Многофункциональные бюджетные осциллографы АКИП 4126 с полосой частот от 70 до 300 МГц

Выпускается 8 моделей осциллографов серии АКИП 4126. Классификационные параметры четырёх приборов приведены в таблице. Параметры осциллографов серии 4126А аналогичны представленным в таблице.

Осциллографы серии 4126 обладают следующими техническими характеристиками:

• частота дискретизации 1 ГГц на каждый канал (2 ГГц при объединении);
• функция сужения полосы до 20 МГц:
• объём памяти на канал 14 МБ (28 МБ – при объединении);
• различные режимы сбора данных: выборка, пиковый детектор (> 2 нс), усреднение (4 /…/ 1024), интерполяция sin (x)/x;
• усреднение осциллограмм (от 4 /16 до 12/ 1024);
• коэффициенты отклонения по вертикали от 2 мВ/дел до 1 В/дел для 50-омного входа и до 10 В/дел для 1 МОм входа;
• развёртка от 1 нс/дел до 50 с/дел;
• 32 вида автоматических измерений параметров, курсорные измерения;
• высокая скорость обновления экрана (до 110 000 осц./с);
• режим сегментированной памяти (до 4067 сегментов);
• режим HISTORY – запись и обратное воспроизведение осциллограмм (прокрутка во времени назад) для обнаружения предыдущих аномалий;
• режим автоматических измерений временны́х задержек (8 параметров);
• функция автоматической установки параметров развёртки и запуска;
• математические функции: сложение, вычитание, умножение, деление, дифференцирование (d/dt), интегрирование (∫dt) , извлечение квадратного корня ();
• частотный спектр, получаемый методом быстрого преобразования Фурье (БПФ);
• цифровые фильтры (ФВЧ, ФНЧ, полосовой и режекторный) с ручной регулировкой;
• режимы растяжки осциллограмм Zoom;
• самописец и режим XY;
• синхронизация и декодирование сигналов по протоколам последовательных шин I²C, SPI, UART/RS232, CAN, LIN (опция DC);
• анализ смешанных сигналов (MSO) – 8-канальный логический анализатор (опция MSO);
• опция функционального генератора с частотой до 25 МГц со стандартными формами сигналов и возможностью формирования сигнала произвольной формы;
• интерфейсы USB, TMC для управления и сохранения данных (host/device), LAN, опция GPIB (коммуникационный USB кабель-адаптер);
• цветной SVGA TFT-дисплей (20 см) с регулируемой яркостью и разрешением 800 × 480 точек при 8 × 14 делениях шкалы;
• функция аналогового послесвечения (персистенции);
• вывод данных на печать (поддержка PictBrige);
• сохранение осциллограмм, настроек прибора и копий экрана во встроенной памяти и на USB-модуле флэш-памяти;
• русифицированное меню;
• потребляемая от сети мощность 50 Вт;
• масса 6,2 кг, габариты 352 × 224 × 112 мм.
• Ключевыми преимуществами осциллографов АКИП этой серии являются:
• инновационная технология аналогового послесвечения SPO (Super Phosphor Oscilloscope);
• высокая скорость сбора данных (110 000 осциллограмм/с);
• наличие функции усреднения (до 1024 раз) и высокого разрешения (HiRes);
• расширенное меню синхронизации и запуска сбора данных (9 видов, в том числе HDTV);
• большое число автоматических измерений и функции математики;
• допусковый контроль (тест по маске);
• режим Х-Y для получения фигур Лиссажу;
• опция логического анализатора параллельных шин;
• опция синхронизации и декодирования последовательных данных по протоколам I²C, SPI, UART/RS-232, CAN, LIN;
• опция генератора сигналов (функ­циональный + СПФ);
• возможность устанавливать дополнительные опции (декодирование, логический анализатор, генератор сигналов) электронным ключом.

Исходя из технических параметров и ключевых особенностей, АКИП-4126 позиционируется как многофункцио­нальный осциллограф широкого применения. Он может использоваться в сфере электронного дизайна, для исследования и тестирования РЭА, для технического проектирования и отладки встроенных систем, а также в сфере науки и образования, эксплуатационном обслуживании, сервисе и ремонте. Младшие модели могут быть интересны радиолюбителям, специалистам ремонтных радиомастерских, а также использоваться для постановки лабораторных работ в вузах и университетах. Старшие модели вполне пригодны для научно-исследовательских и конструкторских лабораторий и для промышленных целей (например, для тестирования различной аппаратуры и электронных компонентов).

На рисунке 1 показан внешний вид передней панели осциллографа АКИП-4126/4A. Поскольку в осциллографах предусмотрена возможность анализа смешанных сигналов (MSO – Mixed Signal Oscilloscope), на передней панели находится разъём подключения шлейфа логического пробника. Программно-аппаратная опция логического анализатора обеспечивает возможность анализа не только аналоговых сигналов, но и подключение до восьми цифровых каналов. Это, наряду с возможностью декодирования и анализа последовательных сигналов, превращает осциллографы АКИП-4126 в производительную систему для работы одновременно с аналоговыми и цифровыми сигналами. Частота дискретизации логического анализатора – 500 МГц.

Осциллографы имеют большой цветной TFT-дисплей с диагональю 20 см (SVGA, 8 × 14 дел, разрешение 800 × 480 при 256 градациях яркости и цвета), обширный набор автоматических измерений и математических функций, удобный интерфейс. Они отличаются высокой скоростью обновления информации на экране при сборе данных. Предусмотрены интерфейсы USB (host/device), LAN, выход «Синхр» (BNC), выход «Годен / Не годен» (BNC). Опционально доступен интерфейс GPIB в виде коммуникационного USB кабеля-адаптера. Для согласования входного тракта в различных измерительных схемах осциллографы имеют переключаемый входной импеданс 1 МОм/50 Ом. Ряд новых решений и режимов, внедрённых в осциллографах серии АКИП-4126, предоставляют пользователю дополнительные ресурсы для тестирования современных цифровых схем и устройств.

На задней панели осциллографа расположены разъём кабеля питания, разъём последовательной шины USB, разъём локальной сети и коаксиальные разъёмы BNC-запуска.

Осциллограф имеет привычный для современных цифровых осциллографов интерфейс пользователя. Каждый канал включается своей кнопкой и имеет свои ручки регулировки смещения и коэффициента отклонения. Для каждого режима работы есть своя зона на передней панели, а внизу экрана формируется меню, позиции которого управляются кнопками под экраном. Система управления проста и интуитивно понятна.           

Экран осциллографа достаточно большой и позволяет разместить на нём как осциллограммы, так и элементы интерфейса пользователя, и таблицу результатов автоматических измерений. На экран выводятся также позиции меню, предусмотренные для различных режимов работы. Кнопки их включения расположены под экраном.

Обработка сигнала осуществляется с применением инновационной технологии аналогового послесвечения SPO (Super Phosphor Oscilloscope). Она обеспечивает плавную регулировку яркости осциллограмм, характерную для аналоговых осциллографов. Также эти осциллографы имеют эффективную функцию выделения участка осциллограммы и увеличения её размеров – Zoom (см. рис. 2). Она действует как «лупа времени», но с присущей цифровым приборам точностью.

Высокая скорость сбора информации (110 000 осц./с) в сочетании с технологией SPO обеспечивает «чистое» и достоверное визуальное отображение, подобное отображению на аналоговом осциллографе, даже для динамично меняющегося сигнала. Одно из преимуществ новой технологии – цифровая аппаратная схема синхронизации, имеющая ультранизкий уровень собственного джиттера и высокую стабильность запуска системы сбора данных.

Осциллографы имеют все современные средства запуска и синхронизации развёртки. Особенно удобны средства запуска по различным критериям: нарастающему и спадающему фронту импульсов, по их длительности, по ранту, по временно́й задержке импульсов и так далее. Нередко это позволяет выявить аномальную или важную особенность временно́й зависимости сигнала, подобную представленной на рисунке 3.

Осциллографы серии АКИП реализуют также эффективную развёртку видео- и телевизионных сигналов с выбором стандарта сигнала, номера полукадра, номера строки и нужного участка осциллограммы. На рисунке 4 показана осциллограмма части сигнала одной из строк, на которой довольно отчётливо видна вспышка цветовой поднесущей.

