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 » Регистрация редких аномалий в высокочастотном сигнале с испо...

 
Регистрация редких аномалий в высокочастотном сигнале с использованием режима синхронизации TriggerScan™

Автор / источник:

Дедюхин А.А.


Издавалась:


Цены / каталог / заказ:

Осциллографы цифровые фирмы LeCroy...


Технология TriggerScan™ для эффективного обнаружения аномалий (Эффективный поиск иголки в стоге сена)
 

Регистрация редких аномалий в высокочастотном сигнале с использованием режима синхронизации TriggerScan™

Дедюхин А.А. ЗАО «ПриСТ»

В статье рассмотрены проблемы цифровых осциллографов по захвату редких аномалий в высокочастотных сигналах. Рассказано о новой технологии TriggerScan™, используемой в осциллографах LeCroy, и её преимуществах по отношению к традиционным методам поиска аномалий с использованеим осциллографов, имеющих высокою скорость обновления экрана

Современные цифровые осциллографы приобретают всё больше дополнительных возможностей и функций, предназначенных для наблюдения формы сигнала, по сравнению со своими первыми аналоговыми братьями. То, что современный осциллограф способен обеспечить более, чем 100 автоматических измерений, множество математических функций, декодирование практически всех существующих на сегодняшний день стандартных протоколов передачи данных, включая обнаружение ошибок в протоколах передачи данных, построение глазковых диаграмм и измерение джиттера сигнала, отображение, синхронизацию и анализ логических сигналов и многое другое – всё это уже стало обыденным для пользователя цифрового осциллографа. Увеличение полосы пропускания, частоты дискретизации (здесь надо признать бесспорное лидерство компании LeCroy), длины внутренней памяти и скорости сбора информации открывают новые возможности цифрового осциллографа, в частности, при отладке различных радиотехнических и электронных устройств.

Долгое время существовало убеждение, что для успешной отладки устройств или для поиска, так называемых, артефактов, или вырожденных участков сигнала, которые и приводят к сбою в системах, необходим цифровой осциллограф с как можно более высокой скоростью сбора информации. Считалось, что использование высокой скорости сбора информации и запуск по фронту сигнала в режиме накопления осциллограмм в течение некоторого небольшого промежутка времени, позволяет обнаружить артефакты, и возможно визуально определить параметры этих сигналов. Далее, исходя из предварительного экспресс анализа формы, амплитуды и временных параметров вырожденного сигнала необходимо настроить схему синхронизации таким образом, чтобы в ждущем режиме происходил запуск развёртки, именно, по заданным параметрам сигнала, что приведёт уже к практически 100% захвату определённого типа аномалий, на которые настроена схема синхронизации. Современные цифровые осциллографы имеют достаточное количество как условных, так и безусловных видов синхронизации позволяющих обнаружить сигналы с отклонением по частоте, длительности амплитуде, времени нарастания и пр. (см. [1]). Но этот метод поиска артефактов имеет существенные ограничения, связанные со структурой исследуемого сигнала и собственно техническими возможностями цифрового осциллографа, существующими на сегодняшний день.

Скорость захвата аномалий может быть рассчитана, исходя из частоты исследуемого сигнала, скорости захвата осциллограмм и частоты появления аномалий в исходном сигнале.  Формула числа захваченных артефактов за секунду имеет вид:

[1], где

Aзахват – количество захваченных аномалий в секунду,
A – количество аномалий в секунду в сигнале,
Fсиг – частота сигнала,
Fэкр – частота обновления экрана осциллографа.

Примечание: выражение min(a,b) означает минимальное из значений «a» или «b».

Время необходимое для захвата одного артефакта (Тартеф) и число захваченных артефактов за секунду – это обратные величины:

[2]

Отсюда следует, если частота сигнала не превышает скорость захвата осциллограмм, то осциллограф при наиболее оптимальном использовании длинны внутренней памяти будет захватывать каждый единичный фронт сигнала,  и соответственно каждую аномалию.  Когда частота сигнала превышает частоту обновления экрана, то осциллограф не сможет захватывать каждый фронт сигнала, и количество захватываемых прибором аномалий за секунду будет равняться частоте появления аномалий, делённой на частоту сигнала и частоту обновления экрана осциллографа.

