Документация
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: DPX - что это?Распечатать: DPX - что это?

DPX - что это?


"Документация" - техническая информация по применению электронных компонентов, особенностях построения различных радиотехнических и электронных схем, а также документация по особенностям работы с инженерным программным обеспечением и нормативные документы (ГОСТ).


Мир радиоэлектроники все больше и больше проникает в нашу повседневную жизнь. Теперь очень сложно представить, что мы обходились без многих достижений современных технологий, о которых 5-6 лет назад никто не слышал. Возьмите хотя бы мобильную связь, цифровое телевидение, бортовые системы автомобилей, "умную" бытовую технику, Интернет и многое, многое другое. Степень интеграции современных микросхем, растет все ускоряющимися темпами и легко позволяют объединить в одном устройстве обработку данных, аудио-и видеоинформации, а также работу в сетях. Бурное развитие и повсеместное использование сетевых технологий требует передачи все возрастающих объемов информации. В результате, полосы рабочих частот и тактовые частоты современных электронных устройств перемещаются в область гигагерц, а новые шины и сетевые архитектуры приспосабливаются к последовательным высокоскоростным потокам данных. Чтобы эффективно передавать данные по существующим линиям связи, разрабатываются методы сжатия информации. Как следствие этого для проектировщиков стали привычными весьма сложные формы сигналов и существенно возросли требования к контрольно-измерительной аппаратуре, используемой на этапах проектирования и отладки систем.

Я хорошо помню свои проблемы с осциллографом на запоминающей ЭЛТ, когда пытался зафиксировать переходной процесс в быстродействующем электроприводе для своего дипломного проекта. А также, как электронщики нашего отдела потратили месяц на то, чтобы определить, что закупленная партия портов К580ВВ55 бракованная — и в режиме программирования часть "строба" попадает на выход порта и полностью "ломает" одну из первых одноплатных ПЭВМ, хотя по сегодняшним меркам задача смешная. Ну не видно было этого импульса на экране аналогового осциллографа — и все тут. Причем нельзя сказать, что парк измерительных приборов, которые мы использовали, был устаревшим. Нет! Это были вполне современные для того времени осциллографы, генераторы и т.д. Именно в это время мы сталь понимать, что возможностей традиционных осциллографов уже не хватает.

Первым цифровым запоминающим осциллографом (ЦЗО) попавшим нам в руки был "Tektronix THS720Р". Тогда слово "Tektronix" было для нас чем-то волшебным — осциллограф был маленьким, легким, с батарейным питанием, с полосой пропускания аж 100 МГц и гальванически развязанными входами! Это был шок. Этот прибор делал все, что мы могли себе представить и даже больше. Однако скоро мы убедились в том, что все не так хорошо. Раздражал инерционный экран, на котором зачастую мы не могли видеть того, к чему привыкли. По непонятным для нас причинам мы не видели многого, что нам легко показывал аналоговый осциллограф и мы пришли к выводу, что цифровой осциллограф хорош для импульсных сигналов, а аналоговый — для аналоговых. Теперь я понимаю, что в то время мы были в большой степени правы.

С одной стороны, аналоговые осциллографы реального времени (АОРВ) теряют информацию о сигнале во время обратного хода луча. Кроме этого, градации яркости картинки на экране АОРВ позволяют судить о частоте возникновения тех или иных событий, а так же легко отображать сложные, например модулированные сигналы. То есть картинка на экране АОРВ обновляется очень часто и сигнал отображается в трех измерениях — времени, амплитуде и распределении амплитуды по времени.

С другой стороны, ЦЗО не могут точно воспроизводить динамические, сложные сигналы, пропускают значительную часть информации и отображают ее с запаздыванием. Кроме того, двумерное представление информации не позволяет определить частоту возникновения событий. То есть ЦЗО не могут показывать градуированное по яркости изображение. Это проблема частично решается за счет пост-обработки данных, типа "persistence", но она требует сбора информации в течение некоторого периода времени, что исключает мгновенную реакцию на изменения сигнала. Кроме этого, пост-обработка приводит к потере апериодических составляющих сигнала и делает невозможным исследование динамики его поведения. А именно эта информация и представляет, часто, основной интерес для проектировщиков. Эти недостатки вытекают из недостатков последовательной (однопроцессорной) архитектуры ЦЗО. На рис. 1 приведена упрощенная блок-схема типичного ЦЗО.

Блок-схема типичного ЦЗО

Рис. 1. Блок-схема типичного ЦЗО

Поскольку процесс получения изображения в ЦЗО идет последовательно, то очевидно, что до завершения построения изображения на экране прибора АЦП не воспринимает входную информацию и любые изменения сигнала в это время теряются. Таким образом, проблема улучшения потребительских свойств ЦЗО разбивается на две проблемы — улучшение системы отображения прибора или проблема получения на экране осциллографа градуированного по яркости изображения, и уменьшение потерь информации о сигнале или уменьшение времени "слепоты".

