USBscope50 Návod k použití

USBscope50

Návod k použití

www.macroweil.cz

OBSAH: 1. Přehled.....................................................................… 3 2. O výrobku USBscope50........................................... 3 2.1 Všeobecné informace......................................................... 3 2.2 Schéma USBscope50.......................................................... 4 2.3 Použití více USBscope50.................................................... 4 2.3.1 Složení řady osciloskopů................................................... 5 2.3.2 Rozložení řady osciloskopů.............................................. 6 2.3.3 USB připojení pro řadu osciloskopů................................. 6 2.3.4 Software..................................................………………. 7 2.3.5 Doporučení a varování...................................................... 8 2.3.6 Připojení nezávislých jednokanálových osciloskopů…… 8 2.4 Vstupní rozsahy................................................................... 9 2.5 Kompenzace sond.............................................................…10 2.6 Nabídka módů sběru dat….................................................11 2.6.1 Jednorázový mód................................................................ 12 2.6.2 Náhodně prokládané vzorkování........................................ 12 2.7 Režim spouštění................................................................... 13 2.7.1 Auto.................................................................................... 13 2.7.2 Normal............................................................................... 13 2.8 Poloha spouštění.................................................................. 13 2.9 Zpožděné spouštění............................................................. 14 2.10 Práh spouštění……………………………………………14 2.11 Zobrazení přes celý displej………………………………15 2.12 Kurzory…………………………………………………...15 2.13 Fourierova analýza FFT…………………………………16 2.14 Matematické funkce…………………………………….. 17 2.15 Export dat………………………………………………...17 3. Instalace programu......................................................19 3.1 Windows 98SE a Windows Me.......................................... 19 3.2 Windows 2K a XP............................................................... 20 3.3 Řešení potíží………………………………………………. 21 4. Technická data............................................................. 22 4.1 Napájení................................................................................22 4.2 Rozměry, hmotnost, materiál............................................. 22 4.3 Pracovní prostředí............................................................... 22 4.4 Provoz USBscope50............................................................. 22 4.4.1 Bezpečnost a maximální hodnoty....................................... 22 4.4.2 Statické parametry.............................................................. 23 4.4.3 Dynamické parametry........................................................ 23 4.4.4 Různé.................................................................................. 23

2 www.macroweil.cz

1 Přehled USBscope50 je digitální paměťový osciloskop s izolovaným vstupem, spolupracující s počítačem, s následujícími vlastnostmi: • Jednokanálový osciloskop s BNC vstupem a USB výstupem na počítač • Zvýšení počtu kanálů pomocí vzájemného propojení jednotlivých osciloskopů (každý vyžaduje vlastní USB připojení)1 • Izolace mezi BNC zemí a USB zemí, CAT II 300V2 • 50 MS/s rychlost vzorkování v reálném čase • Rychlost vzorkování v ekvivalentním režimu až 1 GS/s3 • Časová základna od 4 ns/dílek do 4 s/dílek • Kmitočtový rozsah 75 MHz (-3,5 dB)4 • 3000 vzorkovacích bodů, 8 bitů vertikální rozlišení • Spouštění náběžnou nebo sestupnou hranou, zpoždění spouštění5 • Střídavá nebo stejnosměrná vazba vstupu • Vstupní citlivost 30mV/dílek, 300mV/dílek, 3V/ dílek, ve vstupní sondě možno zařadit dělič 1:10 • Vstupní impedance 1 MΩ, 16 pF • Nastavení offsetu vertikálu • Auto a Normal hardwarové spouštění < , > , + , - módy • Refresh a Roll módy zobrazení v závislosti na časové základně • Výstup obdélník 1 kHz, 3 V pro kompenzaci sondy • Napájení přes USB (200mA typ) z PC • Indikace napájení pomocí LED • Atraktivní obslužný software s možností uložení naměřených dat

2. O výrobku USBscope50 2.1 Všeobecné informace USBscope50 používá 50MS/s 8-bit AD převodník. AD převodník a vstupní obvod, který upravuje tvar průběhu a digitální část, která provádí a uchovává tvar průběhu, jsou napájeny pomocí USB portu izolovaného zdroje. To znamená, že tu není galvanické spojení mezi uzemněním BNC konektoru (nebo BNC středního kolíku) a USB konektoru. Pokud měříte obvod a připojíte zemnící svorku sondy na napětí, které není na stejném zemním potenciálu jako počítač, nepoteče žádný proud a počítač je tím chráněn proti připojení na stejný potenciál jako testovaný obvod. Tento jednoduchý systém má velikou výhodu z důvodu bezpečnosti. USBscope50 splňuje CAT II6 300V a CAT I 500V. 1 Je vyžadován připojovací konektor 2 Při použití několika osciloskopů jsou kanály uzemněny BNC konektorem 3 Je vhodné měřit opakující se signály, které nejsou svázány s vnitřními hodinami osciloskopu 4 Kmitočtový rozsah hardwarového spouštění je přibližně 60MHz 5 Pouze v režimu jednorázového spouštění 6 Kategorie CAT stanovuje jak veliké může být krátkodobé přepětí při připojení na daný el. obvod. USBscope50 je schopen zachytit určité krátkodobé přepětí mezi rozhraními BNC a USB prostřednictvím vnitřního ochranného obvodu. CAT II UL definuje horší stav než CAT I a proto mohou vznikat větší krátkodobá přepětí. Z toho důvodu je izolační stav pro CAT II nižší než pro CAT I.

