F-KV-PCSU1000 Digitální USB osciloskop pro PC 1. Úvod Tento návod poskytuje základní informace o zacházení s digitálním USB osciloskopem PCSU1000, který se dá využívat jako: ● digitální paměťový osciloskop ● FFT spektrální analyzér
1.1 Bezpečnostní instrukce
!
! POZOR ! Zemnící body přístroje jsou vzájemně propojeny a připojeny ke zemnícímu vodič PC. Maximální povolené napětí mezi hrotem sondy a zemí je 30V stříd. nebo ss. Dříve, než začnete měřit, ujistěte se, že měřený obvod je galvanicky oddělen od síťového střídavého napětí! Pokud tomu tak není, použijte bezpečnostní oddělovací transformátor.
Před započetím měření je z bezpečnostních důvodů nutné vědět několik základních informací o přístroji. Bezpečná zařízení jsou: ● Přístroje napájené bateriemi ● Zařízení napájené transformátorem nebo adaptérem Nikdy neměřte: ● v zařízení připojené přímo k elektrorozvodné síti. ● v zařízení obsahující části, které jsou připojené přímo k elektrorozvodné síti. ● Pokud je třeba měřit na takovýchto zařízeních, použijte oddělovací transformátor. Mějte na paměti, že zemnící vývody obou kanálů jsou vzájemně propojeny a připojeny k zemnícímu vodiči PC!
1.2 Režim 1GS/s převzorkování ● ● ● ●
Vzorkovací frekvence 1GS/s se používá na rozsazích 0,2μs/dílek, 0,1μs/dílek, 0,05μs/dílek a 0,02μs/dílek. Aby bylo zobrazení průběhu stabilní, musí být spouštění zapnuto (ON). Tento režim lze použít pouze pro periodicky se opakující signál. Tento pracovní režim se jmenuje "nesouvisle prokládané vzorkování", někdy také "vzorkování v ekvivalentním čase" nebo "nesouvislé opakované vzorkování". V tomto režimu přístroj používá náhodné spouštění ke shromáždění dat, ze kterých vykreslí průběh opakujícího se signálu.
1
1.3 Ovládání Režim spektrálního analyzéru FREQ.RANGE Nastavení frekvenčního rozsahu displeje. Aby mohl být sledován signál v plném rozsahu, použijte posuv zobrazení X-POSITION. LOG/LIN Lineární nebo logaritmické zobrazení frekvence. ZOOM x1, x2, x4, x8 Možnost rozšíření zobrazení X1, X2, X4 nebo X8. Režim osciloskopu VOLTS/DIV Zvolená hodnota určuje napětí špička-špička na dílek doporučené pro plné zobrazení průběhu. Big Screen Zobrazení velkého vlnového průběhu se separátní lištou tlačítek. Do normálního režimu se navraťte stiskem tlačítka "Normal Screen". Pozn: Toto zobrazení je funkční pouze v režimu osciloskopu a spektrálního analyzéru. Coupling AC: Vstupní signál je kapacitně připojen do vstupu zesilovače/děliče. Je měřena/zobrazena pouze střídavá složka. GND: Vstupní signál je přerušen a vstup zesilovače/děliče je propojen se zemí. Tuto pozici používejte pro nastavení referenčního bodu displeje. DC: Vstupní signál je přímo připojen do vstupu zesilovače/děliče. Je měřena/zobrazena střídavá i stejnosměrná složka. Probe x1/x10 Tato tlačítka použijte k přizpůsobení zobrazení vzhledem k použité sondě. CH1 On, CH2 On Tlačítka zapínají/vypínají zobrazení jednotlivých stop. Pokud chcete provádět kurzorové měření napětí průběhu v kanálu 2, vypněte kanál 1. Autoset Automatické nastavení Voltu/dílek, času/dílek a úrovně spouštění, pomocí kterého dosáhnete stabilního zobrazení vlnového průběhu v použitelné velikosti. Ke spuštění dojde, pokud je amplituda vlny na obrazovce větší než 0,5 dílku. Aby tato funkce správně pracovala, měl by se signál periodicky opakovat: amplituda 5mV~100V, frekvence nad 50Hz, pracovní cyklus vyšší než 10%.
