Цифровые осциллографы серии RTO2000 от Rohde & Schwarz
Новые осциллографы R&S RTO2000 обеспечивают превосходную точность воспроизведения сигнала.
Также они позволяют получить высокое разрешения до 16 бит и повышенную чёткость в режиме (HD), гарантируют высокую скорость сбора данных в границах класса от 600 МГц до 4 ГГц.В осциллографеR&S®RTO 2000 имеется широкий спектр инструментов.Наряду с удобным управлением (в процессе эксплуатации) предоставлена функциональная документация. Всё это обеспечивает анализ корреляции во времени широкого спектра сигналов, которые можно найти во встраиваемых системах.
Встраиваемые системы, то есть большие интегральные системы встраиваемых компонент, основаны на различных технологиях. В наши дни это представляет собой наибольшую проблему, потому что разработка таких устройств требует больших затрат и времени. Все эти причины повышают класс требований к измерительным приборам. Нужны новые интеллектуальные решения, такие как предоставлены в новом осциллографе RTO2000 от Rohde & Schwarz (Рис. 1). Этот всеобъемлющий набор инструментов включает в себя функции для временного и частотного анализа, анализа логики и протоколов – разнообразие, которое раньше требовало несколько контрольно-измерительных приборов.
Мультидоменная функциональность для интегральных тестов.
Малошумящие фронты и высокое разрешение аналого-цифровых преобразователей позволяет R&S®RTO 2000 из аналогового входящего сигнала произвести высокоточные измерения во временной области в большом динамическом диапазоне. Пользователи выигрывают от получения надёжных результатов. Будь то измерения низких уровней напряжения во времени или специализированные измерения, такие как анализ дрожаний (переходных процессов) во времени, или сигналов данных, или анализ мощности на режимах переключения в блоках питания.
Тестирование встраиваемых систем.
Ошеломляющая потребность в экономически эффективной и мощной связи, управляющей электронике для промышленности , моторных транспортных средствах и индустрии развлечений, как и развитие сектора умных домов, являются движущей силой для интеграции электронных цепей. Эти передовые встраиваемые системы разрабатывают и интегрируют в различные функциональные блоки и технологии. Процессор, управление питанием, цифровые интерфейсы связи, внутренняя программная память, память данных и сенсоров, всё работает в самых маленьких пространствах. Следующий шаг в интеграции технологий это радиомодули. Разнообразие форм сигнала довольно велико, начиная с RF радиосигналов, аналоговых сигналов от сенсоров или протокольно-кодированных сигналов от контролирующих интерфейсов (Рис. 2.). Эта сложность представляет собой вызов для разработчиков, так как конструкции с высокой степенью интеграции значительно больше склонны к взаимным помехам. Нежелательные взаимодействия должны быть устранены с точным согласованием по времени на системном уровне.
Рис. 2. Мультидоменное приложение в ультрасовременной разработке встроенных систем: аналоговые измерения во временной области, измерения спектров, протоколов и логический анализ.
16 цифровых каналов осциллографа расширяют возможности использования осциллографа. Например, позволяет проводить точное измерение логического уровня (высокий он или низкий) на цифровых интерфейсах с течением времени. Даже ошибки синхронизации в параллельных интерфейсах очень быстро детектируются. Многие инструменты для анализа протоколов, на основе последовательных интерфейсов, обеспечивают широкий спектр опций запуска и декодирования для различных стандартов, включая I2C, SPI, USB и Ethernet. R&S®RTO 2000 позволяет использовать как аналоговые, так и цифровые каналы для декодирования протокола. Осциллограф использует обеспеченный аппаратный протокол запуска для надёжного и быстрого запуска, например, адреса или данных. Даже в тех случаях, когда анализаторы спектра являются первыми при выборе прибора для получения точных измерений радиоинтерфейсов, R&S®RTO 2000 очень подходит для получения радиосигналов благодаря высокому динамическому диапазону своих аналоговых каналов. Когда происходит тестирование на уровне системы, каналы предоставляют точное время корреляции для других функциональных узлов и встраиваемых систем.
Рис. 3 показывает различные варианты измерений в качестве приложений Интернет вещей (IoT) с радио модулем Wi-Fi. Канал 1 (жёлтый) приобретает сигнал Wi-Fi и показывает его во временной области. Однако, форма сигнала не полностью узнаваемая, пока сигнал не будет показан в спектре (Math4). Канал 3 (оранжевый) показывает, как влияет на радиосигнал ток потребления. Выбор времени управления USB-интерфейсом также показан. R&S®RTO-K 60 опция декодирует сигналы, полученные по каналам 2 и 4 (зелёный и синий) в читаемую USB-информацию.