3 www.macroweil.cz

Každý USBscope50 může být použit nezávisle jako jednokanálový osciloskop, ale pro zlepšení lze spojit několik osciloskopů USBscope50 a získat tak 2, 3 nebo 4 kanálové zařízení. V tomto případě je každý osciloskop synchronizován s ostatními takže sestava pracuje jako samostatný multi-kanálový osciloskop. Každý USBscope50 potřebuje své vlastní USB připojení a spojené osciloskopy jsou společně uzemněny BNC uzemněním, tzn. že kanály jsou izolovány od USB země, ale nejsou izolovány od sebe.

2.2 Schéma USBscope50

Obrázek 2.2-1 Schéma USBscope50

2.3 Použití více USBscope50 Unikátní technologie osciloskopu USBscope50 umožňuje spojení až čtyř osciloskopů7 dohromady a vytvoření multi-kanálového zařízení. Pro spojení jednotlivých osciloskopů je zapotřebí mít buďto sadu propojek, nebo minimálně 2 samostatné propojky. Tato sada obsahuje tři dlouhé propojky a jednu krátkou, viz. obrázek:

7 Neskládejte více jak 4 osciloskopy dohromady, program toto složení odmítne

4 www.macroweil.cz

2.3.1 Složení řady osciloskopů Při skládání řady USBscope50 se nejprve ujistěte, že žádný z přístrojů není připojen na USB port. Předtím než začnete skládat, položte krátkou propojku stranou – budete ji potřebovat jako poslední. Nyní ze shora vložte do jednoho osciloskopu (nezáleží do kterého) dlouhou propojku. Jemně tlačte ze strany černého konektoru propojku do osciloskopu dokud si propojka dokonale nesedne. Na druhé straně osciloskopu se objeví cca 2 – 3 mm dlouhé piny. Při tlaku buďte opatrní, nevyvíjejte příliš velikou sílu. Konektory nemají stanovenou orientaci, při zasouvání propojky lze použít pouze dva způsoby – oba jsou správné.

Tento proces opakujte pro každý osciloskop s výjimkou posledního Pro zapojení posledního osciloskopu postupujte stejně, ale místo dlouhé propojky použijte krátkou. Jednotlivé piny jsou kratší, tudíž nebudou vystupovat nad povrch osciloskopu a zůstanou schovány. Tento osciloskop musí být nejnížeji z celé řady osciloskopů. Je to z důvodu možného zkratu jednotlivých pinů nebo nebezpečí úrazu elektrickým proudem! Pokud používáte jeden osciloskop ujistěte se, že v něm není vložena žádná dlouhá propojka, popř. že je vložena propojka krátká.

Přečtěte si tuto část pozorně! Nyní sestavte řadu osciloskopů: Začněte se spodním osciloskopem. Podržte jej v jedné ruce a na jeho vrchní stranu přiložte druhý osciloskop. Srovnejte oba osciloskopy a jemně zapojte piny propojky vrchního osciloskopu do vstupů pro piny spodního osciloskopu. V momentě kdy jsou piny částečně zasunuty, zacvakněte jistící výstupek tvaru “P“ (na straně BNC konektoru) do otvoru tvaru “P” spodního osciloskopu.

5 www.macroweil.cz

Nyní zacvakněte jistící výstupek tvaru “P” vrchního osciloskopu na druhé straně (strana USB konektoru) do otvoru tvaru “P” spodního osciloskopu. Tyto dva osciloskopy jsou nyní pevně spojeny. Proveďte kontrolu propojky, v případě, že je příliš vytažená vzhůru, jemně zatlačte směrem dolů dokud si nesedne do správné polohy. Tuto kontrolu provádějte vždy při nasazení dalšího osciloskopu. V tomto okamžiku je vytvořena řada osciloskopů.

2.3.2 Rozložení řady osciloskopů Při rozkládání řady osciloskopů začněte s vrchním osciloskopem. Uchopte řadu do jedné ruky a palcem a ukazováčkem druhé ruky pevně sevřete vrchní osciloskop. Uvolněte jistící výstupek tvaru “P” v místě USB konektoru a mírnou silou uvolňujte spojení. Po rozpojení vyjměte propojku z uvolněného osciloskopu. Tento proces opakujte pro odpojení zbývajících osciloskopů.

2.3.3 USB připojení pro řadu osciloskopů Všechny osciloskopy potřebují pro práci vlastní USB připojení. Standardní rozbočovač (hub) je vhodný pro provoz multi-kanálového zařízení, zkontrolujte však podle technické specifikace zda je rozbočovač schopen dodat každému osciloskopu proud minimálně 200mA. Při zapojení více jak dvou osciloskopů by mohlo dojít k nedostatečnému napájení a bylo by třeba napájet rozbočovač externě.

