درک اصول سیستم ماشه اسیلوسکوپ

سیستم ماشه هر دو یکی از متداول ترین سیستم های زیر در اسیلوسکوپ در زمان واقعی است. در این مقاله توضیح داده شده است که سیستم ماشه چه کاری انجام می دهد ، چگونه کار می کند و چرا مهم است.

شرح

شما در نیمکت آزمایشگاه خود می نشینید تا برخی از رفتارهای خنده دار را در یک ساعت 10 مگاهرتز اشکال زدایی کنید. شما اسیلوسکوپ خود را آتش می زنید ، کاوش خود را در جای خود قرار می دهید و به دکمه Almighty Auto Scale ضربه می زنید ، پس از آن چیزی شبیه به این ارائه می دهید:

و سپس به شما حمله می کند. هر ثانیه ده میلیون چرخه ساعت وجود دارد! چگونه دامنه قادر به نمایش دقیق چنین نمایشی تمیز از سیگنال شما است؟چگونه است که وسط لبه بلند ساعت شما کاملاً در صفحه مرکزی قرار دارد؟پاسخ سیستم ماشه است.

سیستم ماشه هر دو یکی از متداول ترین و کمترین درک زیر سیستم های موجود در اسیلوسکوپ های زمان واقعی است. در این مقاله توضیح داده شده است که سیستم ماشه چه کاری انجام می دهد ، چگونه کار می کند و چرا باید مراقبت کنید.

کاری که اسیلوسکوپ انجام می دهد

تنها مسئولیت سیستم ماشه این است که به بقیه اسیلوسکوپ بگوییم که داده ها به چه چیزی اهمیت می دهند. این تصمیم می گیرد که سیستم دستیابی به دستیابی به آن شروع می شود ، به این معنی که به طور پیش فرض تصمیم می گیرد که چه چیزی روی صفحه نمایش داده می شود و چه داده هایی برای اندازه گیری در دسترس است. این می تواند این تصمیمات را با مجموعه ای از شرایط بسیار ساده یا شرایط بسیار پیچیده بر اساس ورودی کاربر اتخاذ کند.

بیایید مثال بالا را در نظر بگیریم ؛موج مربعی 10 مگاهرتز. دلیل این که سیگنال در تصویر بالا بسیار واضح و خوب روی صفحه نمایش به نظر می رسد این است که ماشه به طور مناسب تنظیم شده است تا به دنبال یک لبه در حال افزایش در کانال 1 باشد:

به یاد داشته باشید که برای شروع ، از مقیاس خودکار استفاده کردیم ، که به اندازه کافی مهربان بود تا یک منبع و آستانه ماشه مناسب را بر اساس سیگنال ورودی خود انتخاب کنیم. اما سیگنال ما بدون پیکربندی ماشه مناسب به نظر می رسد؟بیایید تصویر بعدی را ببینیم:

شکل 3: موج مربع 10 مگاهرتز ، محرک خودکار. بی نهایت حسی در کانال 1 فعال شده است تا آنچه را که اتفاق می افتد بهتر نشان دهد

در شکل 3 بالاتر از شرایط ماشه تغییر یافته است تا به دنبال لبه در کانال 2 باشید (که در حال حاضر هیچ سیگنال متصل نیست). ویژگی خودکار محرک ، که می بینیم در بخش "جارو" از گفتگوی پیکربندی Trigger فعال شده است ، "به صورت خودکار" شروع به خرید در یک بازه زمانی منظم است که به ما یک اسم سیگنال زرد در صفحه نمایش می دهد. به نظر می رسد که این سیگنال در این تصویر به وضوح قابل مشاهده است ، که بر روی ردیابی سیگنال "آغشته" قرار گرفته است ، متأسفانه این فقط یک مصنوعات از عکس صفحه است. این جایی است که سیگنال اتفاق افتاد که در لحظه ضبط صفحه ، خطاب شد. در عمل ، دستیابی به خودکار برای بسیاری از موارد غیر از تعیین پارامترهای مربوط به DC برای استفاده در تنظیم شرایط ماشه شما مناسب نیست. توجه داشته باشید که اگر ویژگی خودکار محرک غیرفعال باشد ، بدون پیکربندی ماشه مناسب ، اسیلوسکوپ به سادگی به دست نمی آید:

شکل 4: غیرفعال کردن ویژگی خودکار محرک بدون پیکربندی ماشه مناسب به این معنی است که اسیلوسکوپ به هیچ وجه به دست نمی آورد.

سیستم ماشه همیشه نقطه ماشه را قرار می دهد (لحظه ای که تمام شرایط موجود در پیکربندی ماشه برآورده می شود) در t = 0. 0 ثانیه روی صفحه نمایش. بعداً ، خواهیم دید که چگونه استفاده از تنظیمات Advanced Trigger می تواند به ضبط وقایع نادر و سخت کمک کند ، علاوه بر ماشه ساده در حال افزایش که تاکنون دیده ایم.

