AND, OR, NAND, NOR) задается для 4 входных каналов, определяемых как Высокий, Низкий, Без разницы.

   Состояние — любой логический набор состояний каналов (1, 2, 3) тактируемый по фронту (восходящему или ниспадающему) импульсов канала 4 (канал 2 для TDS5052).

   Задержка запуска по времени — от 16 нс до 250 секунд

   Задержка запуска по событиям — от 1 10000000 событий.

Автоматические измерения параметров сигнала

   Амплитуда — амплитуда, высокое, низкое, максимум, минимум, размах, среднее, среднее за период, RМS, RМS за период, положительный выброс, отрицательный выброс.

   Время — время нарастания, время спада, положительная ширина импульса, отрицательная ширина импульса, положительная скважность, отрицательная скважность, период, частота, задержка.

   Комбинация — Area, Cycle Area, фаза, ширина пакета данных.

   Гистограмма (опция) — число осциллограмм, попадания в область, пиковые значения, медианное, максимальное и минимальное значение, размах, среднее (мкс), стандартная девиация (сигма), µ+1 (s), µ+2 (s), µ+3 (s).

   Стандартная математика

   Арифметика — сложение, вычитание, умножкение, деление осциллограмм.

   БПФ — Амплитуда (шкалы: линейная, дБ, дБм). Оконные функции: прямоугольные, Хамминга, Ханнинга, Кайзера-Бесселя, Блэкмана-Харриса, Гауссова, Flattop2, Tek-экспоненциальная.

   Дополнительная математика (под заказ)

   Алгебраические выражения — определяется широкий набор алгебраических выражений, включающих осциллограммы, скалярные аргументы и результаты параметрических измерений, т. е. например: (Integral (Ch1–Mean(Ch1))*1.414).

   Расчеты — интегрирование, дифференцирование.

   Частотные функции — спектральные и фазовые, реальный и мнимый спектр.

   Дополнительные вертикальные единицы — фаза: градусы, радианы.

Технические характеристики

Таблица 1

Таблица 2

Источники

1. http://www.tek.com/site/ps/55-14869/pdfs/55W_14869.pdf
2. http://www.tek.com/site/ps/0,,55-14869-INTRO_EN,00.html
3. http://www.tek.com/site/ps/0,,55-14869-ORDERINFO_EN,00.html
4. http://www.eliks.ru/product/kip/tds5000.htm

Автор:niko
Платанков Николай,
г. Минск, Беларусь