Метрологическая служба ПриСТ предлагает:

Москва: +7 495 777-55-91
Санкт-Петербург: +7 812 677-75-08
Екатеринбург: +7 343 317-39-99

ИНФОРМАЦИЯ » Статьи, публикации, обзоры » WaveAce - бюджетная осциллография от LeCroy

 
WaveAce - бюджетная осциллография от LeCroy

Автор / источник:

Шиганов А.А.


Издавалась:


Цены / заказ (модели):

Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 100 - WA 102...
Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 100 - WA 112...
Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 200 - WA 202...
Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 200 - WA 212...
Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 200 - WA 222...
Осциллографы цифровые запоминающие 2-х канальные серии WaveAce 200 - WA 232...


Новая серия осциллографов LeCroy – WavePro 7 Zi. Быстро – Точно – Удобно!
 

WaveAce - бюджетная осциллография от LeCroy

В статье рассматривается модельный ряд осциллографов серии WaveAce от ведущего мирового производителя цифровой осциллографии компании LeCroy (США), технические возможности, функциональность при эксплуатации и обработке данных, особенности их применения

А.А. Шиганов, ЗАО «Прист»

Документ в формате Adobe Acrobat PDF Подробные технические характеристики прибора...

Компания LeCroy хорошо зарекомендовавшая себя в производстве высокоэффективных и производительных моделей цифровых запоминающих осциллографов (ЦЗО), расширила свой модельный ряд выпуском серии WaveAce (WA) из шести бюджетных цифровых осциллографов. WaveAce представляет собой серию современных, низкостоимостных (ценовой диапазон от 40 тыс. руб. с НДС) и удобных в эксплуатации компактных осциллографов с полосами пропускания 60 МГц… 300 МГц.

Высокая частота дискретизации осциллографа в реальном времени (макс. до 2 ГГц), разнообразие полос пропускания, наличие стандартных и прикладных режимов сбора информации (усреднение, послесвечение, пиковый детектор, цифровой регистратор), широкое меню видов и условий синхронизации упрощают захват даже сложных форм сигнала. Осциллографы обеспечивают автопоиск сигнала, автоматическую установку коэффициента развёртки, коэффициента вертикального отклонения и уровня запуска в полосе частот от 10 Гц до верхней частоты полосы пропускания (ПП). Осциллографы имеют возможность блокировки запуска развёртки (при наступлении условий синхронизации) на время от 100 нс до 1,5 с. Входные каналы моделей WA 222 и WA 232  имеют переключаемое сопротивление 50 Ом/ 1 МОм, что обеспечивает при необходимости согласование нагрузки и снимает ряд ограничений на подключение пассивных пробников. Всё перечисленные выше достоинства в совокупности делают WaveAce ценным инструментом для разработки электронно-цифровых устройств, отладки трактов и поиска неисправностей.

Рисунок 1. Внешний вид LeCroy WaveAce 102

Рисунок 1. Внешний вид LeCroy WaveAce 102

В первую очередь отмечается стильный внешний вид и современный промышленный дизайн корпуса. Панель прибора и органы управления органично сочетаются с удобно структурированным меню осциллографа с поддержкой русского языка. Благодаря этому серия WaveAce визуально приближена по виду к продвинутым линейкам WaveRunner Xi/MXi/Xi-A, WavePro 7Zi и WaveMaster 8Zi.

Основные характеристики:

