Siglent etusivulle linkki      Oskilloskooppien näyttö ja muisti

Perustietoja Siglent SDS  -X ja -X-E oskilloskooppien muistin ja näytön toimintaperiaatteesta.



Toimintaperiaate poikkeaa monista oskilloskoopeista. Siglent noudattaa periaatetta joka mahdollistaa vähäisemmän visuaalisen ns sokean ajan.
Voi myös sanoa, WICIWYS  -  What Is Captured Is What You See. Mitään ei piiloteta. Tämä on jonkinverran oudoksutanut monien halpojen digiskooppien tapaan tottuneita. Tätä hyvä vähän valottaa vaikka kyse onkin erittäin yksinkertaisesta asiasta. Periaate on hyvä sisäistää koska joissain asioissa käyttötapa pitää mukauttaa tähän sopivaksi. Tämä on kuitenkin asia jossa ei ole ns yhtä oikeaa - kuten ei niin monessa muussakaan asiassa.

Koko näytemuistin pituus on aina päänäytössä. Näytön signaalialueen reunojen ulkopuolelle ei pimentoon jätetä mitään kun oskilloskooppi on "Run" tilassa. Tämä on erittäin merkityksellistä kun esimerkiksi puhutaan sarjaliikenne dekoodauksesta ja siitä dekoodataanko van se mikä näkyy vai koko muisti.

Jos siis oskilloskoopin näytön oikean yläkulman informaatio kertoo että näytenopeus on esimerkiksi 1GSa/s ja muisti 14M tarkoittaa se sitä että näytön vasemmasta reunasta oikeaan reunaan oleva signaali sisältää 14000000 näytepistettä. Jos kuvaruudulla olevan signaalin pituus on esimerkiksi 700 pixeliä voi kuvaruudun ajatella sisältävän 700 (pysty)saraketta. Jokaiseen sarakkeeseen sullotaan tässä tapauksessa 20000 näytettä, pystysuunnassa jakautuen tietenkin niihin paikkoihin mikä on ollut näytteen jännitearvo. Mitään ei jätetä pois, vaikka moni näyte joutuukin näytöllä samalle pikselille vaikuttaen osaltaan siihen millä kirkkaudella pikseli esitetään. Uusimmissa X-E malleissa myös mittaukset perustuvat tähän täyteen datamäärään koska niiden prosessointiteho riittää sen datamäärän käsittelyyn. Hiukan vanhemmissa X malleissa mittauksiin käytetään ns välipuskuria jolloin isoimmilla muistin pituuksilla mukaan ei oteta jokaista näytepistettä. Välipuskurin resoluutio on kuitenkin huomattavasti suurempi kuin esim näytön vaakaresoluution.


Tämä "koko muistin pituus on aina näytöllä" tuntuu joskus herättävän erilaisia mielipide "intohimoja". Kumpikin toimintaperiaate vaatii joka tapauksessa sen että käyttäjä on "tuttu" laitteensa kanssa. Hiukan sama kun pistetään aritmeettista "tavallista" laskinta käyttäneelle käteen RPN laskin. Pian hän toteaa että onpa hankala. Mutta jos on RPN laskin "selkäytimessa" niin...  Ehkä on kuitenkin diplomaattista sanoa että kumpikaan ei ole parempi. On vain erilainen.

Seuraaavat pari kuvaa selventävät periaatetta. 

Allaolevassa kuvassa tavanomainen nimetön DSO, esimerkiksi Rigol tai GWI jne..



Useissa oskilloskoopeissa näytemuistin pituus (B)  saattaa olla aika asetuksesta riippuen hyvinkin suurelta osin näyttöruudun  ulkopuolella ja näkyvä osa (E) vain hyvin kapea aikaviipale koko samplemuistin pituudesta (B). Joissain tapauksissa jopa hitaammillakin ajoilla saattaa näytön leveys olla esimerkiksi puolet koko muistin pituudesta. Nopeilla pyyhkäisyajoilla näytemuistin pituus (B)  saattaa olla jopa satoja tai joskus jopa kymmeniä tuhansia kertoja pidempi kuin näytön leveys.
Usein tällaisessa oskilloskoopissa on jonkunlainen palkki signaalialueen yläpuolella antamalla viitettä näyttöosuuden sijainnista ja koosta tässä koko näytemuistin pituudessa. 