6 www.macroweil.cz

2.3.4 Software Základní ovládací prvky: Přepnutí zobrazení na celou obrazovku (kliknutím levým tlačítkem plný obraz, pravým zpět kombinace s ovládáním)

Minimalizovat

Manuál (pdf) Vypnout

Nastavení parametrů kanálu Nastavení časové základny

Nastavení spouštění

Výběr způsobu spouštění

Zoom

Změna tvaru a barvy zobrazení

Prvotní nastavení

Po spuštění programu USBscope50 dojde k automatickému rozpoznání připojených osciloskopů a instalaci příslušných ovladačů (pozor, uživatel musí mít oprávnění k instalaci programů). Dochází ke kontrole připojených přístrojů na USB port a rovněž se provede kontrola vzájemného elektrického připojení. Poté se provede inicializace všech připojených osciloskopů. Tato procedura trvá několik sekund. Pokud zapomenete připojit jeden z osciloskopů na USB port, program zobrazí varování a zastaví svou činnost. Pro každý osciloskop se zobrazí záložka s číslem kanálu. Číslo kanálu závisí na výr. číslu, tzn. že většinou nebude odpovídat číslo kanálu s pořadím osciloskopu v řadě. Pro zjištění který osciloskop je Kanál 1, otevřete nabídku nastavení kanálu kliknutím na CH1 a po vysunutí lišty, klikněte na tlačítko “id”.

7 www.macroweil.cz

Na osciloskopu začne po dobu cca 4 sekund rychle blikat LED dioda, pokud stiskněte tlačítko znovu, blikání přestane. Pro identifikaci každého kanálu postupujte stejně. Pokud budete chtít, můžete po vypnutí programu a ukončení připojení USB, přeřadit jednotlivé osciloskopy tak, aby byly kanály za sebou a program znovu spustit. Informace o nalezených osciloskopech naleznete v záložce “about”. Kliknutím na jakýkoliv osciloskop získáte bližší informace o položkách v seznamu.

2.3.5 Doporučení a varování • Vypněte napájení (odpojením USB kabelu) všech osciloskopů při odpojování nebo připojování osciloskopů do řady • Nerozpojujte žádný osciloskop v případě, že běží program • Nerozpojujte žádný osciloskop v případě, že je jakýkoliv z nich napájen • Nenechávejte rozpojené osciloskopy, toto složení bude program ignorovat • Nezkratujte piny na propojce, neohýbejte je, nepoužívejte násilí pro spojení jednotlivých osciloskopů • Nepřipojujte na piny propojky žádný jiný přístroj • Vyhněte se jakémukoliv dotyku propojek během spojování • Před spojením se ujistěte se, že je každá propojka řádně usazená • Zabraňte vniknutí vody a nečistot do míst pro propojky • Nezapomeňte, že osciloskop spojený do řady není izolován od druhého, osciloskopy jsou pouze izolovány od USB portu. Spojené osciloskopy mají své BNC vstupy vzájemně spojeny uzemněním.

2.3.6 Připojení nezávislých jednokanálových osciloskopů Je také možné použít více samostatných jednokanálových osciloskopů. V tomto případě mohou být připojeny každý zvlášť, anebo spojeny dohromady bez propojek (nezapomeňte, že každý je elektricky nezávislý). Tato konfigurace se nazývá jako Multi-nezávislý-osciloskop (MIS mode). V tomto módu používá každý osciloskop vlastní časovou základnu a každý vstup je elektricky izolován od ostatních (pokud nespojíte země BNC konektorů). Po spuštění programu dojde k automatickému rozpoznání připojených osciloskopů a kontrole zda jsou elektricky propojeny přes propojky. Aby mohl program běžet v MIS módu je nutné programu přikázat připojení jednoho samostatného osciloskopu. Můžete jednoduše nechat běžet více kopií programu USBscope50, pro každý samostatný osciloskop zvlášť. Pro dosažení tohoto operačního módu je třeba zadat v příkazovém řádku programu 8 www.macroweil.cz

USBscope50 parametr „USBcsope50/MISp:c“ kde „p“ je číslo COM portu a „c“ číslo přiděleného kanálu. Např. chcete-li dva osciloskopy v MIS módu, použijte Window’s Device Manager (viz.3.2) k výběru dvou COM portů pro dva osciloskopy. Předpokládejme, že to jsou COM4 a COM5. Dále, nalezněte program USBscope50.exe (normálně ve složce „Program Files / USBscope50“) a označte ho. Pravým tlačítkem na něj klikněte a použijte „Vytvořit zástupce“ pro výběr druhého zástupce na ploše. Potom u každého zástupce klikněte pravým tlačítkem a vyberte „Vlastnosti“ / „Zástupce“ a v okénku „Cíl“ přidejte na konec /MIS4:1 a u druhého /MIS5:2. Pak můžete spustit prvním zástupcem program. USBscope50 naběhne a nakonfiguruje osciloskop portu COM4. Spusťte druhého zástupce a program nakonfiguruje druhý osciloskop na COM5 a zároveň se tento osciloskop označí jako kanál 2 (CH2). Tak můžete lehce identifikovat, který konkrétní program je pro který osciloskop. Další možností je výběr /MIS4:1 a MIS5:1. Oba osciloskopy pak budou v programech v záložce CH1. Toto dává další možnosti konfigurace různých systémů. Nastavení v módu MIS zůstane po ukončení programů uloženo a bude rozdělovat jakékoliv další nastavení osciloskopů. Můžete v tomto módu používat až 4 osciloskopy a přiřazovat jim čísla kanálů od 1 do 4.

2.4 Vstupní rozsahy USBscope50 podporuje 3 nastavení vstupního atenuátoru. Toto je přístupné po kliknutí na záložku příslušného kanálu a vysunutí lišty.

Rozsah BNC vstupu je závislý na použité sondě (nastavíte kliknutím na probe): Sonda “x1” nezpůsobí žádný útlum, amplituda zobrazeného signálu odpovídá jmenovitému rozsahu +/-0.3V, +/-3V a +/-30V. Sonda s rozsahem x1 je všeobecně použitelná na nižší kmitočtové pásmo (desítky MHz) a měřený obvod bude zatížen 1MΩ. Sonda “x10” způsobí 10 násobný útlum a amplituda zobrazeného signálu odpovídá rozsahům +/-3V, +/-30V a +/-300V. Sonda s rozsahem x10 je všeobecně na vyšší kmitočtové pásmo (stovky MHz) a měřený obvod bude zatížen 10MΩ. USBscope50 také podporuje střídavou a stejnosměrnou vazbu vstupu (AC a DC): V AC módu je vstupní signál veden do atenuátoru přes kondenzátor. Vstupní kmitočtový rozsah je od 3.4Hz do 75MHz. V DC módu je kondenzátor vynechán a vstupní rozsah je DC do 75MHz.

9 www.macroweil.cz

2.5 Kompenzace sond Před samotným měřením se sondou x10 se musí provádět kompenzace sondy. Kompenzací se vyrovnají časové konstanty sondy a vstupu osciloskopu8. Kompenzace zajistí bezchybnou práci sondy s osciloskopem z hlediska frekvenčního přenosu. Pokud se neprovede doporučená kompenzace, může dojít k nepřesným měřením zvláště při vyšších kmitočtech. Výstup pro kompenzaci USBscope509.

Kompenzační signál je přibližně od 0 do 3V (obdélníkový průběh) s 50% činitelem plnění a kmitočtem 1KHz. Výstup na kompenzaci se vypne pokud uzavřete tabulku kanálů10. USBscope50 pracuje se sondami, které umožňují regulaci kompenzační kapacity kolem 16pF. Nejlépe je použít sondy, které mají kapacitu 16pF blíže ke středu rozsahu, např. sonda HP 10071A s rozsahem 9 až 17 pF má nastavení trimru blíže k horní hodnotě rozsahu. Na trhu je nabízena veliká škála sond, z nichž mnoho má regulaci kompenzační kapacity kolem 16pF11. Následující postup popisuje snadnou kompenzaci. Při kompenzaci sondy postupujte následovně: 1. Připojte sondu x10 ke vstupu USBscope50 a spusťte program USBscope50 2. Kliknutím na záložku CH1 vysuňte lištu a klikněte na tlačítko “cmp” pro spuštění kompenzačního signálu 3. Nastavte vstupní rozsah na 0.3V/d, sondu x10 a vazbu na AC, je-li tlačítko otevření kanálu na „off“ , klikněte na něj pro „on“

4. Nastavte časovou základnu na 100us/d, v programu vyberte spouštění “norm” s nastavenou úrovní spouštění –25%. 8 Pro sondu x1 nemusíte provádět kompenzaci 9 Pozdější modely mají dvojitý kompenzační útlumový článek, který obsahuje GND svorku 10 Vyvarujete se tím zaoblením obdélníkového průběhu ovlivňující měření 11 Některé vysokofrekvenční sondy s nízkou kapacitou nemusí být vhodné pro použití k USBscope50

10 www.macroweil.cz

5. Nyní připojte sondu na kompenzační výstup na osciloskopu. Měli by jste vidět tento obdélníkový průběh:

popř. tento:

6. Nezapomeňte připojit zemnící svorku na BNC konektor nebo použijte GND svorku umístěnou vedle kompenzačního výstupu12, aby jste dosáhli čistého průběhu s minimálními síťovými šumy. 7. Nyní pomalu laďte pomocí trimru v sondě dokud nedocílíte čistého obdélníkového průběhu s pravoúhlými rohy a minimálními překmity a zaobleními. Malá zaoblení rohů obdélníkových průběhů znamenají, že osciloskop bude lehce tlumit vysoké frekvence zatímco malé překmity povedou k náchylnosti osciloskopu lehce zesilovat vysoké frekvence. Po správné kompenzaci by se měl zobrazit tento průběh.

Malé odchylky od ideálního tvaru jsou běžné vzhledem k nestálosti parametrů připojené sondy. Je možné že levné sondy s nízkým kmitočtovým pásmem mohou způsobit větší překmity na rozích průběhu. Kvalitnější sondy mají lepší frekvenční charakteristiku a tudíž i méně překmitů.

2.6 Nabídka módů sběru dat USBscope50 pracuje ve dvou módech sběru dat – Single Shot a RIS. Aktuální mód a vzorkovací interval (tj. čas mezi dvěma body) je zobrazen dole na hlavním panelu.

12 Snažte se zabránit zkratu GND svorky a COMP výstupu zemnící svorkou. Vzniklý zkrat může způsobit zničení výstupu osciloskopu.