Анализ малых токов в отношении с системными функциями
После того, как первоначальные функциональные тесты по проектированию электронных устройств завершены, начинается оптимизация электрической цепи. Для мобильных приложений сводится к минимуму потребление тока и это имеет первостепенное значение. Это требует измерительного прибора, который может разделять низкие токи вниз, в диапазоне от 1 мА и в то же время коррелировать(соотносить) время текущих изменений и активности в электронной цепи (это переключения тех или иных режимов в цепи, задействование других узлов цепи и работа всей схемы под разными нагрузками ,- всё это должно отображаться на измерительном приборе в реальном времени, именно поэтому так важно иметь корреляцию во времени), например при передаче последовательности радиосигналов или включение режима экономии энергии.
Большой динамический диапазон и высокая чувствительность его аналоговых входных каналов делает R&S®RTO2000 идеальным для измерений низких напряжений и токов. Опция R&S®RT-ZC30 являет собой чувствительный датчик тока, который может измерять токи вниз до 1мА при полосе пропускания 120 МГц. В режиме HD, динамическая вариация, может быть измерен такой маленький ток, как 100 мкА .
Рис. 3. Пример многодоменного приложения – модуль IoT с радио модулем Wi-Fi, с работающим от батареи питанием и интерфейсом USB.
Подсветка, выделение информации на экране R&S®RTO2000 путём повышения яркости изображения
Рис. 4. Увеличение синусоиды с наложенной модуляцией во включенном и выключенном режиме 16-бит HD.
R&S®RTO2000 обеспечивает высокий уровень чувствительности и динамический диапазон. Это возможно благодаря малошумящим фронтам и патентованным 10 ГГц-овым одноядерным аналогово-цифровым преобразователям. Минимальный эффективный шум < 100 мкВ, более семи эффективных бит (ENOB), а так же выделение канала к каналу > 60 дБ являются всего лишь несколькими примерами. Такие характеристики делают аналоговые каналы идеальными для анализа и измерений в частотной и временной области. Исследование деталей сигнала часто требует более высокого разрешения по вертикали. Разрешение R&S®RTO2000 достигает 16 бит и высокой чёткости в режиме (HD). В режиме HD, high-quality (высокое качество), регулируемые фильтры низких частот (ФНЧ) по направлению выходного ключевого блока аналогово-цифрового преобразователя ограничивает ширину полосы пропускания сигнала (Рис. 4.). Пользователь может выбрать подходящую комбинацию разрешающей способности и ширины полосы пропускания. Даже система цифрового запуска извлекает выгоду из высокого разрешения в режиме HD и может инициировать мельчайшие детали сигнала. Осциллограф предоставляет не только высокоэффективную обработку аналоговых сигналов. Он так же имеет мощную цифровую обработку сигнала, основанную на запатентованной технологии ASIC. Это быстрая параллельная обработка сигнала, которая явно превосходит внешний ПК на основе постобработки сигнала. R&S®RTO2000 получает, обрабатывает и отображает до 1 миллиона осциллограмм в секунду, даже когда гистограммы, маски или измерения с помощью курсора происходят в реальном времени. Эта возможность является уникальной для лабораторного класса осциллографов. Так же она является ключом к быстрому и успешному детектированию случайных ошибок или случайных погрешностей. Полученная память может быть расширена до 2 Гигасэмплов (Gsample), что так же уникально для этого класса приборов.
Достаточный объём памяти доступен для получения длинных импульсных последовательностей или протоколов. Функция «History» так же извлекает выгоду из глубины памяти (логического анализатора), поскольку больше форм сигналов представлены и доступны графически, что даёт возможность его более детально проанализировать.
Масштабируемость для каждого приложения
R&S®RTO2000 достаточно универсален, чтобы адаптироваться к специфическим применениям. 2-канальные и 4-канальные модели доступны с полосой пропускания 600 МГц, 1 ГГц, 2 ГГц, 3 ГГц и 4 ГГц. Плюс дополнительно можно приобрести увеличение памяти устройства. Увеличение или обновление полосы пропускания доступны для всех моделей. Все аппаратные опции могут быть установлены на месте. Опции включают в себя цифровые каналы для логического анализа, опорный генератор тактовых импульсов и 10 МГц OCXO (термостатированный генератор с-кварцевой стабилизацией частоты). Для специализированных задач программные опции могут быть разблокированы на осциллографах в любое время. Доступные опции программного обеспечения включают в себя, например, опции синхронизации запуска (Trigger), декодирования сигнала, и автоматизированных тестов согласованности (соответствия) для последовательных интерфейсов, а также опции джиттера мощности, и спектрального анализа.