При традиционном методе, когда частота сигнала ниже, чем частота обновления экрана, этот метод работает отлично. Но при возрастании частоты сигнала и уменьшении частоты появления аномалий достоверность метода будет уменьшаться. Но по своей физической природе аномалии, артефакты, сбои, глитчи и пр. в реальных устройствах проявляются достаточно редко, поэтому скорее имеет смысл говорить о редких аномалиях, нежели о частых. В настоящее время многие производители осциллографов предлагают режимы работы своих приборов с очень большой скоростью обновления экрана – до 100000 осциллограмм в секунду. Попробуем рассчитать время необходимое для регистрации артефакта, который проявляется  с частотой 1 раз в 5 секунд  в сигнале с частотой 200 МГц. 

 

Столь «впечатляющие» цифры говорят о том, что даже самый лучший по скорости захвата осциллограм цифровой осциллограф оказывается не таким уж хорошим, если перед ним стоит задача регистрации редких артефактов в достаточно высокочастотном сигнале. Принимая во внимание, что частоты современных сигналов уже переходят за диапазон Гигагерц, а реально появление сбоев в сигнале происходи гораздо реже, чем 1 раз в 5 секунд, то не трудно рассчитать, что для регистрации таких артефактов уже понадобятся не единицы, а десятки часов, если использовать только режима быстрого сбора информации. Но справедливости ради следует отметить, что если какое-то устройство сбоит с частотой близкой к 100000 сбоев в секунду, то осциллограф с высокой скоростью сбора информации, будет незаменимым инструментом для отладки такого устройства.

Однако режим быстрого сбора информации осциллографа и последующего накопления множественного числа осциллограмм в режиме бесконечного послесвечения имеет существенные ограничения, такие как:

  • В этом режиме не работают цифровые методы коррекции АЧХ, что приводит к искажению формы сигнала на высоких частотах.
  • В этом режиме осциллограф способен физически сохранить только одну осциллограмму – последнюю. И для предыдущих осциллограмм невозможно использовать ни режимы измерений, ни математической обработки, ни сохранение сигнала. Другими словами осциллографы в этом режиме предлагают пользователю только картинку сигнала и ничего больше.

Основной проблемой при синхронизации по фронту для поиска аномалий является тот факт, что каждый раз, когда осциллограф проводит запуск по фронту и захватывает сигнал, какое-то время тратится на обработку, и осциллограф не воспринимает сигнал в это время. Обычно, это время называют временем простоя. Многие пользователи осциллографов часто удивляются как на самом деле велико время простоя по отношению к полезному времени работы. Возвращаясь к примеру, в котором осциллограф почти 3 часа ловит аномалию, происходящую 1 раз в 5 секунд, укажем на причину этого явления – прибор видит только 0,2% полного сигнала; он простаивает 99.8% времени даже с режимом быстрого обновления экрана. Иначе говоря, осциллограф захватывает только каждый 500 период входного сигнала.

Интеллектуальные системы синхронизации

Осциллографы с интеллектуальной системой синхронизации разрабатывались для улучшения описанной выше ситуации (см. [2]). При использовании настроек синхронизации, предлагаемых интеллектуальными системами, прибор отслеживает каждый фронт сигнала до тех пор, пока не случится событие, удовлетворяющее условиям интеллектуального запуска. Время простоя начинает считаться только, когда происходит событие, отвечающие условию по интеллектуальному запуску, и срабатывает схема сбора информации осциллографа. Такой подход идеально подходит для поиска редких событий. Если интеллектуальная синхронизация настроена для поиска глитчей из предыдущего примера, то осциллограф будет синхронизироваться по каждому из них, не пропуская ни одного, и пользователь может наблюдать их на экране. При использовании интеллектуальной синхронизации захват аномалий будет определяться следующим выражением:

[3], где

Aзахват – количество захваченных аномалий в секунду,
N
количество настроек системы запуска

