Nový osciloskop Teledyne LeCroy WaveSurfer 3000

Značka LeCroy bývala od počátku svého založení (v roce 1964) spojována spíše se specializovanými zařízeními pro měření velmi rychlých dějů a posléze pak i s výkonnými osciloskopy.

Dnes však v jejím sortimentu nalezneme i přístroje z opačného konce spektra, tedy i jednodušší osciloskopy pro méně náročná použití. Jedná se o malé lehké přístroje se základními možnostmi práce se signálem, jako je jeho sejmutí, odměření základních parametrů a případně jeho uložení do obrázku nebo ascii souboru. Protože takové přístroje neobsahují nástroje pro složitější operace s měřeným signálem, je i jejich ovládání jednoduché a cena velmi nízká.

Na počátku vývoje nového typu osciloskopu dostali konstruktéři LeCroy za úkol postavit přístroj, který by byl spíše menší a lehčí, ovládání rychlé a intuitivní, a přesto obsahoval nástroje umožňující pokročilejší práci s měřenými signály, případně aby byl snadno rozšiřitelný o další pomůcky bez nutnosti jeho zasílání k výrobci, a funkčně ležel mezi velmi jednoduchými přístroji a přístroji komplexními. Výsledkem jsou osciloskopy řady WaveSurfer 3000.

Jak již název WaveSurfer napovídá, nový osciloskop je odvozen od stejnojmenné řady osciloskopů střední třídy (WaveSurfer 400, posléze s dovětkem Xs, až po současný WaveSurfer MXs-B). Tuto řadu však nenahrazuje, ale má doplnit mezeru mezi základními osciloskopy a přístroji střední třídy. Výsledkem je útlý design vycházející z nových dvanáctibitových modelů HDO, kompaktní velikost a nízká cena.

Obr. 1 Osciloskop Teledyne LeCroy WaveSurfer 3034. V pravém spodním rohu je umístěn konektor šestnáctikanálového logického analyzátoru a dva USB konektory.	Obr. 2 Plně obsazené analogové kanály sondami využívajícími systém ProBus. Diferenční zesilovač, vysokofrekvenční diferenční sonda, proudová sonda a vysokonapěťová diferenční sonda.

Obr. 3 Natažením obdélníku nad signálem lze vyvolat detail vybraného místa, který se automaticky objeví v nové mřížce.

Rodina osciloskopů WaveSurfer 3000 sestává ze čtyř členů – dvou nebo čtyřkanálových 200MHz modelů a pouze čtyřkanálových s šířkou pásma 350 MHz a 500 MHz. Společná všem modelům je vzorkovací rychlost 2 GSa/s na všech kanálech, resp. 4 GSa/s při prokládání, či velikost vzorkovací paměti 10 milionů bodů na každý kanál. Standardní BNC konektory umožňují připojit jak 50Ω koaxiální kabel, tak i 1MΩ měřicí sondy. Navíc je každý kanál, stejně jako všechny přístroje vyšších řad, vybaven rozhraním ProBus. Pomocí něho přístroj automaticky rozpozná připojenou proudovou, diferenční či jinou ProBusovou sondu a automaticky nastaví převodový poměr i jednotku měřené veličiny. Sonda je z osciloskopu napájena, případně ji lze z příslušného menu ovládat (např. provést nulování, demagnetizaci, přepnout útlum apod.). Uživatel, který již vlastní nějaký přístroj LeCroy vyšší řady, může využít všechny existující sondy.

MAUI

Maui je druhý největší z Havajských ostrovů a také označení pro vylepšený způsob ovládání osciloskopů, optimalizovaných pro práci s dotykovým displejem. Všechny potřebné ovládací prvky jsou přístupné na jedno ťuknutí, velikostně uzpůsobené pro ovládání prstem. Například menu pro nastavování analogových kanálů lze vyvolat z obrazovky ťuknutím na ikonu vertikálního měřítka. Kromě všech možných ovládacích prvků obsahuje menu zkratky k dalším funkcím, jako je měření, zoom, matematika, automatické nastavení vertikálního rozlišení atd. Protože grafické rozhraní vychází z osciloskopů vyšších řad, nikdo, kdo osciloskopy LeCroy používá, nebude mít problém okamžitě začít pracovat i s tímto osciloskopem. Tímto řešením konstrukce LeCroy přispívá k snadnému přecházení a efektivnímu využívání přístrojů v laboratořích, kde jsou používány jak „jednoduché“ osciloskopy, tak i přístroje velmi komplexní.