11 www.macroweil.cz

2.6.1 Single shot - jednorázově V tomto módu A/D převodník vzorkuje rychlostí až 50MS/s. Každý vzorek je uložen do paměti (buffer) a po té je obsah paměti zobrazen na obrazovce. Tento mód se užívá pro pozorování jednorázových dějů, např. jednotlivé impulzy, nepravidelné události na sběrnici atd. Může být také použit pro opakované průběhy. Pro praxi je v režimu „jednorázově“ max. frekvence sinusového průběhu 10 MHz, což odpovídá pouze 5 bodů vzorkování na periodu. Na displeji se v tomto případě zobrazí křivý a trojúhelníkový průběh. Pokud snížíte frekvenci vstupního signálu na 1 MHz, zobrazí se krásný a vyhlazený průběh. V jednorázovém režimu lze nastavit časovou základnu od 200ns/d až do 4s/d. Doba na získání průběhu je pomalejší, pokud je nastavena rychlost časové základny pomalejší než 40ms/d: celková doba je cca „30 x čas základna“, tzn. že při 4s/d se budou zobrazovaná data obnovovat až každých 120s, tj. 2 min! Jako u všech digitálních osciloskopů dávejte pozor aby se nezobrazoval průběh s vysokým kmitočtem při příliš nízké rychlosti časové základny. Může být zobrazen průběh, který vypadá správně ale kolísá nebo se jinak mění v čase a má nesprávnou frekvenci – tento efekt se nazývá aliasing a je zcela normální při příliš nízké rychlosti časové základny vzhledem ke kmitočtu měřeného signálu. K odstranění tohoto efektu volte vždy dostatečnou rychlost časové základny vzhledem ke kmitočtu měřeného signálu.

2.6.2 Náhodně prokládané vzorkování „RIS“ Tento mód je komplexnější a je vhodný pro měření jen určitých typů průběhů. USBscope50 obsahuje speciální obvod, který umožňuje vzorkování signálu s náhodným vztahem ke spouštěcímu signálu odvozenému od vstupního průběhu a tento obvod je také schopen měřit čas mezi okamžikem spouštění a prvním A/D vzorkem. V tomto režimu jsou shromažďována postupně data z několika jednorázových přeběhů a tato data získaná při každém přeběhu jsou seřazena podle času jejich získání vzhledem k okamžiku spouštění. Pro správnou funkci tohoto režimu je třeba aby vztah mezi okamžikem spouštění a měřeným průběhem byl konstantní, tj. průběh musí být periodický jako např. sinusový nebo obdélníkový. Je také potřeba mít nastavený osciloskop v normálním nikoliv auto spouštěcím režimu – v módu RIS program automaticky přepne spouštění do režimu normal. Obnova obrazu průběhu na displeji může pár sekund trvat, protože proběhne až po několika přebězích. Protože každý přeběh nastane po náhodném čase po okamžiku spuštění, je čas odběru vzorku vzhledem k okamžiku spouštění také náhodný – tedy může trvat až několik sekund než zobrazení měřeného průběhu je plně obnoveno a tedy po nějaký čas může být zobrazení kombinací dříve měřeného a aktuálního průběhu. Tento stav je v pořádku, vyčkejte dokončení obnovení zobrazení průběhu. Při náhodně prokládaném vzorkování je čas odběru vzorku vzhledem k okamžiku spuštění kvantizován, tj. zaokrouhlen nahoru nebo dolů na jednu z 20 možných hodnot. Může také zobrazovat pro rychle se měnící vstupní signál malé výchylky (anomálie) – malé špičky v blízkosti strmých hran. Není vhodné tuto metodu použít pro velmi pomalu se měnící signály nebo signály s jitterem (časové kolísání). U těchto signálů je nejistý vztah mezi průběhem signálu a okamžikem spouštění a tedy nesprávnému časovému vztahu mezi okamžikem spouštění a měřeným průběhem s výsledkem, že zobrazený průběh není na stínítku časově stabilní. 12 www.macroweil.cz

V tomto módu není možné pozorovat signál pro kompenzaci sondy, protože tento signál je fázově zavěšen na hodiny A/D vzorkování a tedy není možné vytvořit jeho zobrazení – každý přeběh vytvoří vzorek ve stejném čase.

2.7 Režim spouštění USBscope50 podporuje dva hlavní režimy spouštění. Tyto režimy se používají po uvedení osciloskopu do provozního stavu stisknutím tlačítka “running” nebo při „stop“ stiskem “once”.

2.7.1 Režim spouštění Auto V tomto režimu se spustí měření – sběr dat okamžitě po softwarovém nastavení osciloskopu. Není tu žádná vazba mezi časem spouštění a vstupním průběhem. Software řídí čas mezi jednotlivými akvizicemi dat. Tento mód je vhodný pro vyhledání malých nebo nepravidelných průběhů nebo pro pozorování napájecích signálů a DC úrovní tj. signálů kde nejsou k dispozici spouštěcí hrany. Při měření může zobrazený průběh driftovat v čase (nestabilní zobrazení). Toto je normální. Jestliže je v tomto režimu identifikováno spouštění, rozsvítí se červeně status panel „trigger !“.

2.7.2 Režim spouštění Normal V tomto režimu se spustí sběr dat po splnění nastavených kritérií spouštění. Zobrazený průběh je stabilní a časově zafixovaný na nastavený bod spouštění -spouštěcí hranu. Tento režim je vhodný pro měření pravidelných průběhů nebo pro jednorázová měření. Výběr spouštění v režimu Normal může být nastaven na náběžná nebo sestupná hrana a amplituda průběhu měřeného signálu menší nebo větší něž nastavená spouštěcí úroveň. Akvizice dat je odstartována – spuštěna až po splnění nastaveného kritéria spouštění. Při spouštění úrovní měřeného signálu může zobrazení průběhu být časově nestabilní podobně jako při režimu spouštění Auto. Jestliže není k dispozici vhodný průběh, osciloskop čeká nekonečně dlouho, pokud není mezitím změněno nastavení.