Стоит обратить внимание на очень важный факт - эффективность TriggerScan™  не зависит от частоты входного сигнала, по сравнению с уравнением [1]. Расплачивается за это TriggerScan™  по сравнению с режимом интеллектуальной синхронизации количеством используемых в работе настроек запуска. Если, например, работают 100 настроек, TriggerScan™  будет иметь только 1% эффективности от использования только одной настройки интеллектуальной синхронизации. Это на первый взгляд выглядит большим ухудшением, но рассмотрим внимательнее полученный результат. TriggerScan™  уменьшает эффективность системы запуска, но зато автоматически настраивает параметры схемы запуска и также полностью автоматизирует дальнейший процесс. В нашем примере традиционный метод с режимом быстрого обновления экрана до 100000 раз в секунду в среднем будет отлавливать аномалию 1 раз за 2,8 часа. Используя одну заведомо известную настройку интеллектуальной синхронизации, пользователь будет наблюдать каждую аномалию, которая случается 1 раз в 5 секунд. Используя TriggerScan™  со 100 настройками, пользователь будет обнаруживать аномалию в среднем 1 раз каждые 500 секунд или 8,33 минуты, т.е. TriggerScan™  в 20 раз более эффективен, чем традиционный метод с быстрым обновлением экрана.

Более наглядным будет представить графики, показывающие сравнение TriggerScan™  с режимом быстрого обновления экрана (см. рис. 1). Графики даны для трёх разных частот следования сигналов: 10 МГц (выбрана потому, что в этой точке эффективности режима TriggerScan™  и режима быстрого обновления экрана равны), 200 МГц (частота следования, характерная для большинства приложений), и 500 МГц, которые показывают, что эффективность TriggerScan™  увеличивается по сравнению с традиционным режимом при увеличении частоты.

Графики построены при следующих условиях:

  • Режим быстрого обновления экрана 100 000 осциллограмм в секунду (некоторые осциллографы имеют скорость до 4 раз быстрее этого).
  • 100 настроек запуска для TriggerScan™  (обычно используется меньше, но возможно использование и большего количества).

Необходимо захватить возникающую 1 раз в секунду аномалию в сигнале с частотой 10, 200 и 500 МГц

Система TriggerScan.
10 МГц: кол-во настроек TriggerScan - 100, время для захвата - 100 с
200 МГц: кол-во настроек TriggerScan - 100, время для захвата - 100 с
500 МГц: кол-во настроек TriggerScan - 100, время для захвата - 100 с

Режим быстрого обновления экрана.
200 МГц: скорость обновления 100000 осциллограмм в секунду, время для захвата 2000 с (в 20 раз дольше)

Режим быстрого обновления экрана.
500 МГц:скорость обновления 100000 осциллограмм в секунду, время для захвата 5000 с (в 50 раз дольше)

Режим TriggerScan

Рисунок 1.

Сравнение графиков показывает, что если аномалии появляются всё чаще, то режим TriggerScan™  достигает пика эффективности при периоде следования аномалий 1 раз в 100 мс, а режим быстрого отображения продолжает улучшать показатели и при более частых аномалиях. Но более важно для практики, что при увеличении частоты следования сигнала, преимущества TriggerScan™  также возрастают. Режим быстрого отображения экрана работает лучше при часто повторяющихся событиях на низких частотах следования сигналов, а  TriggerScan™  работает лучше на редких событиях и на больших частотах.

Пользователь осциллографа должен сам решить, что ему важнее – редкие или частые события и на малых или больших частотах, и в соответствии с этим выбрать режим быстрого обновления или TriggerScan™   в качестве нужного инструмента для его приложений.

Как уже отмечалось выше, технология TriggerScan™ в осциллографах LeCroy, не является каким-то абсолютно новым режимом синхронизации, построенной на абсолютно новых программно-аппаратных решениях. Режим TriggerScan™ является дальнейшим совершенствованием схемы интеллектуальный синхронизации и алгоритмов её функционирования. Режим TriggerScan™ представляет собой роботизированную систему по поочерёдному перебору уже существующих в осциллографе режимов синхронизации и заданных для них параметров синхронизации, что в совокупности позволяет достичь наилучшего результата при регистрации редких артефактов. В обычном состоянии, интеллектуальная схема синхронизации осциллографа способна осуществлять запуск развёртки,  только по одному настроенному режиму схемы синхронизации.   Синхронизация при использовании режима TriggerScan™ осуществляется по принципу «от противного». Этот принцип означает, что структура исследуемого сигнала имеет набор неких параметров  - амплитуда, период повторения, длительность и другие. Если входной сигнал соответствует этим параметрам, то он считается «хорошим» и фиксировать его не надо. Если же хоть один из параметров входного сигнала в какой-то промежуток времени не соответствует этим параметрам, то это означает, что появился артефакт и его необходимо зарегистрировать. Схема синхронизации осциллографа должна быть настроена таким образом, что бы игнорировать «правильные» параметры сигнала, но производить запуск развёртки по всем «неправильными» параметрам сигнала. Например, если такой параметр сигнала как длительность будет задан «не более 1 мкс», то параметр настройки схемы синхронизации от противного будет «более 1 мкс» и запуск развёртки будут происходить при условии обнаружения сигнала с длительностью более 1 мкс.