بیشتر اسیلوسکوپ های زمان واقعی دارای یک سیستم محرک "آنالوگ" هستند. این سیستم در واقع یک مبهم از مدار آنالوگ و پیشخوان های دیجیتال است اما به ورودی از مقایسه کننده های آنالوگ که از دامنه قبل از آمپر تغذیه می شوند ، متکی است. برخی از اسیلوسکوپ ها اکنون دارای یک ماشه "دیجیتال" هستند ، به این معنی که سیستم ماشه کاملاً دیجیتالی است و با داده های عدد صحیح از خروجی ADC تغذیه می شود. هر دو نوع سیستم عملکرد یکسان را انجام می دهند. ارزیابی اینکه آیا همه شرایط ماشه پیکربندی شده در یک لحظه معین از زمان برآورده می شوند یا خیر. از آنجا که سیستم های ماشه کاملاً دیجیتالی نسبتاً نادر هستند ، ما روی سیستم های ماشه آنالوگ تمرکز خواهیم کرد.

شکل 5 در بالا نمایانگر عمومی از قسمت های یک DSO چهار کانال (اسیلوسکوپ-ذخیره سازی دیجیتال) که ما به آن نگران هستیم ، جلوی کانال آنالوگ و سیستم ماشه را نشان می دهد. سیستم ماشه ورودی ها را از مقایسه کننده ها در تمام کانال های آنالوگ می گیرد و یک خروجی واحد را فراهم می کند. برای راحتی ، بیایید فقط روی یک نمودار ساده با یک کانال آنالوگ تمرکز کنیم:

شکل 6 یک نمای ساده و یک کانال از همان سیستمهایی است که در شکل 5 نشان داده شده است.

ابتدا سیگنال به طور مناسب مقیاس می شود و در صورت لزوم توسط پیش AMP جبران می شود. خروجی قبل از آمپر به ADC ارسال می شود تا دیجیتالی شود.

مقایسه کننده های ماشه در صورت فراتر از آستانه ای که بر روی آن تنظیم شده است ، خروجی preamp و آتش را مشاهده می کنند. این آستانه بر اساس ورودی کاربر یا توسط روالهای یاور مانند مقیاس اتومبیل متعال تنظیم شده است.

سیستم ماشه تمام خروجی های مقایسه کننده ماشه را در سیستم مشاهده می کند و آنها را به گونه ای ترکیب می کند که برای نظارت بر مجموعه ای از شرایط ، نظارت می کند. این شرایط می تواند بسیار مستقیم باشد (یعنی افزایش در کانال یک) یا کاملاً پیچیده (به عنوان مثال: پالس با عرض پالس بیشتر از 2. 4 نانومتر در کانال 3 و به دنبال آن الگوی کانال یک بالا ، کانال دو کم و کانالچهار کم ، برای مدت زمان بیشتر 30. 0 نانومتر و کمتر از 50. 0 نانومتر) برگزار می شود.

هنگامی که سیستم ماشه می بیند که تمام شرایط برای ماشه مشخص شده برآورده می شود ، پالس را بر روی خروجی خود می فرستد. ما این سیگنال را "ماشه سیستم" یا "systrig" می نامیم. Systrig توسط سیستم خرید و همچنین یک زیر سیستم ویژه معروف به "درون یابی پایه" کنترل می شود.

هنگامی که سیستم اکتسابی پالس را در Systrig مشاهده می کند ، شروع به دیجیتالی کردن ، پردازش ، ذخیره ، اندازه گیری و در نهایت نمایش داده ها می کند. ما به طور کلی به کل این روند به عنوان "کسب" یاد می کنیم.

قبل از داده های کسب (شکل موج) که اکنون در حافظه ذخیره می شود می تواند روی صفحه نمایش داده شود ، باید بدانیم که چگونه آن را به صورت افقی جهت یابی کنیم. این جایی است که درون یابی پایه ای وارد می شود. Interpolator دقیقاً مانند سیستم خرید ، Systrig را کنترل می کند. وقتی زیاد شود ، این کار درون یابی است که بفهمد چه آدرس در حافظه شکل موج با لحظه ای که ماشه رخ می دهد مطابقت دارد. این اطلاعات را به سیستم خرید و Voila ارتباط می دهد ، نتیجه آن شکل موج مورد نظر روی صفحه است که نقطه ماشه کاملاً در t = 0. 0 ثانیه قرار می گیرد!

نکته اصلی این مقاله اهمیت سیستم ماشه است و زمان لازم را برای درک آن می گیرد زیرا می تواند به شما در اشکال زدایی مسائل دشوار کمک کند و در وقت خود صرفه جویی کنید.