  • Разрешение АЦП: 8 бит
  • 2 канала с ПП:  60, 100, 200, 300 МГц  (всего 6 моделей)
  • Макс. частота дискретизации: 2 ГГц (WA222 /232 ), 1 ГГц (WA202/212), 500 МГц (WA102 /112 )
  • Объём памяти на канал:  9 К (18 К –при объединении), 4 К для WA 102 , WA 112
  • Расширенная синхронизация: фронт, длительность, ТВ, время нарастания
  • Пиковый детектор (от 10 нс), усреднение (4/../256), накопление (1с, 2с, 5с, беск., выкл.), самописец (от 100 мс/дел), режим X-Y
  • Автоматические (32 параметра) и курсорные измерения (Δt, 1/DT, ΔU)
  • Режим «покадровой» регистрации осциллограмм (запись и воспроизведение до 2500 кадров)
  • 5 функций математики: сложение, вычитание, умножение, деление, БПФ; цифровые фильтры (ФВЧ, ФНЧ, полосовой, режекторный)
  • Сохранение 20 осциллограмм, 20 профилей настроек, 2 шаблонов допускового контроля
  • USB на передней панели (сохранение данных), RS-232 и USB на задней панели (дистанционное управление)  

Удобный пользовательский интерфейс обеспечивает быстрый и удобный доступ к наиболее важным функциям управления осциллографом. USB интерфейсы на передней и задней панели осциллографа WaveAce обеспечивает лёгкость при использовании внешних носителей памяти, подключения ПК или выводе на печать (в случае подключения внешнего принтера). Функциональность осциллографа WaveAce расширяет возможности по поиску неисправностей и сокращает время отладки радиотехнических устройств, используя такие особенности цифровых осциллографов, как длинная внутренняя память, усовершенствованные возможности автоизмерений  и схемы синхронизации, цветной высококонтрастный TFT дисплей с диагональю 14,5 см.

Разнообразие полос пропускания осциллографов серии WaveAce в сочетании с большой скоростью выборки и длиной внутренней памяти от 4 до 18 К, делает их лидерами в своём классе. Объём памяти позволяет осуществлять захват и запись входных сигналов на максимальной частоте дискретизации длительностью в 2 - 3 раза больше, чем аналогичные конкурентные осциллографы. Встроенные 32 автоматические функции измерения, включая, такие как измерение временных задержек между сигналами, фазы между двумя сигналами и другие измерения между фронтами сигнала, даёт расширенные возможности пользователю для анализа формы входных сигналов  и обнаружения артефактов.

WaveAce обеспечивает простое и удобное документирование результатов работы, сохранение осциллограмм и предустановленных профилей, позволяя хранить во внутренней памяти до 20 форм сигналов и до 20 профилей установок органов управления. Запоминающие flash-устройства большой ёмкости могут быть подключены к разъёму USB непосредственно на передней панели осциллографа. Осциллограф обеспечивает возможность записи на внешний USB носитель данных, полученных в процессе сбора информации в виде файлов в формате MatLab, MatCad, ACS II или двоичного кода. Объём файла будет зависеть от длинны используемой внутренней памяти (на канал). Разъём USB расположенный на задней панели осциллографа позволяет осуществить непосредственное подключение принтера или персонального компьютера к осциллографу.

Использование  интерполяции Sin x /(x) позволяет значительно увеличить достоверность отображения сигнала при частотах сигнала сопоставимых с частотой дискретизации. Так на рисунке 2 приведён пример отображения синусоидального сигнала частота 240 МГц на экране осциллографа WaveAce  212 при частоте дискретизации реального времени 1 ГГц, что в ~4 раза превышает частоту сигнала. На рисунке 3 - то же синусоидальный сигнал представлен в режиме с включённой интерполяцией.

Рисунок 2. Интерполяция выключена

Рисунок 2. Интерполяция выключена


Рисунок 3. Интерполяция включена

Рисунок 3. Интерполяция включена

Среди дополнительных ресурсов и возможностей – функция допускового контроля (с выдачей исполнительного сигнала «Годен/негоден»), цифровые фильтры (в том числе программируемые пользователем), сегментированная развёртка упрощают поиск и значительно сокращают время отладки различных радиотехнических устройств.

Комбинация прекрасных технических характеристик осциллографа, скорости, точности и расширенных возможностей обеспечивает инженеров инструментом, позволяющим более глубоко вникнуть в проблемы, быстрее обнаруживать аномалии. Поддержка в серии полос пропускания от 60 МГц до 300 МГц, в зависимости от моделей, означает, что инженеры могут выбрать именно тот осциллограф, который наиболее подходит им для решения конкретной задачи.