2.8 Poloha spouštění Paměť pro uložení vzorků dat měřeného signálu (buffer) má kapacitu pro celkem 3000 vzorků a vzorky jsou do této paměti postupně ukládány. Po dosažení konce paměti jsou vzorky ukládány od začátku paměti (jsou přepisovány dříve uložené hodnoty - kruhový buffer). Konec zápisu vzorku do paměti je odvozen přímo nebo po nastaveném zpoždění od spouštěcího bodu. Pomocí voliče pozice bodu spouštění může být nastavena jeho pozice vzhledem k bufferu. Data z paměti (vzorky průběhu měřeného signálu) jsou pak zobrazena v pořadí od vzorku časově odpovídajícímu bodu spouštění, následující vzorek,…a jako poslední vzorek před bodem spouštění. Jeli tedy po spuštění provedeno méně než 3000 (délka bufferu) uložení vzorků měřeného průběhu je zobrazen i průběh před spuštěním – pre triggering a jeli uloženo 3000 a více vzorků je zobrazen průběh po spuštění – past triggering.

13 www.macroweil.cz

Poloha spouštění je volitelná pouze v módu jednorázového průběhu14.

2.9 Zpožděné spouštění V tomto režimu lze podobně jako v módu nastavení pozice spouštěcího bodu zobrazit průběh v čase po okamžiku spuštění. Akvizice dat je odstartována s nastaveným zpožděním (delay) po okamžiku spuštění (tj. ukončen zápis dat do paměti v čase = okamžik spuštění + zpoždění + uložení 3000 vzorků Zpožděné spouštění můžete nastavovat po kliknutí na záložku „HORZ“ a po vysunutí lišty.

Zpoždění lze volit po krocích odpovídajících vzorkovacímu intervalu od 0 do 65535 kroků. Nastavení zpoždění spouštění při malých rychlostech časové základny dále zpomaluje čas mezi po sobě následujícími přeběhy zobrazení osciloskopu. Zpožděné spouštění je dostupné pouze v režimu jednorázového průběhu (single-shot). Při použití zpožděného spouštění je v grafu u indikátoru spouštění symbol „<“. Pamatujte, že při nastavení velkého zpoždění spouštění bude platné zpomalení rychlosti vzorkování. Také pamatujte, že jestliže zapomenete, že máte nastaveno zpožděné spouštění, může to způsobit nemožnost nalezení spouštěcího vzorku v průběhu. Proto sledujte zda není u indikátoru spouštění symbol „<“.

2.10 Práh spouštění Úroveň spouštěcího napětí v režimu „auto“ nebo „norm“ můžete nastavit pomocí potenciometru „triggering“ a nebo kliknutím na hlavní obrazovku. 14 Náhodně prokládané vzorkování vyžaduje opakující se časové průběhy, takže před spuštění a po spuštění není důležité

14 www.macroweil.cz

Po kliknutí na obrazovku se na pár sekund objeví úsečka nastavení spouštěcí úrovně.

2.11 Zobrazení přes celý displej Zobrazení přes celý displej monitoru je možné po stisknutí tlačítka v levém horním rohu.

Při tomto zvětšeném zobrazení bude patrná větší schodovitost průběhu. Toto je normální.

Celý obrázek průběhu dostanete kliknutím levého tlačítka myši do obrázku. Zobrazení s USBscope50 dostanete zpět po kliknutí pravého tlačítka myši do obrázku. Plné zobrazení můžete libovolně zmenšovat a dvojkliknutím vrátit na plnou velikost. Zobrazení můžete uložit do schránky pro pozdější zpracování nebo tisk.

2.12 Kurzory Po kliknutí na záložku „CUR“ a vysunutí lišty můžete zapnout až 3 kurzory pro odečítání napětí a kmitočtu. Kurzory ovládáte pomocí myši.

15 www.macroweil.cz

2.13 Fourierova analýza FFT Průběh signálu na každém kanálu může být analyzován pomocí rychlé Fourierovy transformace s použitím 2048 bodů. Zobrazení analýzy se objeví v dalším samostatném okně, kde budou analyzovány signály vybraných kanálů v jim odpovídajících barvách.

Zobrazení můžete uložit do schránky pro pozdější zpracování nebo tisk. Dolní limit pro zobrazení v decibelech je –54dB. Kurzor v grafické stupnici poskytuje měřicí body ve spektru. FFT analýzu signálu můžete vybrat po kliknutí na záložku „MATH“ a vysunutí lišty. Zde můžete upravit data pro výpočet FFT analýzy a vybrat zobrazení v dB nebo lineární.

