Модульный цифровой осциллограф ni pci-5114

Высокоскоростной цифровой двухканальный осциллограф с разрешением 8 бит, полосой пропускания 125 МГц, глубиной памяти 8 Мб на канал, частотой дискретизации до 250 МГц в реальном времени, до 5 ГГц при использовании случайной чередующейся выборки (в эквивалентном режиме). Внешний вид платы показан на рис. 3.8. Взаимодействие с ПК осуществляется посредством PCI-разъема. При использовании 20 МГц фильтра для уменьшения шума предполагается, что полезный сигнал не будет превышать 20 МГц (рис. 3.9).

Рис. 3.8. Внешний вид платы NI PCI-5114

Рис. 3.9. Приблизительный вид амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) модульного цифрового осциллографа PCI-5114 при использовании 20 МГц фильтра

На рис. 3.10 показаны CH 0, CH1 – стандартные BNC разъемы для аналоговых сигналов, оцифровки данных и запуска измерений, TRIG – стандартный BNC разъем внешнего аналогового запуска измерений, его входной сигнал оцифровывается с разрешением 8 бит, но недоступен для других

Рис. 3.10. Фронтальная панель платы модульного цифрового осциллографа PCI-5114

Табл. 3.2. Описание разъемов платы PCI-5114

Разъем	Описание	Функция
CH 0, CH 1	Стандартный BNC разъем	Аналоговые входные сигналы; оцифровка данных и запуск измерений
TRIG	Стандартный BNC разъем	Разъем внешнего аналогового запуска измерений, входной сигнал не может быть оцифрован
CLK IN	Стандартный SMB[37] разъем	Вход внешней синхронизации (синхронизации таймера дискретизации)
AUX I/O	mini-DIN разъем на 9 выводов	Доступ к универсальным линиям синхронизации/запуска PFI0, PFI1 (рис. 3.11)

Рис. 3.11. Назначения выводов разъема AUX IN/OUT

На рис. 2.9 и 2.10 приведены два режима отображения окна осциллографа PCI-5114. При выборе второго режима необходимо перед заданием вертикального смещения осциллограммы выбрать канал.

Рис. 2.9. Скриншот окна осциллографа NI PCI-5114, режим 1

Рис. 2.10. Скриншот окна осциллографа NI PCI-5114, режим 2

Порядок использования

1. Подключение осуществляется посредством BNC-разъема, при этом экран кабеля следует соединить с землей (общей точкой схемы), внутренний проводник – с выводом, на который подается измеряемый сигнал.
2. Запустить приложение NI SCOPE Soft Front Panel PCI-5114, ярлык на которое имеется в меню Пуск-Все программы-National Instruments.
3. Включить требуемые каналы. На данном шаге можно нажать на кнопку «Auto Setup» для автоматического определения развертки и амплитуды. При этом каналы включаются согласно установкам по умолчанию.
4. Выбрать источник сигнала (канал 0 или 1).
5. Установить в поле Coupling[38] значение DC. Если нулевой уровень сигнала не совпал с маркером нуля, изменить значение на AC, и снова на DC.
6. Установить требуемый масштаб (по вертикали и горизонтали) и вертикальное смещение. Рекомендуется в верхней части экрана располагать входной сигнал схемы, в нижней части экрана – выходной сигнал.
7. Установить масштаб по амплитуде (вертикальную развертку) в соответствии с целями опыта.
8. Выбрать источник запуска (триггер) и установить тип запуска. Для простых экспериментов достаточно в качестве источника запуска выбрать канал 0 или 1 (запуск от сигнала, поданного на один из каналов), но имеется возможность выбора внешнего источника синхронизации (external).
9. Нажать на кнопку «Run».

На рис. 2.11 представлено окно конфигурации осциллографа, в котором можно выбрать делитель (аттенюатор, 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000), полосу пропускания (100 МГц или 125 МГц), входное сопротивление (50 Ом, или 1 МОм), вертикальное смещение канала.

Рис. 2.11. Скриншот окна настройка аттенюатора, полосы пропускания и вертикального смещения NI PCI-5114

Курсорные вычисления

Цифровые осциллографы позволяют проводить курсорные измерения – режим, в котором осциллограф определяет значения координат курсоров по Y или по X оси и вычисляет разницу между координатами курсоров.

Курсоры Y отображаются на экране горизонтальных линий и предназначены для измерения вертикальных параметров. Обычно они используются для измерения амплитудных параметров (напряжения).

Курсоры X отображаются на экране в виде вертикальных линий и предназначены для измерения горизонтальных параметров. Обычно они используются для измерения временных, фазовых и частотных параметров.

Для отображения окна курсорных вычислений в меню необходимо произвести следующий выбор: Utility-Show Cursors (рис. 2.12).

Имеются два режима работы курсоров: Free Draggingи Lock to Plot – возможность свободного перетаскивания курсоров или автоматическая привязка курсоров к графику.

В окне курсорных вычислений постоянно отображается таблица координат курсоров (время и амплитуда) и разность между значениями. На примере ниже длительность фронта (Time: Delta) равна 72,3 нс, разность между уровнями (Amp: Delta) – 4,3 В.

Рис. 2.12. Скриншот окна осциллографа NI PCI-5114, демонстрация курсорных вычислений