Обычно в бюджетных осциллографах декодирование последовательных данных в шинах не предусмотрено. Однако в описываемых осциллографах оно реализовано, что существенно расширяет области их возможного применения. Режим декодирования предусмотрен для протоколов последовательных шин I²C, SPI, UART/RS-232, CAN, LIN. Пример декодирования последовательной шины CAT показан на рисунке 5.

В осциллографах предусмотрен также допусковый контроль по маске, задающей допустимую область расположения осциллограмм. Маска может задаваться перемещением самой осциллограммы.

Осциллографы имеют развитые средства для проведения автоматических измерений и математической обработки сигналов. Возможны курсорные измерения (ДU, ДT, 1/ДT) с горизонтальной и вертикальной парой курсоров. На рисунке 6 показан пример применения вертикальных курсоров для измерения длительности импульсов.

Осциллограф имеет 32 вида автоматических измерений. По вертикали можно автоматически измерять U_{пик-пик}, U_ампл, U_ср.кв, –U, +U, U_макс., U_мин., U_сред., выбросы на вершине и в паузе, по горизонтали U_{пик-пик}, U_ампл, U_ср.кв, –U, +U, U_макс., U_мин., U_сред, выбросы на вершине и в паузе. Кроме того, по горизонтали автоматически измеряются восемь параметров: f, T, t нарастания, t среза, +ф, –ф, коэффициент заполнения (%), фаза, задержка. На экране отображается таблица с результатами всех произведённых автоматических измерений (см. рис. 7). Следует отметить, что столь большое число автоматических измерений характерно для осциллографов высокого класса.

В осциллографах АКИП 4126 преду­смотрены также средства математической обработки сигналов. При включённой статистике автоматических измерений в их таблице для каждого измерения указывается текущее, среднее, максимальное и минимальное значения, а также среднеквадратичное отклонение. Для сигналов двух каналов возможны арифметические операции суммирования (см. рис. 8), вычитания, умножения и деления.

Ряд математических операций возможен для осциллограммы с одного канала – это вычисление квадратного корня, дифференцирование и интегрирование. Функция БПФ реализует получение частотного спектра сигнала методом быстрого преобразования Фурье (см. пример на рис. 9).

Поскольку объём памяти, необходимой для сохранения одной осциллограммы мал, это позволяет разместить в памяти осциллографа тысячи осциллограмм. На этом основана сегментация памяти, реализованная в осциллографах высокого класса. Она реализована и в осциллографах АКИП-4126, причём возможно использование до 4067 сегментов. Их можно просматривать с помощью функции History (история). Для перехода от одного сегмента к другому служит цифровой проигрыватель, кнопки управления которым видны в меню.

В осциллографах предусмотрена опция внутреннего функционального генератора и генератора сигналов произвольной формы (ФГ + СПФ) с дискретизацией 125 Мвыб/с и частотным диапазоном до 25 МГц (синус). Разрядность ЦАП генератора – 14 бит, разрешение установки частоты – 1 мкГц. Выходные формы: прямоугольник, пила, импульс, синус, шум, гауссовский импульс, кардио и экспоненциальный сигнал. Длина памяти для произвольной формы – 16 000 точек. Выходной уровень: 4 мВпик ~6 Впик (1 МОм), 2 мВпик ~3 Впик (50 Ом).

Программная опция «Анализатор мощности» обеспечивает измерение электрической мощности при анализе напряжения и силы тока нагрузки. С помощью этой опции также возможно отображение и измерение гармоник U/I, автоматическое вычисление бросков пускового тока, измерение уровня пульсаций и шумов.

Осциллографы серии АКИП позволяют записывать осциллограммы, настройки осциллографа и полные копии экрана как в память осциллографа, так и на внешние модули флэш-памяти с интерфейсом USB.

Описанные выше возможности осциллографов старших моделей серии АКИП аналогичны имеющимся у осциллографов более высокого класса ведущих фирм мира. В то же время их стоимость в 2–4 раза ниже. Поэтому можно ожидать, что осциллографы серии АКИП найдут широкое применение для укомплектования рабочих мест по ремонту и тестированию электронных устройств и компонентов, а также их исследованию в пределах полос пропускания приборов.

Литература

1. User manual. Digital oscilloscope. V. 1.0. Siglent. 2014.
2. Data Sheet. Digital oscilloscope. Siglent. 2014.