Obrázek lišty s matematickými funkcemi a Fourierovou analýzou. 16 www.macroweil.cz

2.14 Matematické funkce Osciloskop USBscope50 obsahuje dva virtuální matematické kanály. Tyto kanály jsou generovány s použitím dat z libovolných dvou kanálů nazvaných A a B a matematických funkcí, jako +, - , x, / . Matematické funkce jsou přístupné po kliknutí na záložku „MATH“ a vysunutí lišty. Nastavení potenciometrů rozsahu napětí u této funkce je závislé na nastavení rozsahů vybraných kanálů pro matematickou funkci. Tzn. že když budete chtít nastavit nižší hodnotu rozsahu napětí než je nastavení u vybraných kanálů, program automaticky skočí na nejnižší přípustné nastavení. Vypočtená matematická data mohou být též podrobena Fourierově analýze, stejně jako normální průběh signálu v jednotlivých kanálech. Důležité upozornění: matematické funkce pracují s absolutní hodnotou dat. Jestliže budete používat inverzní průběh s použitím funkce „inv“, nebude toto mít vliv na matematický výsledek. Příklad použití: chcete udělat rozdíl průběhů kanálů CH1 a CH2. Vyberte v „A“ jedničku, v „B“ dvojku a funkci „-„. Výsledky se objeví též v tabulce údajů hodnot napětí a kmitočtu.

2.15 Export dat Data vzorků z jednotlivých kanálů a FFT mohou být jednoduše uložena ve formě textového souboru. Uložení dat provedete po kliknutí na záložku „DATA“ a výběru kanálu, z kterého chcete data uložit, následně kliknutím na „save“.

Soubor bude uložen jako „YourSelectedName.chNdata.txt“ a „YourSelectedName.chNfft.txt“, kde N je číslo kanálu. FFT data budou uložena tehdy, jestliže jsou pro daný kanál k dispozici. Nezapomeňte před uložením dat stopnout sběr dat, jinak budou uložena právě probíhající data. Data jsou ukládána v ASCII textovém formátu a mohou být importována do Excelu nebo MathCAD.

17 www.macroweil.cz

Příklady datových souborů: Data průběhu obsahují údaje o 3000 vzorcích, následované údaji o osciloskopu a jeho nastavení.

Data FFT obsahují údaje o 1024 vzorcích, následované údaji o osciloskopu a jeho nastavení.

18 www.macroweil.cz

3 INSTALACE PROGRAMU 3.1 Windows 98SE a Windows Me Před připojením osciloskopu: Vložte instalační CD a nainstalujte pomocí Setup program a ovladače do Vašeho PC. Po spuštění setup programu: Vložte USBscope50 do volného USB slotu nebo do USB rozbočovače. V případě potřeby použijte prodlužovací USB kabel. Během instalace se objeví tři nová hardwarová zařízení:“USBscope50 Composite Device” první, následován (dvakrát) “USBscope50 Controller”. Instalace je automatická a nevyžaduje žádný zásah obsluhy. Po provedení instalace jednotlivých ovladačů se nezobrazí žádná zpráva o výsledku instalace. Pro kontrolu nahlédněte do Správce zařízení, měl by se zobrazit podobný obrázek15:

Po připojení hardwaru není nutné provádět jakékoliv změny a nastavení COM portu – program nastaví příslušné hodnoty automaticky při startu. Po spuštění programu USBscope50 by se měl zobrazit podobný pohled:

15 Příklad ukázky Správce zařízení, číslo COM portu může být jiné

19 www.macroweil.cz

- zobrazení hlavní obrazovky osciloskopu a hlavních ovládacích prvků. Význam hlavních prvků byl popsán na str.7, záložky pro otevření funkčních lišt jsou na pravé straně. Nad obrazovkou je tabulka s údaji hodnot nastavení napěťového rozsahu, střední a špičkové hodnoty amplitudy, kmitočtu a hodnot odpovídajících poloze kurzorů. Tabulku můžete po jejím uchycení libovolně přesouvat. Pro zjištění funkce všech tlačítek najeďte šipkou nad tlačítko. Zobrazí se název tlačítka.

3.2 Windows 2K a XP16 Před připojením osciloskopu: Vložte instalační CD a nainstalujte pomocí Setup program a ovladače do Vašeho PC. Po spuštění setup programu: Vložte USBscope50 do volného USB slotu nebo do USB rozbočovače. V případě potřeby použijte prodlužovací USB kabel. Během instalace se objeví dvě nová hardwarová zařízení:“USBscope50 Composite Device” první, následován “USBscope50 Controller”. Pro kompletní instalaci nainstalujte obě zařízení17. Po instalaci by měl Správce zařízení vypadat zhruba takto18:

Po nainstalování hardwaru není nutné provádět jakékoliv změny a nastavení COM portu – program nastaví příslušné hodnoty automaticky při startu19. Po spuštění programu USBscope50 by se měl zobrazit podobný pohled jako v popsané předchozí instalaci.

16 Včetně jazykových variant používajících znaky, např. Čína, Japonsko, Korea atd. 17 Pokud začne OS Windows vyhledávat aktualizace na Internetu, vyberte NE. V případě varování nepodepsaných ovladačů klikněte na Pokračovat. 18 Příklad ukázky Správce zařízení, číslo COM portu může být jiné 19 Je možné, že budete upozorněni na změnu COM portu. Sleduje instrukce na displeji.