Управление всем набором функций и возможностей WaveAce осуществляется интуитивно понятным пользовательским интерфейсом передней панели. Ко всем наиболее важным функциям и меню имеется непосредственный доступ на панели осциллографа с помощью кнопок управления, обеспечивающих выбор необходимой функции единственным нажатием. Все заданные пользователем настройки: смещение линии луча, временные задержки по горизонтали и смещения лучей по вертикали могут быть переведены в исходное, нулевое, положение одним нажатием на кнопку. Нажатие на регулятор коэффициента отклонения В/дел производит переключение между калиброванным фиксированным положением В/дел и плавной регулировкой усиления, а нажатие на кнопку коэффициента развёртки Время/дел производит быстрое переключение в режим растяжки входного сигнала. Кнопки управления на передней панели открывают и закрывают экранные меню и имеют подсветку кнопок с активными режимами работы, сообщая пользователю, в каком режиме в настоящий момент находится осциллограф.

Имеющийся широкий перечень автоматических измерений (предварительно запрограммированных процедур измерения) в стандартных ситуациях сокращает число необходимых манипуляций и общее время операций связанных с настройкой курсоров в ручном режиме. Это касается таких измерений, как время нарастания, спада, амплитуды пик-пик и т.д.

Рисунок 4. Меню MEASURE (Измерения) Рисунок 4. Меню MEASURE (Измерения)

Рисунок 4. Меню MEASURE (Измерения)

Автоматические измерения рекомендуется использовать при автоматических вычислениях параметров сигнала и осциллограмм. Имеется стандартная возможность выполнения измерений, общих для нескольких осциллограмм.

Одновременно на экране может быть выведено до 5 измеряемых параметров без их наложения на область отображения осциллограмм (без «затемнения» - приведены в вертикальном окне на рис. 4). Указанная область отображения результатов измерения нажатием кнопки Menu ON/OFF может быть отключена для визуализации формы сигнала с добавлением 2-х делений экрана.

Интересное решение разработчиков заключается в том, что при необходимости можно обеспечить режим отображения на экране таблицы всех измерений (одновременно до 32-х параметров). Причём этот режим  доступен как при анализе живого сигнала, так и исследовании осциллограммы выведенной из памяти. По желанию оператора таблица формируется по принципу «All Mea/все измерения» или «параметр по выбору» (из 3 групп: напряжение/ время/ задержка).

При выводе полной таблицы (рис. 5)  на экране осциллографа отображение осциллограмм производится с закрытием полезной площади. Но даже при  этом доступно ~ 20 % видимой части экрана для  наблюдения формы сигнала. Смена  отображения табличной информации по разным входным каналам (Как1 или Кан2) производится циклически – всего одним нажатием кнопки «Источник».

Рисунок 5. Табличные измерения в режиме «Все измерения / Кан1»

Рисунок 5. Табличные измерения в режиме
«Все измерения / Кан1»

Контекстные подсказки и всплывающие сообщения обеспечивают максимальную гибкость и удобство в работе с прибором. Например, если по какой-то причине параметр не может быть корректно вычислен, то в информационной строке экране появится предупреждающий символ «****», что позволяет сделать вывод о его текущем состоянии и скорректировать дальнейшие действия.

Функция вывода на экран измеренных значений характеризующих форму входного сигнала также реализована в режиме автоматического поиска неизвестного сигнала (при нажатии кнопки «AUTO»).  В нижней части экрана будут отображены 4 текущие значения параметров: Vp-p, Vmean, Prd, Freq, что уже позволяет оценить исследуемый сигнал Кан1/CH1 (рис. 6).

Рисунок 6. Отображение сигнала в режиме «AUTO»

Рисунок 6. Отображение сигнала в режиме  «AUTO»


Рисунок 7. Отображение «За период»

Рисунок 7. Отображение  «За период»

Далее в контекстном подменю (вертикальный ряд в правой части дисплея) можно конкретизировать измерительную задачу с помощью функциональных кнопок с соответствующими пиктограммами: (за один период), (время нарастания), (время спада) - не выходя из активной страницы меню и не производя сложных манипуляций!!!  При выборе, например, положения  (рис. 7) - для прямоугольного сигнала на дисплей выводятся значения параметров амплитуды и длительности за один полный период: Vmin, Vmax, Vmean, +Wid.

Отдельного упоминания заслуживает специфический режим автоизмерений «Delay/Задержка», в котором производится полностью автоматические измерения временных задержек между двумя выбранными сигналами (источниками). Методические приёмы, типы измерений временных задержек и задаваемые условия приведены в нижеследующей таблице:

Индик.

Параметр и комментарий

Phase- измерение сдвига фаз между двумя периодическими сигналами в градусах (°); измеряется по отношению к целым периодам повторения сигнала (целые периоды обоих источников должны присутствовать на экране осциллографа)

FRR - измерение времени от первого нарастающего фронта Кан 1 до первого нарастающего фронта Кан 2;

FRF - измерение времени от первого нарастающего фронта Кан 1 до первого спадающего фронта Кан 2;

FFR - измерение времени от первого спадающего фронта Кан 1 до первого нарастающего фронта Кан 2;

FFF - измерение времени от первого спадающего фронта Кан 1 до первого спадающего фронта Кан 2;

LRR - измерение времени от первого нарастающего фронта Кан 1 до последнего нарастающего фронта Кан 2

LRF - измерение времени от первого нарастающего фронта Кан 1 до последнего спадающего фронта Кан 2

LFR - измерение времени от первого спадающего фронта Кан 1 до последнего нарастающего фронта Кан 2

LFF - измерение времени от спадающего/нарастающего фронта Кан 1 до спадающего/нарастающего фронта Кан 2

В режиме измерения в отведённом поле экрана доступно одновременное отображение до 5 автоматических измерений временных задержек между двумя сигналами.

Особо следует отметить, что в перечне автоматически измеряемых параметров содержатся и такие, которые имеет не каждый осциллограф даже из ряда топовых моделей от ведущих мировых производителей. Нижеследующая сводная таблица позволяет оценить увеличение измерительных ресурсов осциллографов при ампплитудно-временных исследованиях импульсных сигналов и непрерывных колебаний.

Индик.

Параметр и комментарий

Crms - измерение ср.кв. значения (СКЗ)* формы сигнала за целое число периодов, полученных при сборе информации

FOV - отрицательный выброс на внизу спадающего импульса

FPRE - положительный предвыброс перед началом спада импульса

ROV - положительный выброс на вершине нарастающего импульса

RPRE - отрицательный предвыброс перед началом нарастающего импульса

 

 * квадратный корень из суммы квадратов значений сигнала, делённой на количество точек

Ещё один исследовательский ресурс осциллографа WaveAce, имеющий важное прикладное значение, – режим пикового детектора. В режиме «Пиковый детектор» осциллограф обеспечивает возможность сбора информации, захват и отображение сигналов длительностью более 1о нс для всех моделей осциллографов.

Режим  («Пикового детектора») используется для обнаружения всплесков длительностью от 10 нс и снижения вероятности возникновения искажений при отображении сигнала. Данный режим может эффективно использоваться при положении переключателя Вр./Дел. 5 мкс/дел и более. В этом режиме запоминаются минимальные и максимальные значения за всё время накопления отсчётов (рис. 8). Этот режим удобен, например, при исследовании сигнала содержащего регулярные короткие по времени выбросы.

Рисунок 8. Принцип формирования выборок пикового детектора

Рисунок 8. Принцип формирования выборок пикового детектора

На  рисунке 9 отображён прямоугольный сигнал в режиме стандартной выборки (Sampling), заведомо имеющий в свой структуре короткие импульсные вырождения. При таком режиме сбора информации сигнал на дисплее осциллографа не будет содержать явных аномалий. На следующем рисунке (рис. 10) - тот же самый сигнал, но уже при включённом пиковом детекторе и зафиксированных паразитных, невидимых ранее  «пичках». Различие двух осциллограмм и обнаружение скрытых импульсов стало очевидным только благодаря наличию режима пикового детектора.

Рисунок 9. Пиковый детектор выключен

Рисунок 9. Пиковый детектор выключен


Рисунок 10. Пиковый детектор включён

Рисунок 10. Пиковый детектор включён

Осциллографы WaveAce обеспечивают следующие виды курсорных измерений:

  • Измерение напряжения между двумя горизонтальными курсорами (ΔU);
  • Измерение временного интервала между двумя вертикальными курсорами (Δt);
  • Абсолютные измерения амплитуды и времени в точке пересечения курсора и осциллограммы.

Курсорные измерения параметров могут проводиться в режимах:

  • Классический режим Manual (Ручной) - курсоры перемещаются пользователем.
  • Интеллектуальный режим Track (Слежение) - курсоры А/В перемещаются вместе с выбираемой точкой на осциллограмме (пошаговое движение на форме сигнала).

Изменение положения курсоров осуществляется выбором в меню активного курсора «А» или «В» с последующим перемещением курсоров многофункциональным регулятором. В режиме «Слежение» при перемещении курсора в горизонтальном направлении, осциллограф автоматически находит точку пересечения с осциллограммой, и  отсчётные линии курсора А (вертик. и горизонт.) будут перемещаться вместе по траектории выбранной формы сигнала. Информация об активном в данный момент времени курсоре отображается белой заливкой пиктограммы «Cur A» в меню и белым фоновым полем в области измеренных значений  (рис. 11).

Рисунок 11. Отображение результатов измерений (в левом верхнем углу)

Рисунок 11. Отображение результатов измерений

Математические функции моделей WaveAce включают сложение, вычитание, умножение, деление в любом сочетании используемых операторов, а также быстрое преобразование Фурье (БПФ/ FFT) для сигналов каналов CH1 / CH2. Результат математических действий может быть измерен с помощью делений сетки и курсора. Преобразование формы сигнала реального времени в спектр сигнала (режим БПФ на длине памяти ~1 К) позволяет найти частотные компоненты (спектр) сигнала во временной области. Данный режим наиболее востребован для следующих типов анализа и изучения сигналов:

  • Анализ гармонических составляющих в сетях питания;
  • Измерение гармонических составляющих и искажений в системах;
  • Определение характеристик шумов в источниках постоянного напряжения;
  • Тестирование импульсного отклика фильтров и систем;
  • Анализ вибрации.
Рисунок 12. Спектр сигнала (режим БПФ)

Рисунок 12. Спектр сигнала (режим БПФ)

Как правило, спектр БПФ на экране обычно сжимается по горизонтали до 250 точек, но в WaveAce можно развернуть спектрограмму с помощью функции масштабирования БПФ на коэффициентах 1х / 2х / 5х / 10х, чтобы более подробно отобразить её компоненты в каждой из 1024 точек данных (Zoom/растяжка БПФ). Для отображения и анализа результатов преобразования с большим динамическим диапазоном вместо Vrms можно выбирать шкалу dBVrms, которая для вывода на экран использует логарифмический масштаб.

Функция допускового контроля «Годен/Не годен» (Pass/fail) может отслеживать изменения сигналов исходя из того, находится сигнал внутри заданной пользователем маски (годен) или выходит за лимитированные пределы (не годен). Вызов меню создания масок производится нажатием кнопки «Mask Setting» на передней панели осциллографа. Нажатие на кнопку «Create Mask» создаёт маску или вносит изменения в уже существующий шаблон.

При помощи кнопок «X/дел Mask», «Y/дел Mask» и многофункционального регулятора на передней панели осциллографа производится установка горизонтального и вертикального допуска в пределах регулировки   0,04 … 4,00 деления на один шаг.

Рисунок 13. Вид экрана допускового контроля («Запуск теста сравнения»)

Рисунок 13. Вид экрана допускового контроля
(«Запуск теста сравнения»)

Функция регистратора (Record/Play) может записывать форму входных сигналов Каналов 1 и 2 с максимальной длиной записи 2.5000 кадров (осциллограмм). Регистратор позволяет записать «быстрые» сигналы и медленно их воспроизвести или записать «медленные» (до 1000 секунд) сигналы и в дальнейшем быстро их воспроизвести. Регистрация может быть активирована выходом Pass/Fail (Годен/Нет), что делает функцию особенно полезной для получения аномальных сигналов в длительной последовательности без непосредственного визуального контроля.

Рисунок 14. Вид экрана «Запись» (в левом верхнем углу – счётчик кадров)

Рисунок 14. Вид экрана «Запись»
(в левом верхнем углу – счётчик кадров)

Диапазон регулировок в режиме запись: скорость регистрации от 1 кадр/ 1 мс - для быстрых или  ВЧ сигналов до 1 кадр/1000с – для медленных сигналов или достаточно статичных процессов. По умолчанию при активации цифрового регистратора  дискрет скорость записи выбирается равным 100 мс.

При воспроизведении записанного сигнала (режим Play Mode), которое может быть организовано по принципу закольцованного режима () или однократного воспроизведения (). Интервал времени между воспроизведением каждого из записанных кадров может быть установлен в пределах значений от 1,00 мс до 1000 с. Следует учесть, что записанные в регистратор осциллограммы не имеют энергонезависимой памяти и при выключении питания осциллографа будут удалены.

Программное обеспечение EasyScope (рис. 15), поставляемое в составе прибора позволяет осуществлять дистанционное управление осциллографом через виртуальную панель управления, в том числе в режиме допускового контроля. Широкий перечень настроек и удобный выбор требуемого контекстного окна обеспечивают лёгкий доступ к измеренным параметрам, быстрое сохранение осциллограмм непосредственно на персональный компьютер в виде графических файлов (bmp.) или массивов данных (bin./csv.). Для этого предназначены соответствующие разделы-закладки «Wave Measurements», «Wave Graph», «Wave Data».

Рисунок 15. Окно рабочего стола ПО EasyScope

Рисунок 15. Окно рабочего стола ПО EasyScope
(щелчок по изображению - увеличение; 1051×717 px)

При работе с графиками, сохраняется и доступна пользователю информация, связанная с осциллограммой отражающая: входной канал, положение органов управления (коэфф. усиления и развёртки, уровень запуска и тип синхронизации), временную задержку. В пределах одного рабочего окна доступны такие функции работы с осциллограммами:  отображение графика, копирование, вывод на печать, обновление экрана и др.

Серия WaveAce поддержана линейкой специально разработанных пассивных пробников из четырёх моделей PP013/ PP014/ PP015/ PP016 с полосами пропускания 60/100/200/300 МГц соответственно.  Входной импеданс 10 МОм//12 пФ. В составе комплекта поставки по 2 пробника (1х/10х) с полосами пропускания, совпадающими с верхней частотой осциллографа.

В настоящее время в соответствии с поручением Ростехрегулирования РФ испытания осциллографов серии WaveAce для целей утверждения типа СИ завершены с положительным результатом  и приборы включены в Госреестр СИ РФ.

Новая серия от LeCroy призвана расширить применение современных  цифровых осциллографов в образовательной сфере (технический ВУЗ/колледж), а также делает доступным переход с устаревших аналоговых осциллографов на более современные цифровые модели в сегментах промышленного производства электроники, для регулировки трактов радиооборудования, сопровождения типовых научных разработок РЭА и на предприятиях сервиса.

Отсутствие ошибок и опечаток не гарантируется. Технические характеристики средств измерений неутвержденного типа могут быть изменены без предупреждения.
На нашем сайте работает система коррекции ошибок Orphus. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет получено администратором сайта. Спасибо за помощь!