Очевидно, что если бы режим TriggerScan™ опирался только на задаваемые пользователем параметры синхронизации, то время поиска артефактов снижалось, но вся полезность этого метода сводилась бы к нулю из-за огромных временных затрат на настройку различных параметров интеллектуальной схемы синхронизации. Во избежание этого, в осциллографах LeCroy, имеющих режим TriggerScan™, предусмотрен автоматический режим экспресс анализа формы и параметров сигнала, что позволяет автоматически определить набор настроек схемы синхронизации «от противного» за доли секунд. Этот процесс называется «обучение».

Режим обучения  TriggerScan™

В режиме обучения, для получения наиболее точного и полного набора данных о параметрах исследуемого сигнала, на экране осциллографа должно присутствовать не менее трёх периодов сигнала или трёх других его явно выраженных составных частей, например три импульса. Возможность измерения параметров сигнала не по какому-то одному периоду, а по всему массиву данных, является уникальной особенностью осциллографов LeCroy (см. {3}), отсутствующей у других производителей цифровых осциллографов и позволяет накопить статистику о структуре сигнала при анализе всего одной развёртки сигнала, но, как уже отмечалось, содержащей не менее трёх периодов сигнала. В процессе обучения, при анализе пяти основных параметров сигнала, создаётся таблица, по которой в дальнейшем и будет происходить перебор условий синхронизации.
К пяти параметрам относятся:

  • Настройки синхронизация по фронту.
  • Настройки синхронизация по ранту.
  • Настройки синхронизация по длительности.
  • Настройки синхронизация по интервалу.
  • Настройки синхронизация по глитчу.

Рисунок 2. Меню обучения режима TriggerScan™

Рисунок 2. Меню обучения режима TriggerScan™
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

Настройки синхронизация по фронту

В режиме обучения настроек синхронизации по фронту осциллограф проводит измерения и анализ максимального и минимального уровней сигнала. Это позволяет определить диапазон амплитуд сигнала. В последующем, при синхронизации по фронту, будут задаваться уровни синхронизации выше и ниже, чем измеренные в режиме обучения. Это позволяет регистрировать сигналы с уровнями выше, чем у сигнала при обучении, или наличие в сигнале аномальной постоянной составляющей. На этом этапе в таблицу условий добавляются два условия синхронизации, полярность запуска при этом игнорируется.

Настройки синхронизация по ранту

На этой стадии обучения происходит настройка на выявление сигналов с уровнем меньшим, чем в «нормальном» сигнале. Синхронизация по фронту позволяет фиксировать только сигналы с уровнем, превышающим заданное значение. Алгоритм синхронизации по ранту, наоборот позволяет производить запуск развёртки, только по сигналам, имеющим меньший уровень, чем заданный. При синхронизации по ранту уже имеет значение  полярность сигнала и длительность сигнала.  На этом этапе в таблицу условий добавляются ещё шесть условий синхронизации.

Настройки синхронизация по длительности

Эта стадия обучения является, пожалуй, самой важной, поскольку помимо измерения длительности сигнала (как положительного, так и отрицательного) этот шаг позволяет оценить форму сигнала. Очевидно, что при одинаковой частоте как прямоугольного, так и синусоидального сигнала измерение длительности на 50% уровне даст один и тот же результат. Но измерение длительности на уровне, отличном от 50%-го, для прямоугольного и синусоидального сигнала уже даст различные значения. Осциллографы    LeCroy в режиме TriggerScan™ поочерёдно производят измерение длительности сигнала на уровне 25%, 50% и 75% от амплитуды при положительной и отрицательной полярности сигнала. Такой алгоритм позволяет достаточно точно анализировать форму входного сигнала на предмет отклонений от заданной формы сигнала. На этом этапе в таблицу условий добавляются ещё шесть условий синхронизации.

Настройки синхронизация по интервалу

Алгоритм обучения на этой стадии аналогичен обучению при измерении длительности – также производятся измерения интервала на уровнях 25%, 50% и 75% от амплитуды при положительной и отрицательной полярности сигнала. По сути, интервал – это период повторения сигнала. При сложной форме сигнала, содержащей несколько явных периодических повторений в своей структуре, но не определяющих основной период сигнала, одних только измерений периода на уровне 50% может оказаться недостаточно. Это широко известно из практики использования универсальных частотомеров при изменении периодов сложных сигналов, когда частотомер ложно «захватывает» более высокие частоты и результат оказывается недостоверным. Для увеличения достоверности измерений, осциллографы LeCroy и используют алгоритм измерения периода на трёх уровнях. На этом этапе в таблицу условий добавляются ещё четыре условия синхронизации.

Настройки синхронизация по глитчу.

Глитч – это кратковременная импульсная помеха, способная значительно осложнить отладку радиотехнических устройств. Поскольку этот вид помехи не присутствует в структуре исходного сигнала на момент обучения, то измерить его параметры и настроить систему запуска невозможно. Но возможно, основываясь на предыдущих результатах измерений длительности и временного интервала, предположить, сигналы с какими параметрами будут являться кратковременными помехами, и внести эти  данные в таблицу. На этом этапе в таблицу условий добавляются ещё четыре условия синхронизации по глитчу.

Дополнительно следует отметить, что обучение режима TriggerScan™ и последующий процесс регистрации аномалий могут проходить при разных положениях органов управления, например коэффициента развёртки или коэффициента отклонения. Так на рис. 2 видно, что обучение осциллографа происходит на коэффициенте развёртки 5 нс, память при этом составляет 2 К. Но для увеличения длины памяти осциллографа, например до 256 М, при поиске аномалий в исходном сигнале необходимо увеличивать значение коэффициента развёртки. При этом режим TriggerScan™ полностью сохраняет свои функциональные способности, но появляются дополнительно возможности. Например, на очень длинных промежутках времени предзапуска или послезапуска можно наблюдать поведение объекта исследования до и после появления аномалий, а так же сократить мёртвое время осциллографа за счёт применения длинной памяти. Использование режима послесвечения в этом случае даст полную засветку экрана без выделения каких-либо участков сигнала. Также имеется возможность использовать другие инструменты поиска, измерений и анализа сигналов на длинной памяти, например WaveScan™, существенно расширяющие возможности цифрового осциллографа (см. {4}).

Редактирование таблицы условий синхронизации TriggerScan™

Итак, после обучения в таблицу условий синхронизации включено 20 условий, которым не должен соответствовать исследуемый сигнал. Но интеллектуальная схема синхронизации содержит гораздо больше число типов синхронизации, чем пять основных, используемых при обучении – это синхронизация по параметрам окна, отложенная синхронизация, синхронизация по скорости нарастания, синхронизация по логическому шаблону, синхронизация по условиям качества, синхронизация по параметрами ТВ-сигнала, последовательная синхронизация по событиям в источниках синхронизации и другие. При наличии опций декодирования, осциллограф способен синхронизироваться по параметрами таких протоколов передачи данных как I2C, SCPI, UART, CANBus, FlexRay. А при подключении модуля логического анализатора MS-250 или MS-500 дополнительно возможна синхронизация по условиям логических шин. Это, может быть, не самые основные режимы синхронизации при поиске различного рода  артефактов, но было бы нелогично отказываться от этих дополнительных возможностей при решении частных задач. Для использования всех режимов синхронизации, доступных в осциллографах LeCroy, включая опциональные режимы, TriggerScan™ имеет возможность дополнения таблицы условий синхронизации любыми типами синхронизации и пользовательскими настройками условий синхронизации, заданными пользователем, но уже в ручном режиме. Добавить можно также дополнительные режимы и параметры синхронизации к тем типам запуска, которые участвовали при обучении. Второй задачей редактировании является коррекция данных полученных в режиме обучения. Вследствие малого объёма статистических данных, отсутствия в обучающем сигнале некоторых полезных компонент сигнала, воздействия шумов и пр. может сложиться ситуация, при которой будут регистрироваться случайные срабатывания схемы синхронизации. Для предотвращения таких событий TriggerScan™ также имеет возможность оперативной коррекции уже записанных в таблицу данных или удаления строки данных из таблицы.