2
Persist (viz obr. na str.4 v orig. návodu) Pokud je toto tlačítko sepnuto, přístroj zobrazuje na obrazovce mnoho průběhů signálu. Zachycené průběhy se hromadí a překrývají, dokud není tlačítko rozepnuté. Pomocí tohoto tlačítka lze snadno analyzovat nejhorší případy odchylek signálu, jako je např jitter nebo šumy. Funkci lze též použít k vyhledávání chyb v digitálním signálu a zachytit chybné jevy, i když nastanou pouze jednou. Tato funkce též usnad ňuje porovnávání známých a neznámých křivek. Kliknutím na tlačítko "Single" se zobrazí několik průběhů na jedné obrazovce. TIME/DIV Nastavení času, který má být zobrazen na jednom dílku obrazovky Nastavením jiného času je možno zvětšovat nebo zmenšovat zobrazený průběh. TRIGGER On/Off Přepínání režimu volného běhu a režimu spouštění TRIGGER Level Nastavení úrovně signálu, při které je spuštěno zobrazování Referenční značka spouštění je zobrazena u horizontální linie na levé straně obrazovky. TRIGGER Channel Volba zdroje spouštěcího signálu (Ch1, Ch2 nebo externí) TRIGGER Edge Volba spouštěcího sklonu Šipka nahoru: Ke spuštění dojde, když spouštěcí signál protne spouštěcí úroveň pozitivním směrem. Šipka dolů: Ke spuštění dojde, když spouštěcí signál protne spouštěcí úroveň negativním směrem. >│< Vynuluje referenční bod spouštění na ose X. Referenční značka spouštění je zobrazena u vertikální linie na spodní straně obrazovky. RUN Volba režimu opakované aktualizace zobrazení. Dalším stisknutím tlačítka se zachytí zobrazený průběh. SINGLE Pokud je tlačítko stisknuto a je dosaženo spouštěcí úrovně, zobrazený průběh se aktualizuje pouze jednou. X-POSITION SCROLLBAR (pod zobrazeným průběhem) Posunuje zobrazený průběh horizontálně po obrazovce. Referenční značka spouštění je zobrazena u vertikální linie na spodní straně obrazovky. S/L Volba lineární (L) nebo sinusové (x)/x (S) interpolace. Lineární interpolace propojuje datové body přímkami. Sinusová k propojení používá křivky. Tato vyhlazenější interpolace
3
umožňuje lepší zobrazení průběhu na nejvyšších sinusových frekvencích. Lineární interpolace je lepší pro krokové signály. Volba S/L pracuje pouze při nastavení čas/dílek v hodnotě 0,2 a 0,1 μs. Pozn: Sinusová interpolace může mít za následek nekorektní zobrazení signálu špička-špička na frekvencích přes 5MHz. 1GS/s Vzorkovací frekvence 1GS/s se používá na rozsazích 0,2 μs/dílek, 0,1μs/dílek, 0,05μs/dílek a 0,02μs/dílek. CH1 + CH2 CH1 - CH2 XY Plot INV. CH2 Toto tlačítko je zobrazeno pouze v matematickém režimu. Přepíná mezi matematickým a normálním režimem. Tip: K jemnému nastavení úrovně spouštění a pozice na ose Y použijte scrollovací kolečko myši.
1.4 Propojení Připojte osciloskop do USB portu počítače. Pro volbu analyzátoru sítě připojte k LPT1, LPT2 nebo LPT3 funkční generátor PCG10 nebo K8016. Ke zvolení adresy portu LPT pro funkční generátor klikněte v menu Nastavení na Nastavení hardwaru nebo jej zvolte ze startovacího okna programu Pc-Lab2000.
1.5 Odstraňování problémů Spektrální analyzér nepracuje ● V počítači není matematický koprocesor. Na obrazovce se nezobrazuje průběh signálu ● Neprobíhá komunikace mezi přístrojem a PC (zkontrolujte, zdali je komunikační kabel zapojen do portu USB) ● Pokud je kabel správně zapojen, ukončete program. Rozpojte a znovu zapojte kabel do konektorů a znovu spusťte program Pc-Lab2000. ● Tlačítko RUN není zapnuto ● Příslušný kanál je vypnutý (OFF) ● Je špatně nastavena časová základna ● Spouštění je zapnuto, nastavte jej do OFF ● Volba vstupního propojení je nastavena na GND ● Je špatně nastavena pozice v ose Y ● Amplituda vstupního signálu je příliš velká, nastavte správně Volt/dílek Pokud nic z výše uvedených tipů nepomůže, připojte přístroj k jinému PC nebo jinému USB portu. Pozn: Před odpojením USB kabelu ukončete program.
4
1.6 Zobrazení parametrů průběhu Pokud je v menu zvolena možnost "waveform parameters", program automaticky spočítá různé parametry napětí a času zobrazovaného signálu, jako např. stejnosměrný průměr, amplitudu, čas náběhu, apod... Tyto parametry jsou zobrazovány ve zvláštním okně. K určení parametrů, které chcete zobrazovat použijte zatrhávací rámečky. Volbu zobrazovaných parametrů lze provádět i při zobrazení zachyceného průběhu. Také lze znovu vyvolat dříve uložené průběhy a provádět na nich tato měření. Pozn: Pokud prohlížíte znovu vyvolaný průběh, neměňte nastavení přístroje. Zeleně označené parametry (High, Low, Amplitude, Rise time a Fall time) jsou používány výhradně pro pulsní průběhy. Aby byly průběhy správně zobrazovány, musí mít hodnou úroveň. Příliš slabé signály jsou zkresleny šumem, což má za následek nepřesné zobrazení. Příliš silné signály jsou zkresleny limitací. Indikace chyb: ?? ???
Nastalo zkreslení limitací Signál obsahuje příliš málo nebo příliš mnoho cyklů, nebo je amplituda signálu příliš malá. Stejná indikace je při příliš zašumělém signálu nebo kolísání frekvence signálu.
Parametry napětí (viz obr. na str.7 v orig. návodu) DC mean Aritmetický průměr celého průběhu Max Největší pozitivní hodnota napětí (rozdíl mezi nulou a nejvyšší hodnotou) Min Největší negativní hodnota napětí (rozdíl mezi nulou a nejnižší hodnotou) Peak-to-Peak Napětí špička-špička (rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou) High Statistická maximální hodnota zaznamenaná pro všechny cykly signálu Low Statistická minimální hodnota zaznamenaná pro všechny cykly signálu Amplitude Napěťový rozdíl mezi hodnotami "High" a "Low" AC RMS Pravdivá efektivní hodnota střídavé složky signálu (vypočítaná a převedená na napětí)
5
AC dBV Měřený signál (pouze střídavý) je převáděn na dBV (0dB=1V). AC dBm Měřený signál (pouze střídavý) je převáděn na dBm (0dB=0,775V). AC+DC RMS Pravdivá efektivní hodnota celého signálu (ss+stříd.) (vypočítaná a převedená na napětí) AC dBV Měřený signál (ss+stříd.) je převáděn na dBV (0dB=1V). AC dBm Měřený signál (ss+stříd.) je převáděn na dBm (0dB=0,775V). Parametry času (viz obr. na str.8 v orig. návodu) Duty Cycle Poměr (vyjádřen v %) průměrného pozitivního pulsu k průměrné periodě signálu. Časové intervaly jsou určeny střední referenční úrovní. Pracovní cyklus = (šířka pozitivního pulsu)/perioda x 100% Positive Width Průměrná šíře pozitivního pulsu v průběhu Časové intervaly jsou určeny střední referenční úrovní. Střední referenční úroveň je bod uprostřed vysoké a nízké úrovně signálu. Negative Width Průměrná šíře negativního pulsu v průběhu Časové intervaly jsou určeny střední referenční úrovní. Rise Time Čas, za který hrana signálu zvýší úroveň z nízké referenční úrovně na vysokou referenční úroveň. Nízká referenční úroveň je 10% a vysoká referenční úroveň je 90% amplitudy pulsu. Fall Time Čas, za který hrana signálu sníží úroveň z vysoké referenční úrovně na nízkou referenční úroveň. Nízká referenční úroveň je 10% a vysoká referenční úroveň je 90% amplitudy pulsu. Period Časový interval mezi dvěmi následujícími protnutími střední referenční úrovně signálem o stejném sklonu. Frequency Inverzní hodnota periody signálu
6
Phase Úhel fáze mezi signály v kanálu 1 a 2 Při měření fáze musí být frekvence signálů v obou kanálech stejná. Měření fáze je časově náročný proces. U pomalejších PC se sníží frekvence aktualizace zobrazení.
1.7 Přidání komentáře do signálového okna Z důvodů vysvětlivek a dokumentace lze ke každému měření přidat komentář. Tento text bude uložen společně se zobrazeným průběhem do souboru na disku PC. Zadání textu: 1.) Klikněte pravým tlačítkem myši do signálového okna 2.) Otevře se textové okno, napište svůj komentář. 3.) Klikněte na "Add Text on Screen" nebo "Remove", čímž napsaný text odstraníte. 4.) Pravým kliknutím do okna umístěte text na požadované místo. 5.) Klikněte na "Close". Pokud chcete mít text průhledný s pozadím, zatrhněte "Transparent text". Text bude mít stejnou barvu jako vertikální časové/frekvenční značky.
2. Menu 2.1 Menu FILE Pozn: Při prvním spuštění programu se vytvoří výchozí adresář \DATA. Open Image Otevře uložený soubor s průběhem a zobrazí jej. Open DSO data Otevře a zobrazí údaje o průběhu uložená v textovém formátu pomocí možnosti "Save DSO Data". Save Image Uloží průběh do souboru formátu *.BMP. Save DSO Data Uloží údaje o průběhu do textového formátu. Jsou uložena všechna zachycená data (4096 bodů/kanál). Save FFT Data Uloží FFT data do textového formátu. Je uložena pouze část dat, která je zobrazena na obrazovce (250 bodů). Save Settings Uloží nastavení osciloskopu, spektrálního analyzéru a záznamníku přechodových jevů do souboru. Do souboru je uloženo také nastavení funkčního generátoru (frekvence, amplituda, ss ofset, a pracovní cyklus).