Простота использования сенсорного экрана и R&S®SmartGrid
Несмотря на свою мощность и диапазон функций, R&S®RTO2000 остаётся чрезвычайно простым в использовании благодаря своему качественному 12.1" сенсорному экрану. Функция R&S®SmartGrid гарантирует, что все сигналы и другая информация чётко и понятно отображаются. Важные инструменты, такие как курсоры, измерения и отмена/повтор (undo/redo) находятся на панели быстрого доступа. Раздел приложений обеспечивает доступ к таким приложениям, как функции запуска (triggering) и декодирования сигналов, согласование и испытание целостности сигнала, анализатор I/Q – данных и даже изготовленные по техническим условиям заказчика средства разработки. R&S®RTO упрощает документирование измерений. Скриншоты, формы сигналов, события и инструменты конфигурации могут быть сохранены простым нажатием кнопки. Использование аналогового канала для выполнения измерения тока обеспечивает фиксированное время для других измеряемых сигналов. Рис. 5. показывает пример измерения тока в канале 3 (оражневый), измерение тока в 1,7 мА в течении последовательности засыпания (sleep sequence). Потребление тока коррелирует с выходным радиосигналом на канале 1(жёлтый) и активности системы на границе раздела UART(универсальный асинхронный приемопередатчик) интерфейса. Находясь в режиме покоя, модуль не передаёт никаких радиосигналов, но он принимает регулярные сигналы поискового вызова от базовой станции. Потребление тока кратковременно возрастает до 105 мА, а модуль передаёт UART-кодированный сигнал связи на свободной для передачи линии (CTS), который получен с помощью цифрового сигнала.
Рис. 5. Измерение потребления тока встраиваемой системы в режиме покоя. Базовая станция остаётся в контакте с модулем GSM радио через пейджинг (короткие импульсы тока).
Рис. 6. Показана спектрограмма частотной модуляции сигнала.
Улучшенная отладка в спектре
Мощная функция спектрального анализа, базированная на FFT (быстрое преобразование Фурье, БПФ), на всех аналоговых каналах R&S RTO2000 открывает дополнительные возможности. Например, можно анализировать радиосигналы, производить отладку EMI (радиопомех) для того, чтобы найти помехи в спектре или при спектральном анализе сигналов источников питания. В отличии от традиционной реализации БПФ в осциллографах, осциллограф RTO2000 от Rohde & Schwarz позволяет получить более высокое разрешения и более высокую скорость отображения с его цифровым понижающим преобразователем данных (DDC), в котором вычисление БПФ может быть ограничено до выбранного диапазона частот. Удобные функции такие, как автоматизированные измерения, список амплитуд, детекторы захвата максимума и маски тестов поддерживают отладку в спектре. Одной из уникальных характеристик является: спектрограмма, которая визуализирует изменения частотных компонент на протяжении всего времени (Рис. 6.).
Первая в мире зональная функция запуска с возможностью графического разделения событий во временной и частотной областях
Другой уникальной функцией является функция зонального запуска(триггер – пусковая схема, генератор пускових импульсов), которая может быть использована для графического дифференцирования между событиями во временной и частотной областях. До восьми зон любой формы могут быть определены и логически связаны, как условия запуска. Функция запуска инициируется, когда тестове сигналы пересекаются заданными зонами или когда эти зоны не соприкасаются. Это делает возможным детектировать помехи в спектре на протяжении отладки EMI или разделять циклы чтения и записи в контроллерах памяти. Пример на Рис. 7. Показывает как функция зонального запуска используется в спектре для измерения тока и напряжения нагрузки на протяжении радиовсплесков GSM.
Рис. 7. Зональный запуск
Резюме
R&S®RTO2000 представляет собой уникальное сочетание универсальности, быстроты измерения, точности и удобства. Временной, частотный, логический и протокольный анализ работы идут рука об руку. Непревзойдённая в этом классе устройств скорость семплирования до одного миллиона осциллограмм в секунду. Высокий динамический диапазон прибора оказывается эффективным не только во временной области, но и в частотной области, где R&S®RTO2000 предлагает не имеющий себе равного анализ производительности благодаря аппаратной основе быстрого преобразования Фурье (FFT). Ведущее в отрасли 16-битное разрешение в режиме HD, которое всегда может быть полностью использовано системой запуска (trigger system), раскрывает мельчайшие детали сигнала.
Осциллограф RTO2000 является первым прибором, который предлагает функцию зонального запуска для частотной области и захват событий, который в первую очередь определяется их спектральной характеристикой (сигнатурой спектра, чаще всего это анализ характеристик системы "передатчик - антенна - приемник"). Высокая вариативность конфигураций и рабочих параметров позволяют быстро решать сложные измерительные задачи.
За дополнительной консультацией обращайтесь к специалистам ИНКОТЕЛ СИСТЕМ - мы рады помочь Вам в решении Ваших задач с помощью передового оборудования Rohde&Schwarz. ИНКОТЕЛ СИСТЕМ - официальный дистрибьютор компании Rohde & Schwarz на территории Украины.