Detektivní nástroje

Pro hledání neobvyklých událostí a špatně zachytitelných jevů jsou WaveSurfery 3000 vybaveny ověřenými nástroji z výkonnějších modelů. Ty v kombinaci s rychlým obnovováním průběhů (až 135 tisíc průběhů za sekundu) umožní odhalovat i velmi vzácné jevy. Jmenujme především funkci WaveScan, při které je měřený průběh, jak prochází vzorkovací pamětí, testován na uživatelem definované podmínky. Takovou událostí může být jednoduchá událost typu hrana, runt či třeba konkrétní adresa sériové komunikace, ale též jakýkoliv parametr z měření. Hledá-li vývojář impulzy, jejichž náběžná hrana je pomalejší než 35 ns, stačí do parametru WaveScanu zadat měření hrany a podmínku „>35 ns“. Osciloskop pak v průběhu na displeji červeně zvýrazní místo, kde byla hrana pomalejší, v tabulce zobrazí změřenou hodnotu a třeba ještě zapípá nebo průběh rovnou uloží na paměťovou kartu.

Speciálním nástrojem pro ukládání průběhů přeneseným z vyšších řad přístrojů LeCroy je LabNotebook. Jeho silnou stránkou je jednak možnost přidání vlastních poznámek přímo na obrazovce, a především to, že společně s kopií obrazovky se do souboru uloží aktuální nastavení osciloskopu a také změřený průběh ve formě binárních dat. Pak již technikovi nebrání nic v tom, aby takový soubor poslal svému kolegovi, který sídlí za oceánem. Ten si soubor otevře na svém LeCroyi (třeba i na výkonnějším modelu) a může s ním dále pracovat tak, jako by jej sám právě změřil.

Obr. 4 Funkce WaveScan objevila v signálu tři obdélníky s nízkou amplitudou. Jejich velikost je zobrazena v tabulce a červeně zvýrazněna jejich poloha. Zoom na spodní mřížce ukazuje detail nepovedeného obdélníku.	Obr. 5 Dekódování sběrnice I2C. Barevně jsou odlišeny jednotlivé části zprávy. Tabulku s výpisem obsahu rámce včetně dat lze uložit do csv souboru.

Rozšiřitelný na místě

Dnes již není žádným překvapením, když analogový osciloskop obsahuje též vícekanálový logický analyzátor. Ani WaveSurfer 3000 v tomto není výjimkou. Na přední straně přístroje je umístěn konektor pro šestnáct digitálních kanálů. Přesto, nemá-li zájemce o osciloskop pro logický analyzátor žádné využití, připlácet za něj nemusí. Najde-li se však takové uplatnění později, stačí již jen doobjednat kabel s háčkovými sondami a dodaným kódem tuto funkčnost odemknout.

Stejně snadným způsobem lze odemknout dekódování sériových sběrnic I2C, SPI a UART/RS-232. Osciloskop pak zvládne dekódovat dvě různé sběrnice najednou, trigrovat na vybranou část přenášené zprávy a vyčítat obsah do tabulky, kterou pak lze uložit do csv souboru.

Třetí možností rozšíření je funkční generátor standardních průběhů – sinus, obdélník, trojúhelník, pulz, DC a šum. Vzorkovací rychlost 125 MSa/s umožní generovat sinus do frekvence 25 MHz s vertikálním rozlišením 14 bitů. Amplituda signálů je 1,5 V do impedance 50 Ω, resp. 3 V do vysoké impedance. Výstupní BNC konektor generátoru je umístěn na zadní straně přístroje společně se třemi USB konektory pro připojení např. USB flash disku nebo pro dálkové ovládání osciloskopu. Přehlédnout nelze ani ethernetový konektor a výstup na externí monitor. Pod gumovou krytkou je pak schována MicroSD paměťová karta sloužící jako úložiště naměřených dat. Celé zadní části vévodí velký ventilátor, který zajišťuje tiché chlazení vnitřních obvodů.

Ačkoliv přístroje WaveSurfer 3000 spadají spíše do nižší třídy osciloskopů, výrobce do nich přesto zakomponoval nástroje, jako jsou WaveScan, LabNotebook, persistence, historie obrazovek či rychlé obnovování průběhu, které jsme dříve nalezli jen u těch nejvýkonnějších modelů. Mají pomoci s rychlým a snadným vyhledáním a zdokumentováním neobvyklých událostí v měřeném signálu. I tak se podařilo zachovat cenu přístroje na úrovni méně vybavených modelů konkurence, jejichž možnosti dodatečného rozšiřování jsou v podstatě nulové. Nemalou výhodou je i kompaktní design, do něhož se vešel kvalitní 10" displej s rozlišením 1024 × 600 bodů, nízká hmotnost a tichý provoz. To vše je podpořeno tříletou záruční dobou.

Podrobnější informace získáte u výhradního zástupce Teledyne LeCroy pro ČR a SR společnosti Blue-Panther s. r. o., www.blue-panther.cz.