Таблицы условий синхронизации могут быть сохранены в файлах, аналогично процессу сохранения настроек органов управления осциллографа. Таким образом, пользователь может создавать набор библиотек настроек системы TriggerScan™ для оперативного использования уже существующего процесса обучения, хранения данных или обмена информацией с другими пользователями осциллографов LeCroy.

Функционирование режима TriggerScan™

Немаловажным фактором роботизированной системы поочерёдного перебора условий синхронизации является время, в течение которого осциллограф будет находиться в режиме ожидания появления заданного условия синхронизации из таблицы условий. После истечения этого времени система перейдёт к другому условию синхронизации и т.д. Это время устанавливается пользователем исходя из конкретных условий решения конкретной задачи и может варьироваться в пределах от 0,1 с до 100 с. Пользователь может так же выбрать действие при обнаружении события, соответствующего условиям синхронизации – остановить сбор информации или продолжить сбор дальше. При продолжении сбора информации, в режиме TriggerScan™ осциллограф полностью сохраняет все функции по сбору информации, измерению полученных осциллограмм, сохранению данных в различных форматах и т.д., что коренным образом отличается от накопления информации в режиме бесконечного послесвечения осциллографами, реализующими принцип быстрого захвата осциллограмм.

Ещё одной особенностью режима синхронизации TriggerScan™ является то, что при остановке сбора информации, в случае обнаружения аномалий, осциллограф автоматически раскрывает и детализирует меню синхронизации в отношении тех настроек, при которых был зафиксирован артефакт. Так, например, на рис. 3, 4 и 5 представлены осциллограммы захвата артефакта, возникающего в синусоидальном сигнале, и указаны условия (уровни, длительности и пр.), при которых эти артефакты были зарегистрированы.

Рисунок 3. Регистрация глитча

Рисунок 3. Регистрация глитча
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)


Рисунок 4. Регистрация уровня, превышающего заданное значение

Рисунок 4. Регистрация уровня, превышающего заданное значение
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)


Рисунок 5. Регистрация отрицательного ранта

Рисунок 5. Регистрация отрицательного ранта
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

Для практического примера сравнения возможностей различных цифровых осциллографов при захвате редких артефактов воспользуемся сигналом частотой 240 МГц в котором 1 раз в секунду появляется всплеск. Один из осциллографов – это осциллограф, имеющий максимальную скорость сбора информации 95000 осциллограмм в секунду. Второй – LeCroy WavePro 725Zi, имеющий режим синхронизации TriggerScan™.

Для осциллографа, имеющего очень высокую скорость сбора информации, произведём установки органов управления таким образом, что отобразить пять периодов входного сигнала – это в пять раз повысит скорость сбора артефактов, по сравнению с отображением одного периода. Для более полного отображения возможностей осциллографа с быстрым сбором информации зафиксируем время сбора не одного артефакта, а трёх. Это позволит накопить небольшую статистику о реальном времени захвата артефактов.

Рисунок 6. Осциллограф со скоростью сбора 95000 осциллограмм

Рисунок 6. Осциллограф со скоростью сбора 95000 осциллограмм
(щелчок по изображению - увеличение; 1024×772 px)

Информация о времени захвата представлена ниже:

  • 1 сбой - через 6 мин 2 сек (362 секунды)
  • 2 сбой - через 8 мин 7 сек (487 секунды)
  • 3 сбой - через 12 мин 19 сек  (739 секунды)

Этот же сигнал подадим на осциллограф LeCroy, имеющий 20 предустановленных условий синхронизации и время перехода от одного условия синхронизации другому  установлено 0,5 секунды. Время сбора информации так составляет 739 секунды, как для предыдущего осциллографа. Осциллограмма захвата артефактов в режиме послесвечения приведена на рисунке 7. При этом для подсчёта числа осциллограмм воспользуемся режимом записи захваченных осциллограмм на жесткий диск осциллографа с их последовательной нумерацией.

Рисунок 7. Осциллограф LeCroy в режиме TriggerScan™

Рисунок 7. Осциллограф LeCroy в режиме TriggerScan™
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

За время сбора 739 секунд осциллограф LeCroy зафиксировал и записал 120 осциллограмм, содержащих аномалии. И это в 40 раз больше, чем предыдущий осциллограф. При этом ещё раз отметим, что первый осциллограф, используя функцию послесвечения, даёт «мёртвую» картинку событий и отличить по полученной осциллограмме, какой сбой был первым, какой вторым, а какой третьим невозможно; воспользоваться автоматическими измерениями параметров невозможно; сохранить отдельные артефакты невозможно и т.д. Осциллограф LeCroy сохранил все 120 артефактов в отдельных файлах с метками времени, когда они проявились. Воспроизводя эти файлы, возможно, осуществить все действия, на которые способен современный цифровой осциллограф при анализе  и измерениях входного сигнала.

Современные цифровые сигналы имеют гораздо более сложную структуру сигнала, чем те, которые были представлены выше. Это может создать ложное представление о том, что осциллографы LeCroy в режиме TriggerScan™ способны анализировать на предмет аномалий только простые и несложные сигналы типа синусоидального или прямоугольного. Возможности режима TriggerScan™ гораздо шире. Для примера рассмотрим один из кадров сигнала FlexRay, имеющего в своей структуре импульсы разной длительности, формы и амплитуды (см. рис. 8). Произведём обучение по этому сигналу и перейдём в режим тестирования.

Рисунок 8. Кадр сигнала FlexRay

Рисунок 8. Кадр сигнала FlexRay
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

При появлении импульсной помехи (глитча) в сигнале осциллограф LeCroy чётко фиксирует её появление (см. рис. 9)   

Рисунок 9. Захват глитча в сигнале FlexRay

Рисунок 9. Захват глитча в сигнале FlexRay
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

При появлении паразитного импульса, находящегося вне структуры кадра FlexRay, осциллограф LeCroy также чётко фиксирует его появление (см. рис. 10).   

Рисунок 10. Захват глитча в сигнале FlexRay

Рисунок 10. Захват паразитного импульса в сигнале FlexRay
(щелчок по изображению - увеличение; 1280×768 px)

Рис. 10 захват паразитного импульса в сигнале FlexRay

Очевидно, что при анализе таких сложных сигналов, содержащих в своей структуре, широкий диапазон длительностей и амплитуд исходного сигнала, метод быстрого сбора с накоплением послесвечения не даст никакого результата, поскольку на экране осциллографа будет получена сплошная засветка от множества осциллограмм и все аномалии сигнала будут закрыты от пользователя хаотически изменяющимися предыдущими и последующими осциллограммами.

Режим TriggerScan™ в настоящий момент присутствует у цифровых осциллографов LeCroy серии WaveRunner Xi-A/MXi-A, осциллографов серий WavePro 7 Zi и WaveMaster 8 Zi.

Выводы:

  1. На сегодняшний день режим TriggerScan™, используемый в осциллографах LeCroy, является наиболее совершенным инструментом регистрации редких артефактов в высокочастотных сигналах.
  2. В обличие от других инструментов поиска аномалий только режим TriggerScan™ позволяет полностью сохранить все возможности цифрового осциллографа по сбору, анализу и измерению полученных данных, включая сбор информации на больших объёмах внутренней памяти.
  3. Существует множество приложений, в которых для поиска аномалий нет никаких других способов, кроме как TriggerScan™.      

Литература:

  1. Технология TriggerScan™ для эффективного обнаружения аномалий (http://www.prist.ru/info.php/articles/triggerscan.htm).
  2. Использование специальных режимов схемы синхронизации и развёртки цифровых запоминающих осциллографов для регистрации сложных сигналов (http://www.prist.ru/info.php/articles/special_modes_DSO.htm).
  3. Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения (http://www.prist.ru/info.php/articles/dso_measurement.htm).
  4. Поиск аномалий и анализ сигналов в осциллографах LeCroy с помощью функции WaveScan (http://www.prist.ru/info.php/articles/lecroy_wavescan.htm).

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!