7
Recall Settings Zavede do přístroje dříve uložené nastavení. Print Barevný tisk obrázku Uložené obrázky lze editovat. Print Setup Volba a nastavení tiskárny před tiskem. Dostupné volby záleží na používané tiskárně. Exit Ukončení programu Calibrate & Exit Zkalibruje přístroj, uloží kalibrační hodnoty do souboru WinDSO.INI a ukončí program. Tuto volbu je třeba provést pokud je nový osciloskop zapnutý po dobu cca 1hod. Jsou provedeny následující procesy: 1.) Jemné nastavení pozice na ose Y (ofset) na různých Volt/dílek a čas/dílek rozsazích. 2.) Nastavení označení stop (levá strana obrazovky), aby odpovídala GND úrovni stopy. 3.) Nastavení značky spouštěcí úrovně, aby odpovídala spouštěcí úrovni.
2.2 Menu EDIT Copy Zkopíruje obraz do schránky Windows. Paste Vloží obraz ze schránky do obrazovky.
2.3 Menu OPTIONS FFT Window Nastaví funkce okna spektrální analýzy pomocí zúženého vstupního signálu před výpočtem FFT. Spektrální analyzér podporuje 6 různých FFT oken: 1. Pravoúhlé 2. Bartlett 3. Hamming 4. Hanning 5. Blackman 6. Plochý povrch Jako výchozí je při startu zvoleno okno Hamming Je běžnou praxí před výpočtem FFT (fast Fourier Transformation) zúžit původní signál. Tím se redukují jakékoliv nespojitosti na okrajích signálu. Děje se tak znásobením signálu vhodnou funkcí okna. Volbou zužovacího okna je možno dosáhnout vhodného kompromisu mezi hlavními a vedlejšími částmi spektra. Nežádoucí spektrální rozptyl lze redukovat pomocí zužovacího okna. Pro tento účel bylo vytvořeno mnoho různých oken.
8
Volba vhodného okna závisí na charakteru signálu nebo dat a na typu informace, která má být ze spektra extrahována. Obecně má dobré FFT okno úzkou hlavní část spektra, aby se předešlo lokálnímu rozšíření spektra a nízkou úroveň vedlejší části, aby se redukoval rozptyl ve vzdálených částech spektra. V některých případech může být nejlepší nezasahovat do dat použít pravoúhlé FFT okno. Například pokud signál obsahuje blízké složky o zhruba stejné amplitudě, poskytne nejlepší možnosti rozlišení pravoúhlé FFT okno. Pokud jsou amplitudy naopak velmi rozdílné, použité okno s nízkou úrovní vedlejší části omezí nežádoucí spektrální rozptyl v pásmu hlavní části spektra a mělo by snadněji detekovat tuto zúženou část. Porovnání funkce různých oken: typ okna
charakteristika
použití
Pravoúhlé
úzká hlavní část spektra pomalý rolloff
Bartlett
úzká hlavní část spektra rychlý rolloff dobré rozlišení spektra úzká hlavní část spektra vysoká maximální úroveň vedlejší části spektra dobré rozlišní frekvence redukovaný nežádoucí spektrální rozptyl rychlý rolloff široká hlavní část spektra rychlý rolloff dobrá přesnost rozlišení amplitudy široká hlavní část spektra špatné rozlišní frekvence větší nežádoucí spektrální rozptyl
Hamming Hanning
Blackman Plochý povrch
širokopásmový nepravidelný signál (bílý šum) blízké sinusové signály
blízké sinusové signály úzkopásmové nepravidelné signály Sinusové průběhy nebo kombinace sinusových signálů
Sinusové průběhy s požadavkem na vysoké rozlišní amplitudy
Volby FFT Maximum V režimu RUN je zobrazena maximální hodnota každé frekvence. Tuto volbu lze použít pro záznam úrovní signálů jako v závislosti na frekvenci (Bodeho diagram). Pomocí kalkulační tabulky lze zobrazit křivku frekvenční odezvy včetně označení frekvencí. Kalkulační tabulku lze uložit pomocí volby "Save FFT Data" v menu "FILE". RMS Average Používá se pro redukci kolísání signálu. Průměrování efektivní hodnoty umožňuje vynikající kalkulaci skutečného signálu a úrovně šumů ve vstupním signálu. Vector Average Používá se pro redukci nepravidelných nebo nesouvisejících šumů v synchronním signálu, který chcete zobrazit. Průměrování vektoru vyžaduje spouštění - zvolte "Trigger ON". Sledovaný signál musí být periodický a také fázově synchronní se spouštěním. Průměrování vektoru snižuje hranici šumu nepravidelných signálů, od okamžiku, kdy nejsou fázově koherentní mezi jednotlivými časovými záznamy. Pokud nedojde ke spuštění, signál se nepřičte ve fázi a místo toho se náhodně vymaže.