Esimerkki: Jos oskilloskoopin samplemuistin (B) minimi olisi niinkin pieni kuin 1000 näytettä  kun käytetään nopeinta pyyhkäisyaikaa. Oletetaan ajaksi 2ns/div. Samplenopeudeksi oletetaan tässä 500MSa/s. Oletetaan lisäksi näyttöruudun leveydeksi 10 div (A). Koko näyttöruudun leveydelle mahtuu 10 (20ns)  näytettä. Näyttöruudun ulkopuolelle jäisi tällöin 990 (1980ns) näytettä (Kuvassa B - A). Näytössä oleva aika olisi 1% koko näytejonon pituudesta (Kuvassa B). Tämän lisäksi tulisi vielä  kokonaaan sokea aika. (Kuvassa C).  Oletetaanpa että oskilloskoopin wfm/s nopeus olisi 5000 wfm/s tällä asetuksella. Yhden näytemuistin pituuden aika olisi tässä tapauksessa 2ns x 1000 = 2 mikrosekuntia.  1s = 1000000 mikrosekuntia.   1000000 / 5000 = 200. Vaakapyyhkäisyjä tapahtuu siis 200 mikrosekunnin välein. Näytemuistin ajallinen pituus 2 mikrosekuntia. Täysin sokeaksi ajaksi (C) jää siis 198 mikrosekuntia.  Ruudulla näkyvän osan ajallinen pituus on koko 200 mikrosekunnin jaksosta 10ns. 200000ns ajasta näkyvää on 10ns. Ja visuaalisesti sokeaa aikaa näinollen 199990ns.  1:19999.  Täysin sokean ajan ajan ( C ) osuus olisi 198000ns (99%) ja signaaalia näytemuistissa ( B ) 2000ns (1%)  josta näytöllä (A) 20ns (1%). Vaakapyyhkäisyjen periodista 0.01% ajallinen osuus siis nähdään näytöllä ja 99.99% on pimennossa tai täysin sokealla alueella  kun näyttöä silmällä katsotaan. Siellä visuaalisella sokealla ajanjaksolla ( D ) voisi olla signaalissa poikkeamat (F) ja (G) eikä käyttäjä niitä havaitsisi. Saattaisi joutua odottamaan kauan ennen kuin ne satunnaisesti sattuisivat näkyville.
(Huom! Kuvan graafinen signaali ei sovellu juuri tähän t/div ja samplenopeus esimerkkiin. Paremmin sopisi jos näytön aluelle olisi piirretty voin esim 1 jakso)


Seuraavassa kuvassa - alla - on hahmotelma siitä kuinka asia on Siglent X ja X-E sarjan oskilloskoopeissa.




Yksinkertaisuuden vuoksi kuvaruudun alue piirretty isommaksi mutta se tuskin haittaa asian ymmärrystä.  Tässä on syytä huomauttaa: Moni  käyttäjä on "tottunut" edellisen kuvan kaltaiseen toimintatapaan. Siinä tapauksessa käyttäjän on hyvä oppia hiukan siitä poikkeavat tavat käyttää oskilloskooppia erinäisissä tilanteissa.

On hyvä oppia uusi tapa ja jossain määrin pois opittava tuon toisen toimintaaperiaatteen  käyttötapoja.
Tämä ero tulee joskus myös esiin esimerkiksi kun mainitaan että Siglent ei dekoodaa sarjaliikennettä kuin sen osalta mikä on signaalista näyttöruudulle.
Ei tietenkään. Jos Sigleent toimisi kuten useat muut, se olisikin kohtalaisen ikävä asia. Nyt kuitenkin Siglentin osalta tilanne onkin se että näytöllä on koko signaalin pituus, koko vaakapyyhkäuisy, eikä vain osaa siitä kuten niin monissa on asianlaita. Siglentissä (ks kuva) A = B.

Se on helppo oppia. Silloin kun halutaan pidemmästi signaaalia valitaan sopiva t/div siten että riittävä muistin pituus on käytössä riitttävällä näytenopeudella. Signaalin yksityiskohtia tarkastellaan "Zoom" toiminnolla. Kuitenkin esimerkiksi dekoodaus käyttää koko muistia (joka on yhtäpitkä kuin zoomaamaton ylempi ns pääikkuna.

