Современная электроника №2/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2020 В первую очередь нужно выбрать мас- штаб всех сигналов таким, чтобы они занимали бо ′ льшую часть вертикаль- ного диапазона (см. рис. 6). Это гаран- тирует получение высокого разреше- ния АЦП, хорошей точности уровней и гистерезиса запуска. Если нас устра- ивает наложение сигналов, то на этом можно остановиться. А что делать, если действительно необходимо наблюдать каждый сиг- нал в отдельности или, может быть, сфокусироваться на одном из них? Для решения данной задачи возмож- ны различные варианты в зависимо- сти от используемого осциллографа. Некоторые современные осциллогра- фы имеют расширенные настройки изображения, не зависящие от верти- кального масштаба и смещения, кото- рые можно использовать для перемеще- ния каждого сигнала в своё собствен- ное окно (см. рис. 7). В этом случае окна можно расположить друг над другом, и сигналы будут выглядеть так, как если бы они имели малый вертикаль- ный масштаб. Каждое окно будет пред- ставлять собой полный вертикальный диапазон осциллографа. Некоторые осциллографы (включая осциллогра- фы Keysight Infiniium серии S) позво- ляют перетаскивать некоторые или все окна с сигналами на внешние монито- ры. Для решения многих задач, вместо изменения вертикального масштаба и смещения сигнала в предусилите- ле, достаточно изменить способ его отображения на экране. Если осцил- лограф не обладает такой возмож- ностью, то можно попробовать дру- гой способ. Допустим, нас интересует изображение только третьего сигнала, а первые два нужны лишь для запуска. В этом случае большинство осцилло- графов позволяет запускаться от кана- лов, сигналы которых не выводятся на экран. Для этого нужно включить все три канала и выбрать соответствую- щий масштаб. Затем требуется настро- ить запуск по первым двум каналам и отключить отображение этих каналов, оставив настройки запуска неизменны- ми. После этого на экране останется только третий сигнал (см. рис. 8). При использовании данного метода пер- вые два сигнала вообще не захватыва- ются, поэтому, если необходимо осу- ществлять их наблюдение или измере- ние, то такой подход не работает. А МПЛИТУДНО - ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Подобно всем другим аналоговым схемам, компоненты, составляющие систему запуска, – предусилитель, ком- параторы и сигнальный тракт – обла- дают некоторой амплитудно-частот- ной характеристикой. Это может пока- заться странным, но очень часто данная АЧХ сильно отличается от АЧХ тракта захвата осциллографа. В узкополосных осциллографах это отличие не пред- ставляет особой проблемы, но в моде- лях с широкой полосой пропускания оно может стать источником разоча- рования. В последние годы полоса про- пускания тракта захвата высокопроиз- водительных осциллографов реально- го времени существенно увеличилась, а аналоговая система запуска за столь быстрым прогрессом не поспевает. К сожалению, это означает, что в боль- шинстве высокопроизводительных моделей система захвата имеет гораз- до более широкую полосу пропуска- ния, чем система запуска. Если поло- са пропускания системы захвата поч- ти всегда указывается прямо на корпусе осциллографа, то полоса системы запу- ска обычно приводится лишь в техни- ческом описании прибора как «макси- мальная полоса при запуске по фрон- ту» или «минимальная длительность глитча». При этом не стоит забывать, что некоторые режимы запуска могут иметь полосу меньше заявленной, и лучше всего считать заявленное зна- чение «максимальной полосой». Действительно ли разница в поло- се пропускания систем захвата и запу- ска столь важна? Забегая вперёд, отме- тим, что чаще всего она вовсе не важна. Обычно возможностей запуска совре- менных осциллографов вполне доста- точно для большинства задач, с кото- рыми может столкнуться пользователь. Рассмотрим несколько сценариев, спо- собных привести к странному поведе- нию запуска из-за различия АЧХ трак- тов запуска и захвата. Сценарий 1: сверхбыстрые сигналы. Если имеется высокопроизводитель- ный осциллограф, и требуется уви- деть высокоскоростной сигнал, ска- жем в диапазоне 18…20 ГГц, то можно обнаружить, что осциллограф вооб- ще не может по нему запуститься. Если же прибор запускается, то, скорее все- го, это происходит на грани срыва: частота запуска развёртки значитель- но ниже, чем ожидалось, наблюдает- ся очень большой джиттер и т.п. Ког- да высокоскоростной сигнал прохо- дит через схему, ведущую к системе запуска, его высокочастотные состав- ляющие ослабляются и в конце кон- цов могут стать совершенно не обна- ружимыми. Рассмотрим эту ситуацию на приме- ре синусоидального сигнала. С ростом частоты синусоидального сигнала, даже если его амплитуда на экране осцил- Рис. 5. Три различных сигнала, одновременно отображаемых на экране осциллографа Keysight Infiniium серии S Рис. 6. Три правильно масштабированных сигнала, наложенные друг на друга