9
Hardware Setup Zvolte LPT port, do kterého je připojen hardware. Režimy 1. Osciloskop je připojen do USB portu. 2. Demonstrační režim (není potřeba žádný hardware) Volba adresy LPT portu, do kterého je připojen funkční generátor PCG10 nebo K8016 (378/278/3BC) Adresu zjistíte ve Správci zařízení systému Windows: 1.) V Ovládacích panelech klikněte na ikonu "System" a poté na záložku "Správce zařízení". 2.) Klikněte na znaménko plus vedle "Portů". 3.) Dvojklikněte na "Paralelní port" (LPTx). 4.) Pro zjištění vstupní a výstupní adresy klikněte na "Prostředky". Volba komunikační rychlosti LPT portu pro funkční generátor Normální Používá se ve většině případů. Pomalá Tuto rychlost zvolte, pokud je signál funkčního generátoru porušený. Colors Volba barev displeje Zvolte barvy pro různé položky v zobrazení průběhu. Pro změnu barvy určité položky klikněte na příslušné tlačítko. Otevře se dialogové okno, ve kterém lze zvolit novou barvu. Kompletní volbu barev lze provádět pouze, pokud je pro monitor použito barevné nastavení TRUE COLOR (24bit). Při použití jiného nastavení je výběr barev omezen. Kliknutím na "Bright Screen" nebo "Black Screen" se všechny nastavené barvy resetují do výchozího nastavení. Trigger Options Potlačení šumu Tuto možnost použijte, pokud chcete získat stabilní zobrazení zašuměného signálu. Tato volba je umožněna pouze v režimu RUN a pouze v režimu vzorkování v reálném čase.
2.4 Menu VIEW RMS Value Zobrazení skutečné efektivní střídavé hodnoty signálu. Je-li zvolena tato možnost, zobrazuje se na displeji skutečná efektivní střídavá hodnota signálu. ● Pokud je kanál 1 zapnutý, zobrazuje se skutečná efektivní střídavá hodnota kanálu 1. ● Pokud je kanál 1 vypnutý, zobrazuje se skutečná efektivní střídavá hodnota kanálu 2.
10
dBm Value Zobrazení hodnoty signálu v dBm. Sample Rate V horní části displeje se zobrazuje vzorkovací frekvence. Je-li zvolena tato možnost, zobrazuje se na displeji hodnota střídavé složky signálu v dBm. ● Pokud je kanál 1 zapnutý, zobrazuje se dBm hodnota kanálu 1. ● Pokud je kanál 1 vypnutý, zobrazuje se dBm hodnota kanálu 2. dBm hodnota: 0dB = 1mW se zátěží 600Ω (0,775V rms) Waveform Parameters Program automaticky vypočítává různé napěťové a časové parametry signálu, jako např. stejnosměrný průměr, amplitudu, čas náběhu, atd... Tyto parametry jsou zobrazovány v odděleném okně. K výběru parametrů. které chcete zobrazovat, použijte zatržítka. Markers Zobrazení značek na displeji. Bright Grid Zesvětlí signálovou mřížku na displeji. Dot Join On: Off:
Body dat průběhu jsou pospojovány linkami. Jsou zobrazeny pouze body dat průběhu.
Značky v režimu osciloskopu ● Dvě horizontální značky pro měření napětí. Je zobrazen napěťový rozdíl a absolutní hodnoty napětí (v závorkách). ● Dvě vertikální značky pro měření času a frekvence. Pozn: Při použití obou kanálů je preferováno zobrazení napěťových značek pro kanál 1. Značky v režimu spektrálního analyzéru ● Funkce značek pro absolutní a relativní měření napětí. ● Lze měřit absolutní hodnotu napětí v dBV nebo rozdíl napětí v dB. ● Lze měřit úroveň šumu pomocí značky "Spectral Density". ● Jedna vertikální značka pro měření frekvence. Přemísťování značek 1.) Umístěte ukazatel myši na přerušovanou linku značky. 2.) Stiskněte a držte levé tlačítko myši. Linka je nyní nepřerušovaná. 3.) Umístěte značku do požadované pozice.