20 www.macroweil.cz

3.3 Řešení potíží

• Zkontrolujte je-li hardware (osciloskop) řádně instalován. S použitím správce zařízení zjistěte jestli není u některého USBscope50 žlutý vykřičník. Jestliže ano zkuste toto zařízení zrušit tím, že hardware odpojíte a znovu připojíte. • Nepřerušujte při instalaci hardware program stisknutím „cancel“ nebo „stop“. Jestliže jste toto udělali použijte správce zařízení pro zrušení USBscope50, odpojte hardware a připojte jej znovu. • Když spustíte software, můžete obdržet hlášení „run time error“. Toto může být způsobeno mnohem starší verzí software USBscope50, který byl nainstalován předtím a nebyly odinstalovány zaplněné registry nastavení. Toto odstraníte po vstupu do direktoráře USBscope50 dvojitým kliknutím na „remove_settings.reg“ soubor a kliknutím na OK. Tak budou vyprázdněny zaplněné registry asociované s USBscope50. Nyní zkuste spustit software znovu. • Při jakýchkoliv problémech použijte prosím „PrtScr“ pro uložení obrazovky s problémovou aplikací a vložte obraz do textového editoru a pošlete s popisem problému na technickou podporu u dodavatele.

21 www.macroweil.cz

4 TECHNICKÁ DATA 4.1 Napájení Napětí: 5.0V ±10% z USB portu Proud: 200mA

4.2 Rozměry, hmotnost, materiál Hmotnost: 42g Druh materiálu: Polykarbonát (UL94V) Rozměry (mm): 99.620 x 30.6 x 17.521

4.3 Pracovní prostředí Vlhkost: <80% Teplotní rozsah: -10°C to +45°C Doporučená teplota: 22°C ±3°C Doba k dosažení provozní teploty: 10miut Teplota při skladování: -40°C to +80°C Pracovní prostředí: použití ve vnitřních prostorech Pracovní kategorie: CAT II Stupeň znečištění: 2

4.4 Provoz USBscope50 4.4.1 Bezpečnost a maximální hodnoty

Důležitá bezpečnostní opatření Vždy dodržujte při používání osciloskopu USBscope50: USBscope50 neobsahuje žádné součástky, které by uživatel mohl sám měnit. Neotvírejte plastový kryt. Uvnitř osciloskopu se může nacházet nebezpečné napětí. Nepoužívejte přístroj pokud je poškozen kryt. V takovém případě nepřipojujte žádné zařízení na osciloskop. USBscope50 musí být opraven, popř. vyměněn. Dodržujte maximální hodnoty přístroje. Dodržujte stanovené podmínky pracovního prostředí, v opačném případě může dojít k úrazu, popř. k poškození přístroje. Nepoužívejte testovací kabely, které jsou poškozeny nebo mají nedostatečnou izolaci. Zabraňte dotyku vodivých částí na uzemnění vstupu počítače. Pamatujte, že BNC a USB konektory jsou izolovány. BNC konektor je na stejném potenciálu jako vstup pro testovací kabely. Buďte opatrní při měření nebezpečného napětí, nedotýkejte se BNC konektoru22. Při spojení více osciloskopů používejte krátkou propojku na poslední osciloskop. Pokud používáte pouze jeden osciloskop nepřipojujte žádnou propojku. Izolace: 300V CAT II, 500V CAT I mezi BNC zemí a USB zemí Přechodová izolace: BNC zem k USB zemi +/-2.5KV Kapacitní izolace: 1000pF mezi BNC zemí a USB zemí Maximální měřené napětí: Mezi BNC středním kolíkem a BNC zemí: +/-30V. Absolutní maximální vstupní napětí: Mezi BNC středním kolíkem a BNC zemí: +/-50V. 20 Od BNC konektoru k USB konektoru 21 Bez “P” jistícího výstupku

22 www.macroweil.cz

4.4.2 Statické parametry Vstupní DC odpor: Vstupní kapacita: Přesnost:

Vstupní vazba: ADC vertikální rozlišení: Offset: Řízení offsetu: Hloubka paměti: Pre-triggering: Post- triggering: Spouštění: Zpožděné spouštění: Rozsah zpoždění:

1MOhm ±2% 16pF ±10% při 1MHz +/-0.3V rozsah: ±4% +/-3.0V rozsah: ±6% +/-30.0V rozsah: ±6% AC, DC, GND 8bit ±2% ±100%, přibližně 7bit rozlišení 3000 Až 99% při jednorázovém módu Až 100% při jednorázovém módu Auto, normal, náběžnou nebo sestupnou hranou Od 0 do 65535 při jednorázovém módu ±100%, přibližně 7bit rozlišení

4.4.3 Dynamické parametry Vzorkování v reálném čase: Vzorkování v ekvivalentním režimu: Rychlost vzorkování: Přesnost: Odchylka mezi spojenými osciloskopy: Analogový rozsah pásma: AC vazba: Analogové spouštění – 3dB: SFDR: Výstup pro kompenzaci:

50MS/s 1GS/s 4ns/div do 4s/div v krocích 1,2,4 0.02% ±2ns mezi kanály 75MHz od 3.4Hz 60MHz 50dB 0 - 3V jmenovité, 1kHz obdélníkový průběh, absolutní max. zdroj/přijímač, proud 1mA

4.4.4 Různé USB připojení: USB 1.1 Full Speed 12MBits/sec USB ID zařízení: 10C4 F001 Výhradní dovozce pro Českou republiku: MACRO WEIL spol. s r.o., Lotyšská 10, 160 00 Praha 6 Tel.: 224 317 032 Fax: 224 310 335 E-mail: [email protected] Web: www.macroweil.cz

23 www.macroweil.cz