استفاده از یک اسیلوسکوپ به روشی اساسی، یعنی فشار دادن دکمه های تنظیم پیش فرض و مقیاس خودکار می تواند اطلاعات کمی در مورد سیگنال ما به ما بدهد و راهی سریع و راحت برای شروع است. با این حال، اگر شما علاقه مند به ثبت یک رویداد نادر هستید، همانطور که اغلب در هنگام اشکال زدایی مشکلات رایج مانند اجرا، اشکالات و نقض تنظیمات و نگه داری اتفاق می افتد، سیستم ماشه ابزار قدرتمندی است.

علاوه بر حالت ماشه لبه ای که در ابتدای این مقاله مورد بحث قرار گرفت، اکثر اسیلوسکوپ های بلادرنگ دارای تعدادی حالت ماشه پیشرفته هستند که برای تشخیص مشکلات رایج طراحی شده اند. این حالت ها هنگامی که همراه با جارو کردن "Triggered" استفاده می شوند (معروف به غیرفعال کردن فعال کننده خودکار) تضمین می کنند که فقط رفتاری که به دنبال آن هستید به دست آمده و نمایش داده می شود.

به عنوان مثال، بیایید به دنبال یک رانت در یک موج مربع باشیم. ما سیگنال خود را به هم وصل می کنیم، از دکمه مقیاس خودکار مطمئن خود استفاده می کنیم و تنها چیزی که می بینیم یک موج مربعی است، هیچ رگباری در چشم نیست!

شکل 7 به ما نشان می دهد که اگرچه ما گمان می کنیم که رانتی در سیگنال ما وجود دارد، یافتن آن با ماشه لبه دشوار خواهد بود. شاید اگر کمی بزرگنمایی کنیم بتوانیم آن را ببینیم؟

همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، با بزرگنمایی افقی می توانیم بگوییم که چیزی در حال وقوع است، اما کاملاً مشخص نیست که چیست.

حال، بیایید از حالت runt trigger در اسیلوسکوپ Infiniium Series S خود استفاده کنیم و ببینیم چه چیزی می توانیم پیدا کنیم:

شکل 9: راه اندازی حالت ماشه در اسیلوسکوپ Infiniium سری S

شکل موج در شکل 10 واضح و ثابت است و رویدادی که ما به آن علاقه مندیم، حرکت گریزان، درست در t = 0. 0 ثانیه است.

این ارزش یادگیری سیستم ماشه در محدوده شماست، به شما این امکان را می دهد که رویدادهایی را که به آنها علاقه دارید و فقط رویدادهایی را که به آنها علاقه دارید، خیلی سریع پیدا کنید. اگرچه این مثال بر یافتن یک رانت متمرکز شده است، اما همین نوع مثال را می توان با اشکالات، نقض تنظیمات و نگهداری، داده های خاص در چندین کانال، الگوهای داده نسبت به لبه های ساعت، زمان های انتقال لبه و غیره با استفاده از حالت ماشه مناسب نشان داد.

علاوه بر حالت های ماشه پیشرفته مانند حالت runt که در بالا توضیح داده شد، بسیاری از اسیلوسکوپ ها دارای ویژگی هایی هستند که می توان آنها را همراه با حالت های ماشه به کار برد تا آنچه را که می خواهیم اسیلوسکوپ نشان دهد و به اسکوپ دستور دهد که به صورت خودکار اقداماتی را در صورت وقوع ماشه انجام دهد.

شکل 11: گفتگوی تهویه ماشه در اسیلوسکوپ Infiniium سری S

شکل 11 در بالا برخی از گزینه های متداول برای تهویه محرک را نشان می دهد ، در حالی که شکل 12 برخی از مواردی را نشان می دهد که می توانیم اسیلوسکوپ را پیکربندی کنیم تا در هنگام وقوع یک ماشه "به صورت خودکار" انجام دهیم. یکی از اقدامات محبوب ویژگی "ایمیل در ماشه" است. اگر یک رویداد واقعاً نادر دارید ، می توانید ماشه خود را تنظیم کرده و برای آخر هفته ترک کنید ، برگردید ، ایمیل خود را باز کنید و تمام داده های مورد نیاز خود را پیدا کنید.

پیوست ها

ویدئو: اندازه گیری اسیلوسکوپ و تحریک - نحوه - گورو 2 دقیقه ای (S1E2)

ویدئو: ترفندهای تحریک برای سیگنال های نادر - اسیلوسکوپ چگونه - گورو 2 دقیقه ای (S1E5)

ویدیو: حالت های ماشه خودکار و عادی در Osloloscopes Keysight INFINIIVISION-X

همچنین ببینید

با استفاده از این شش نکته که شامل اساسی ، کاوشگر ، مقیاس گذاری سیگنال ، با استفاده از حالت دستیابی مناسب و موارد دیگر است ، بیشترین استفاده را از اسیلوسکوپ خود کسب کنید.