11
dB Termín dB nebo Decibel je relativní jednotka používaná pro popis rozdílů výkonu nebo napětí. Rovnice pro výpočet hodnoty v dB na základě poměru dvou napětí V2 a V1 je: dB = 20 log10 V2/V1 dBV Hodnota dBV je určena vzhledem k 1Voltu. dBV je absolutní hodnota napětí. Vyjadřuje napětí jako relativní poměr vzhledem k 1V. Rovnice pro výpočet napětí v dBV je: dBV = 20 log 10 V Rovnice pro výpočet napětí ve V z hodnoty dBV je: V = 10^dBV/20 dBm Jednotka úrovně signálu v elektrickém obvodu vyjádřená v decibelech vzhledem k 1mW. V obvodu s impedancí 600Ω je hodnota 0dB ekvivalentní napětí 0,775Vef. Zobrazená hodnota dBm na displeji: 0dBm = 1mW na 600Ω (0,775Vef.)
2.5 Spektrální hustota Značku "Spectral Density" lze použít při měření hustoty nepravidelných nebo šumících signálů jelikož při měření šumících signálů bere v úvahu frekvenční šíři a použitou funkci FFT okna spektrálního analyzéru. Výstup značky "Spectral Density" je automaticky normalizován na 1Hz. Zobrazená jednotka je : dBV/√Hz Pozn: Značku "Spectral Density" nelze používat při měření diskrétních složek spektra, protože by došlo k zavádějícím výsledkům měření úrovně. Spektrální hustota je prostá velikost spektra normalizovaná do šířky pásma 1Hz. Toto měření aproximuje, jako by spektrum vypadalo, kdyby byla každá složka spektra na všech frekvencích kusem o šířce 1Hz. Při měření širokopásmových signálů jako např. šumů se amplituda spektra mění se změnou frekvence. To je způsobeno tím, že se mění šíře FFT a frekvence mají jinou šíři pásma. Značka "Spectral Density" normalizuje všechna měření na šířku pásma 1Hz a tím se spektrum šumu stane nezávislým na změně frekvence. Tímto je umožněno měření s porovnáním různých změn. Pokud je povaha šumu gaussovská, může být amplituda šumu v jiných šířkách pásma aproximována převodem měření spektrální hustoty s odmocninou šířky pásma šumu.
12
Příklad viz obr. na str.14 orig. návodu. (zobrazení pásmově omezeného šumového signálu) Spektrálním analyzérem lze měřit spektrální hustotu tohoto šumového signálu. Zvolte následující nastavení v menu: ● Options/FFT Options/ RMS Average ● View/Markers (FFT) f & Spectral Density dBV/sqrt(Hz) Viz obr. na str.15 orig. návodu. (zobrazení spektra pásmově omezeného šumového signálu) Analýza šumu v doméně frekvence znázorňuje amplitudu šumu jako funkci frekvence. Pomocí značky "Spectral Density" a značky frekvence lze z displeje spektrálního analyzéru odečítat napětí spektrální hustoty (VSdBV) a šířku pásma šumu (BN). VSdBV = -54,86dBV/√Hz BN = 6kHz Napřed převeďte napětí spektrální hustoty na V/√Hz. Použijte následující výpočet: VS = 10^-54,86/20 = 0,0018V/√Hz Toto je velikost spektra normalizovaná do šířky pásma 1Hz. Napěťovou hodnotu šumu v celém pásmu lze spočítat znásobením této hodnoty odmocninou ze šířky pásma. V případě šířky pásma 6kHz je celkové výstupní napětí šumu: Vef = VS √ BN Vef = 0,0018V/√Hz * √6000Hz = 0,319V (viz hodnota Vef v zobrazení vlnového průběhu na osciloskopu)
2.6 Menu MATH Zobrazuje se výsledek matematické operace se signály v kanálu 1 a 2. Lze volit z těchto funkcí: ● CH1+CH2 ● CH1-CH2 ● XY zobrazení ● Inverze CH2 XY zobrazení: data CH1 se zobrazují na ose Y data CH2 se zobrazují na ose X Mezi režimem MATH a normálním režimem se přepíná příslušným tlačítkem.
13
2.7 Menu HELP Contents Zobrazení obsahu souboru s nápovědou Installig Windows NT driver Pokyny pro uživatele systému Windows NT4/2000/XP. About Zobrazení informací o verzi programu
3. Přenos dat 3.1 Získání dat pro různé aplikace Instalační balíček programu Pc-Lab2000 obsahuje dynamickou knihovnu DSOLink.DLL, která je nainstalována do systémové složky System32. Tato knihovna umožňuje psaní vlastních aplikací v Excelu, Visual Basicu, Delphi nebo v jiných 32bitových vývojových prostředí pro Windows, které podporují přístup k DLL. DLL poskytuje přímý přístup k datům v reálném čase a informace o nastavení osciloskopu. Úplné vzorové programy jsou umístěny na VELSOFT CD. Lze je použít jako výchozí bod při tvorbě vlastních aplikací. Pozn: Dříve než spustíte následující vzorové programy: Software osciloskopu musí být spuštěn, musí být stisknuto tlačítko RUN nebo SINGLE a na displeji zobrazena stopa. Popis procedur knihovny DSOLink.DLL viz str.17 v orig. návodu. Spuštění DSOLink v Delphi, Visual Basicu a Borland C++ viz str. 17-19 v orig. návodu. Pozn: Pokud není knihovna importu dat kompatibilní s vaší verzí Borland C++, lze vytvořit knihovnu importu dat spuštěním IMPLIB v DLL (viz str.19 v orig. návodu).