Одним из частичных решений второй проблемы стала разработка компанией Agilent Technologies (HP) технологии "MegaZoom". Действительно, если значительно расширить память ЦЗО и соответственно увеличить время непрерывного накопления информации о сигнале, то шансы обнаружить периодические и апериодические составляющие сигнала существенно увеличиваются. При этом анализ накопленной информации проводится в режиме off-line. Однако, объем памяти имеет физические ограничения и не может быть бесконечным, поэтому возникает необходимость использовать возможности системы запуска, а это подразумевает наличие информации о возможных артефактах, их форме, длительности и т.д. Примерно такова же идеология технологии "eXtreme" компании LeCroy, которая предложила специальную организацию измерительной памяти ЦЗО, что позволило увеличить скорость ее работы. Компания Tektronix пошла другим путем. Проблему потери информации о сигнале или уменьшения времени "слепоты" осциллографа была призвана решить технология "InstaVu™". Основной идеей этой технологии стало увеличение скорости захвата входного сигнала или уменьшение интервала времени между соседними запусками. Это достигается за счет применения параллельной (многопроцессорной) архитектуры. При этом один процессор, подключенный к многомерной памяти для отсчетов, управлял только сбором информации, другой же — видеосистемой. Этот шаг позволил довести скорость захвата сигнала (частоту запуска) осциллографа до примерно 100.000 в секунду против нескольких тысяч (обычно, 2000…3000) у однопроцессорного ЦЗО. Рис. 2 иллюстрирует влияние скорости захвата сигнала на потери информации.

 Влияние скорости захвата сигнала на потери информации

Рис. 2. Влияние скорости захвата сигнала на потери информации

Однако первая проблема —отображения сигнала решалась гораздо хуже. В той или иной степени достижения в этой области сводились к улучшению в той или иной мере пост-обработки. В 1998 году Tektronix анонсировал новую технологию, получившую наименование DPX. DPX включала в себя две основные части — технологию сбора информации аналогичную "InstaVu™" и новую технологию отображения DPO (Digital Phosphor Oscilloscope). Применение последней позволило получить на экране цифрового осциллографа в реальном времени картинку очень похожую на картинку на экране АОРВ за счет цифровой эмуляции работы люминофора ЭЛТ. Причем следует заметить, что изображение формируется именно в реальном времени, а не за счет накопления информации и ее пост-обработки. Упрощенная блок-схема осциллографа DPO приведена на рис. 3, а DPX — на рис. 4.

Упрощенная блок-схема осциллографа DPO

Рис. 3. Упрощенная блок-схема осциллографа DPO

Упрощенная блок-схема осциллографа DPX

Рис. 4. Упрощенная блок-схема осциллографа DPX

Теперь покажем, что же именно дает технология DPX потребителю. Сначала проиллюстрируем (см. рис. 5) качество отображения обычного видео сигнала АОРВ, ЦЗО и осциллографом DPO.

Качество отображения обычного видео сигнала АОРВ, ЦЗО и осциллографом DPO

Рис. 5. Качество отображения обычного видео сигнала АОРВ, ЦЗО и осциллографом DPO

Далее покажем, что дает высокая скорость захвата входных сигналов. На входы осциллографов DPX (слева) и ЦЗО (справа) подается один и тот же сигнал, содержащий помехи. Снимок с экрана сделан, через 60 секунд после начала эксперимента (см. рис. 6).

Снимок с экрана через 60 секунд после начала эксперимента

Рис. 6. Снимок с экрана через 60 секунд после начала эксперимента

При этом параметры помех считаются неизвестными и система синхронизации настроена на запуск по переднему фронту. Единственное, чем отличается настройка приборов — это тем, что система отображения DPO установлена в режим "бесконечного послесвечения". Результат — налицо. На левом рисунке помеха выделена красным цветом.

Таким образом, резюмируя вышеизложенное, можно утверждать, что технология DPX и ее составляющая часть DPO — не просто очередное улучшение традиционных осциллографов. Это новое направление в их развитии. Уникальные возможности DPХ уже завоевали популярность проектировщиков.

Реализуя возможности этой технологии компания Tektronix в настоящее время целый ряд моделей 2-х и 4-х канальных осциллографов с полосой пропускания до 7 ГГц. Все модели осциллографов имеют популярный пользовательский интерфейс, используемый в ЦЗО, и соответствующую переднюю панель, что облегчает переход с ЦЗО на DPO. Кроме того, цены на DPO сравнимы с ценами на ЦЗО, а это делает выбор осциллографа, отвечающего самым жестким требованиям проектировщика, очевидным.


Дата публикации: 18.03.2005
Мнения читателей
  • Вячеслав Павлович / 10.09.2013 - 10:41
    ИМЕЮ два типа осциллоскопов.
  • Вячеслав / 26.03.2011 - 18:39
    Я понял уже давно и однозначно, что нужно иметь два типа осциллоскопов!!!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics