«Лаборатория в кармане» от компании Elan Digital Systems

С.А. Корнеев, АО «ПриСТ» В статье рассмотрены новые миниатюрные USB-приборы компании Elan Digital Systems, из которых можно создать полноценную сверхкомпактную измерительную лабораторию

Любому разработчику или радиолюбителю в своём арсенале желательно иметь современные многофункциональные и желательно портативные приборы.

Продолжая разговор (статья « /info/articles/usbscope50.htm class=l style='font-size: 10pt;'>USB-осциллограф USBscope50 компании Elan Digital Systems, Великобритания») о продукции компании Elan Digital Systems (Великобритания), следует напомнить, что одним из её направлений является разработка и производство миниатюрных измерительных приборов на базе USB-контроллеров. Приборы именно такого класса будут наиболее удобны для проведения измерений и контроля в полевых условиях, а также при наладке и обслуживании различных подвижных систем и устройств. На базе этих приборов можно создать портативные измерительные комплексы.

В дополнение к осциллографам компания выпускает частотомеры USBcount50, генераторы сигналов специальной формы USBwave12 и генераторы импульсов USBpulse100. Все USB-приборы построены на новейшей элементной базе, разработанной самой компанией Elan, что обеспечивает их миниатюрность в сочетании с высокими  техническими характеристиками.

Для измерения частотно-временных параметров предназначен недорогой, но функциональный частотомер USBcount50. Его отличают широкие измерительные возможности, высокая точность измерения (0,01%) и нормированный диапазон от 4 мГц до 50 МГц. Рабочий диапазон частотомера гораздо шире и составляет 100 МГц! Как и все приборы компании, карманный частотомер, имеет интуитивно понятный пользовательский интерфейс и максимальную информативность (рис. 1).

Рисунок 1. Интерфейс программы (на дисплее ПК)

В окне программы на цифровом табло (справа) – измеренное значение выбранного параметра. Верхнее поле отображает измеренное значение (частоту, период или длительность), нижнее – значение обратной величины измеряемого параметра. Индикатор в верхнем поле измерительного табло указывает на состояние текущих измерений. К примеру, индикатор, мигающий зелёным цветом, показывает, что сигнал захвачен и измерения проводятся корректно.

Частотомер имеет функции измерений по фронту или спаду сигнала (частота / период), а также длительности импульсов с возможностью выбора вида импульсов (положительные/отрицательные). Для повышения точности измерений предусмотрено изменение времени счёта (0,1 с / 1 с / 10 с) и частоты заполнения (1 МГц / 10 МГц / 100 МГц). В частотомере имеется регулировка уровня при измерении сигналов ТТЛ в диапазоне существующих стандартов (0 или 1). Другими словами, есть выбор для настройки уровня входного сигнала: от 1,5 до 5В, с разбивкой на 256 шагов.

Генератор специальных сигналов USBwave12 имеет 3 вида выходных сигналов: синус, меандр и треугольник. Для удобства восприятия (рис. 2) в программе предусмотрено окно «осциллограф», в котором отображается форма выходного сигнала, а также изменение его амплитуды.

Рисунок 2. Структура меню USBwave12

Основным достоинством USBwave12 является то, что при своих миниатюрных габаритах он обеспечивает выходной уровень сигнала 20В без нагрузки (10В на нагрузке 50 Ом). Выходные частоты: до 12МГц для синуса, до 5МГц для меандра, до 1МГц для треугольника. Точность установки выходной частоты 0,01%, имеется возможность регулировки начальной фазы 0…360? и постоянного смещения от -10 В до +10В.

Другой моделью генератора сигналов является USBpulse100. Программный интерфейс генератора схож по структуре с интерфейсом USBwave12, однако имеет большие возможности по формированию импульсных сигналов. Это обеспечивается специализированными настройками, которые из-за ограниченности табло  программы на дисплее скрыты в структуре меню.

Опорный сигнал 12,5 МГц задаётся кварцевым генератором (рис.3). Далее контроллер формирует импульсный сигнал, происходит деление частоты и формирование синхроимпульсов заданной частоты. На выходе блока «PLL» – импульсы имеют скважность 50% и фиксированный набор частот (макс. до 100 МГц), а также имеется функция задержки сигнала от 0 до 3,75 нс с шагом 250 пс. Более полные операции с настройками импульсного сигнала позволяет произвести блок формирования последовательности «DEVIDER»: регулировка частоты, периода, длительности, скважности, задержки сигнала. В этом режиме частота выходного сигнала ограничивается 33,3333 МГц. Изменение параметров происходит с разрешением 28 разрядного АЦП. Третий режим работы генератора «RANDOM» - формирование 128-битной псевдо–случайной последовательности импульсов.

Рисунок 3. Демонстрация возможностей меню USBpulse100

Объединение генераторов в многоканальные системы возможно при помощи соединителей, которые входят в комплект приборов. Полезная функция задания временной задержки сигнала  наиболее полно реализуется именно в многоканальных генераторах.

Для объединения отдельных USB-приборов в многоканальные синфазные системы, используется комплект соединителей (рис.4), которые позволяют соединить до 4-х приборов однотипных приборов.

Рисунок 4. Для объединения отдельных USB-приборов в многоканальные синфазные системы, используется комплект соединителей, которые позволяют соединить до 4-х приборов однотипных приборов

Важнейшим требованием к приборам является обеспечение высокого уровня электробезопасности при эксплуатации. Поэтому все приборы имеют гальваническую развязку по общему проводу с USB разъёмом до 300 В (категория II). Это также позволяет избежать влияния на полезный сигнал помех от источника питания компьютера.

Автор:  Корнеев С.А.
Дата публикации:  27.06.2007