Лабораторна робота №11
Тема: Ознайомлення з будовою та принципом роботи цифрового осцилографа PicoScope
Мета роботи: Ознайомитися з віртуальним осцилографом. Навчитися вимірювати параметри електричних сигналів віртуальним осцилографом.
Теоретичні відомості
Віртуальний вимірювальний осцилограф представляє собою інтерфейсний пристрій, який дозволяє персональному комп'ютеру (ПК) отримати доступ до них електричних сигналів, які він буде обробляти, а також програмне забезпечення (ПЗ), установлене на ПК. Як правило в якості такого інтерфейсу виступає аналогово-цифровий перетворювач, який комплектується з пристроєм нормування вхідного сигналу.
Таким чином віртуально вимірювальний осцилограф призначений для обробки, реєстрації і зберігання параметрів низькочастотних електричних сигналів. Сьогодні прийнято називати "віртуальними" всі хоча б в деякій мірі нестандартні додатки для персональних комп'ютерів ПК.
На екрані віртуального осцилографа, як правило, представлена складна насичена кольорова "картинка", на якій і є кнопки і різноманітні індикатори, шкали можливості графічних інтерфейсів типу Windows забезпечує значно ширшу область використання ніж може звичайний осцилограф, - не кажучи вже про потенційне використання принтерів дискових накопичувачів, а також модему підключеного до Internet.
Крім того любий ПК має велику обчислювальну можливість, яку можна задіяти для того, щоб використовувати різні види обробки результатів вимірювання, нормування (приведення шкали) лінеаризацію, часову прив'язку, обчислення статичних показників і т.д. Дисковий накопичувач ПК буде дуже зручний для накопичення великих об'ємів даних з метою їх наступної обробки, архівування або передачі на лініях зв'язку за допомогою модему.
Параметри віртуального осцилографа.
1. Напруга живлення інтерфейсного пристрою від мережі змінного струму
U = 220 ±
В f = 50Гц
2. Потужність споживання інтерфейсного пристрою Р < ЗВт.
3. Діапазон вхідних напруг UDCV = 0 ¸ 5В.
4. Діапазон вхідних змінних напруг: UACV = 0 ¸ 2.5В.
5. Максимальна частота дискретизації: fg < 25кГц.
6. Кількість розрядів АЦП п = 10.
7. Програмне забезпечення - пакет PICOSCOPE:
Версія пакету для DOS
Версія для Windows.
8. Можливість використовування віртуального приладу в слідуючих режимах:
Запам'ятовуючий осцилограф (від 1 мс/под до 5с/под).
Цифровий частотомір.
Низькочастотний аналізатор спектру.
Цифровий вольтметр постійного або змінного струму.
9. Гранична частота вхідного сигналу для аналізатора спектру: fгp < 2кГц.
Функціональна схема віртуального осцилографа.
На рисунку представлена функціональна схема віртуального осцилографа. Віртуальний вимірювальний осцилограф представляє собою:
Персональний комп'ютер ПК;
Інтерфейсний пристрій;
Програмне забезпечення.
Інтерфейсний пристрій складається з:
2-х вхідних підсилювачів (канал А і канал В);
2-х аналогово-цифрових перетворювачів (ADC1 і ADC2)блока живлення.
Кожен з вихідних підсилювачів має 2-а входи:
вхід для подачі змінної напруги АСV
вхід для подачі постійної напруги DCV
Підсилений сигнал з виходу підсилювача (канал А і канал В) поступає на вхід аналогово-цифрового перетворювача (ADC1 і ADC2). Виходи кожного з АЦП (ADC1 і ADC2) через з'єднувальні кабелі під'єднані до відповідних пристроїв персонального комп'ютера ПК (RS 232, LTP 1).
Вибір портів RS 232, LTP 1 дозволяє розташовувати вимірювальний пристрій на великій відстані від комп'ютера.
З виходу АЦП "DATA" дані в RS 232передаються в послідовному коді по байтово. Кожному байту чередує стартові і стопові біти. Комп'ютер має 25-контактний (DB25P) або 9-контактний роз'єми (DB9P) роз'єми для для підключення RS-232. ПК через порт RS232 по двох виходах робить активним АЦП(АОСІ), тобто:
RTS→CLK - запит передачі (активний весь час підчас передачі).
DTR→CS - готовність виходу даних ( вибірка кристалу АЦП)
За допомогою віртуального осцилографа можна вимірювати наступні величини:
Постійна напруга DCV або середня вхідна напруга;
Змінна напруга ACV;
Frequency - вольти AC перетворені на dB;
Decibels - Частота складової AC, в Hz.
Вікно PicoScope ділиться на три області:
Центральна область (Робочий Стіл) спочатку порожня і використовується, щоб відображати переглядання даних прочитаних від ADC. Ви можете відображати окремі перегляди, кожний в окремому вікні.
Верхня частина, яка складається з пунктів меню File, Edit та інші, а також з піктограм режимів вимірювання сигналу. Кожний вид перегляду має окреме вікно.
Нижня частина, яка складається з рядка статусу і показує поточний стан вимірювання і передбачає зміну характеристик засобів контролю.
Програма PicoScope має хорошу довідникову інформацію. Для виклику довідникової інформації необхідно направити курсор миші на елемент який вас цікавить і потім тиснути кнопку F1.