3.2 Získání dat pro Microsoft Excel Instalační balíček programu Pc-Lab2000 obsahuje dynamickou knihovnu DSOLink.DLL, která je nainstalována do systémové složky System32. Tato knihovna umožňuje psaní vlastních aplikací v Excelu, Visual Basicu, Delphi nebo v jiných 32bitových vývojových prostředí pro Windows, které podporují přístup k DLL. Přenos dat průběhu do kalkulační tabulky Excelu Příklad makra pro Excel ukazuje, jak shromáždit data přímo z PC osciloskopu Velleman bez potřeby dalšího software. 1.) 2.)
Spusťte Microsoft Excel a vytvořte nový dokument. Zvolte Zobrazit/Panely nástrojů a zvolte Formuláře. ● Otevře se panel s formuláři.
14
3.)
Vytvořte tlačítko. ● Na panelu Formuláře klikněte na tlačítko "Tlačítko". Ukazatel myši se změní na křížek. ● Pomocí myši vytvořte obdélník v místě, kde chcete mít umístěno tlačítko. ● Poté co pustíte tlačítko myši, zobrazí se dialogové okno "Přiřadit makro" (viz obr. na str.20 v orig. návodu). 4.) Zadejte název makra "Načíst vše" a klikněte na tlačítko Nové. ● Otevře se okno editace Microsoft Visual Basic. V něm je vytvořena instrukce "Načíst vše". 5.) Nahraďte výchozí text v editačním okně textem ze str.20-21 v orig návodu (Option Explicit...End Sub) 6.) Stisknutím Alt+F11 se vraťte zpět do Excelu. 7.) Do sloupce A vepište text z tabulky na str.21 v orig návodu. 8.) Spusťte program pro osciloskop PCSU1000, PCS500, PCS100 nebo K8031 a klikněte na tlačítko RUN nebo SINGLE 9.) Klikněte na tlačítko v tabulce Excelu. Spustí se vytvořené makro a data popsaná ve sloupci A se zobrazí ve sloupci B a C. ● Řádky 4~4099 obsahují získaná data v přepočtu A/D převodníku (0~255) - pro PCSU1000 a PCS500. ● Řádky 4~4083 obsahují získaná data v přepočtu A/D převodníku (0~255) - pro PCS100 a K8031. ● Bod spouštění pro PCSU1000 a PCS500 je v řádku 1030 a pro PCS100 a K8031 v řádku 4. První tři řádky obsahují nastavení osciloskopu, zbytek obsahuje nezpracovaná data v přepočtu A/D převodníku (0~255). Pomocí hodnot Sample Rate, Full Scale a GND Level je možno pro další analýzu rekonstruovat data průběhu na technické jednotky (např. Volty a sekundy). (viz obr. na str.22 v orig. návodu) ___________________________________________________________________________
Pc-Lab2000SE Tento program vás uvádí do světa měření pomocí produktů Velleman K tomu, abyste si udělali obrázek o programu není třeba žádný hardware, lze spustit v demo režimu. Software slouží k provozu s měřícími přístroji Velleman: ● PCS500, dvoukanálový paměťový digitální osciloskop, spektrální analyzér a záznamník přechodových jevů ● PCS100/K8031, jednokanálový paměťový digitální osciloskop, spektrální analyzér a záznamník přechodových jevů ● PCG10/K8016, PC generátor funkcí ● PCS10/K8047, čtyřkanálový záznamník/měřicí ústředna ● PCSU1000, dvoukanálový PC USB paměťový digitální osciloskop, spektrální analyzér a záznamník přechodových jevů Speciální vlastnost: Při použití osciloskopu a generátoru na stejném počítači lze pomocí programu vytvářet Bodeho diagramy. 15
Nastavení hardwaru (než budete pokračovat, ukončete všechny programy) ● ● ● ● ● ●
Připojte přístroj k volnému USB portu. Podle instrukcí na monitoru nainstalujte ovladače. Pokud WindowsXP žádají o aktualizaci, zvolte "Aktualizovat později". Nainstalujte ovladač z daného umístění, poté procházejte CD a zvolte složku "D:\PCSU1000_driver" a klikněte na "Další". Pokud WindowsXP nahlásí, že daný ovladač není podepsán, zvolte "Pokračovat v instalaci". Po nainstalování lze zkontrolovat korektnost instalace ve Správci zařízení. Mezi zařízeními USB by mělo být zařízení "PCSU 1000 oscilloscope".