Kun siihen tottuu se alkaakin tuntua itsestäänselvältä. Hiukan sama kuin "tavallisen laskimen" käyttäjä siirtyy käyttämään RPN laskinta. Kun siihen tottuu, ei muuta haluakaan. Tosin tämä oskilloskooppi asia on erittäin paljon yksinkertaisempi. Näiden oskilloskooppimallien zoom toiminto on hardwarepohjainen ja on syytäkin olla koska sitä todella käytetään tässä toimintatavassa paljon silloin kun käyttäjä hyödyntää sitä kunnolla.

14M näytemuisti mahdollistaa täyden 1GSa/s nopeuden 1ms/div asetuksella kun 1 kaanava käytössä.
Kun 2 kanavaa käytössä, kummallekin kanavalle on 7M mutta nyt maksimi nopeus on 500MSa/s ja edelleenkin tämä täysi nopeus on mahdollinen 1ms/div asetuksella. 
Maksimi samplenopeudella maksimi vaakapyyhkäisyn pituus on  näin ollen 14ms. Pientä rajoitusta kuitenkin on Zoom käytössä. Jos t/div on 1ms. nopein t/div zoom ikkanssa on 5ns/div. 500us/div nopeudella zoom ikkunassa min on 2ns/div. Maksimi zoom kerroin on siis 200000 tai 250000 tilanteesta riippuen mutta nopein mahdollinen t/div 2ns/div. 

Kun vaakapyyhkäisyä nopeutetaan alkaa maksimi käytössä oleva samplemuistin pituus pienentyä. Siksi on tärkeää omaksua noiden hitaiden vaakapyyhkäisyaikojen käyttö yhdessä Zoom kanssa jolloin saadaan pitkä muisti ja silti suuri samplenopeus ja tarvittavat yksityiskohdat näkyviin.

FW versio 1.1.2.13R5  (SDS1000X/X+) tukee nyt myös paremmin tuon Zoom ikkunan siirtoa ajallisesti eri kohtiin.  Automaattinen "viiveajan eteen tai taakse siirto (scrollaus)"  jonka saa esiin painamalla vaakasiirto säädintä. Näkyviin tulee eteen ja taakse painikkeet siten että siirtymänopeus voi olla hidas, keskinopea tai nopea, näin ei tarvitse sormia väsyksiin pyöritellä vaakasiirto nuppia.  Tämä toiminto on myös käytettävssä ilman ikkunoitua zoomausta sekä normaalisssa Run tilassa että pysäytettynä.

Mikäli ei halua käyttää pitkää muistia ja haluaa käyttää 50ns/div vaakapyyhkäisyä. Koko samplemuistin pituus on sama kuin näytön signaalialueen pituus. Tässä tapauksessa 700 näytettä kun yksi kanava käytössä. 2ns/div asetuksella koko näyttö ja käytössä oleva muisti on 14 näytettä. Siglent kuten kaikki oskilloskoopit noudattavat aivan täsmälleen Elon laskuoppia - edelleen ja tulevaisuudessakin. Sitä vaan ei aina huomata ajatella.

Jos haluat maksimaalisen täyden samplenopeuden sekä sillä maksimaalisen muistin pituuden siten että samaan aikaan voit tarkastella minimillä, 2ns/div, signaalia näyttöruudulla tällöin maksimi on 7M muisti ja t/div 500µs/div. 14M muisti, 1ms/div ei mahdollista zoomausta niin että 2ns/div on zoom ikkunassa. Minimi on tällöin 5ns/div.  Pieni kompromissi mutta minusta aika marginaalinen.

Tietenkin jos käytössä olisi 1ms/div ja yhdellä kanavalla 1GSa/s  tai kahdella kaanavalla 500MSa/s ja pysäytät oskilloskoopin  voit zoomata koko ikkunassa  yksinkertaisesti säätämällä t/div asetusta ja tässä tilanteessa luonnollisesti pääsee myös 2ns/div asetukseen.

Pysäytystilassa voit myös vapaasti vaihtaa näyttömuotoa:  pisteet, viivat lineaari tai Sinc interpolaatiolla. Näin se luonnollisesti tuleekin olla vähänkään vakavammin otettavissa laitteissa. Todellisia ADC sampleja ei saa nakata roskikseen ja piirtää vain katsojaa miellyttävä mikätahansa kurvi - se sopii vain viihdelaitteille.

 

  --»  Oskilloskoopit

   --» Etusivulle - Home