Podrobnější informace naleznete na přiloženém CD.
Instalace Pc-Lab2000SE Minimální požadavky na systém: ● IBM kompatibilní PC se systémem Windows98SE/ME/2000/XP/Vista ● Grafická karta VGA (min 800x600, doporučená 1024x768) ● 10MB volného místa na pevném disku ● Myš ● Mechanika CD nebo CD/DVD ● Volný USB port (1.1 nebo 2.0) Pokud se po vložení CD do mechaniky automaticky nespustí "Setup", procházejte CD a spusťte "SETUP.EXE". Zvolte "Install Pc-Lab2000SE". Průvodce instalací vás bude během celé instalace instruovat. Automaticky se vytvoří ikony se zástupci a soubory s nápovědou. POZN: K úspěšnému dokončení instalace je třeba mít práva pro místního administrátora, kontaktujte svého správce sítě. Viz též soubor "ReadME" v instalační složce.
Spuštění programu Lokalizujte zástupce pro Pc-Lab2000SE (Start/Programy...). Program spusťte kliknutím na ikonu "Pc-Lab2000SE". ● Vyberte hardware "PCSU1000". ● Klikněte na OK, nebo zvolte demo režim. Program automaticky spustí modul osciloskopu (viz obr. na str.8 v orig. návodu). Pokud chcete změnit nastavení: Klikněte na menu OPTIONS a zvolte HARDWARE SETUP. POZN: Skutečné zobrazení na displeji může být jiné než jaké je zobrazeno v návodu.
16
Modul osciloskopu (viz obr. na str.8 v orig. návodu) Modul osciloskopu poskytuje velmi dobře vybavený a snadno ovladatelný digitální paměťový osciloskop. Použití: ● Připojte měřený obvod na vstup osciloskopu (pozor na maximální vstupní povolenou hodnotu!). ● Měření začněte s vypnutým spouštěním (TRIGGER OFF) (6). ● Klikněte na tlačítko RUN (7). ● Zvolte požadovaný kanál a nastavte podle potřeby Volty/dílek, nebo klikněte na AUTO SET (2). Toto automatické nastavení nelze použít v režimu 1GHz. ● Zvolte požadovanou časovou základnu (čas/dílek) (8). Povolení spouštění: ● Zvolte kanál (5). ● Zvolte spouštěcí sklon (4). ● Nastavte spouštění na ON (6). ● Nastavte spouštěcí úroveň pomocí ovladače (3) Značka spouštění se zobrazuje na levé straně signálního pole (1)
Modul spektrálního analyzéru (viz obr. na str.9 v orig. návodu) Spektrální analyzér umožňuje vizualizaci frekvenčního spektra signálu pomocí FFT analýzy. Použití: ● Připojte měřený obvod na vstup osciloskopu (pozor na maximální vstupní povolenou hodnotu!). ● Nejdříve sledujte signál v okně osciloskopu (viz výše). ● Zkontrolujte, zdali signál nepřekračuje maximální limit zobrazení. ● Spusťte spektrální analyzér. ● Klikněte na RUN (1). ● Zvolte vhodný frekvenční rozsah. Ujistěte se, že nastavení zachytí v signálu všechny změny, které potřebujete sledovat (3). ● V případě potřeby nastavte požadovaný kanál a zvolte požadované nastavení Volt/dílek (2).
Modul záznamníku přechodových jevů (viz obr. na str.10-11 v orig. návodu) Záznamník přechodových jevů umožňuje zaznamenávat příležitostné jevy a také procesy s pomalými změnami (např. dobíjení baterií, změny teploty, přechodné poruchové stavy). Automatické ukládání dat umožňuje záznam po dobu více než jednoho roku!
17
Použití: ● Připojte měřený obvod na vstup osciloskopu. ● Zvolte požadovaný kanál a nastavte Volt/dílek (1). ● Zvolte časovou základnu (3). ● Stisknutím RUN (2) Spusťte záznam. ► Dalším stisknutím RUN se přeruší měření, nebo lze kliknutím na tlačítko "Single" provést jednorázové měření. Pokud chcete provádět nepřetržité měření s automatickým ukládáním na pevný disk, zvolte v menu FILE možnost "AutoSave Data". Pozn: ► Během měření se na displeji mohou zobrazovat odlišné výsledky než jsou skutečné aktuálně měřené hodnoty. ► Pokud je nastavena příliš pomalá časová základna, nebudou zaznamenány jevy, které se vyskytnou mezi dvěma nabráními vzorku. Podrobnější informace naleznete na přiloženém instalačním CD!
18
