Sekvenssitallennus,
SDS2000X Plus, X HD sekä uudemmat
Sekvenssitallennus,
SDS2000X Plus, X HD sekä uudemmat
Siglent SPO (DPO) tyyppisissä oskilloskoopeissa on käytettävissä nopea
sekvenssitallennus toimintatila. (sivu
keskeneräinen)
Nopeaa sekvenssitallennusta sekä
jatkuvaa Historia tallennusta on
käsitelty aiemmin täällä. Sitä kannattaa ainakin vilkaista.
Se on tehty vuosia aiemmin ja käsittelee asiaa silloisten mallien
pohjalta. Periaate on sama edelleen.
Historiapuskurin sekä nopean sekvenssitallennuksen käyttö kannattaa omaksua.
Näiden toiminnan
ymmärtäminen ja sujuva soveltaminen käytössä voi antaa paljon lisää työkaluja
"ilmiöiden" tutkimiseen.
Tässä käsittelen asiaa pohjautuen lähinnä malleihin SDS2000X HD sekä
SDS2000X Plus.
Muissa malleissa, kuten SDS5000X sekä SDS6000A, sekvenssitallennus
toiminto on hyvin pitkälle samanlainen.
Sekvenssitallennuksessa oskilloskooppi ei sekvenssin aikana kuluta aikaa muihin
toimintoihin kuten signaalin päivitykseen näytölle tai mittauksiin yms. Tällöin
myöskään jokin tapahtuma ei jää noteeraamatta sen vuoksi että juuri oli
tulosignaaleille sokea tauko johtuen siitä että päivitettiin tilannetta
näytölle.
Oskilloskoopeissa usein puhutaan nykyisin niiden wfm/s "nopeudesta".
Sekvenssitallennuksessa myös usein mainitaan sen nopeus kertomalla wfm/s nopeus
tai segmenttiä/s tai lyhin triggausintervalli.
Itse mielelläni ainakin ajoittain käytän vanhaan
aikaan analogisten oskilloskooppien maailmassa tuttua "vaakapyyhkäisy" termiä.
Käytännön näkökulmasta se vastaa varsin paljon samaa.
wfm/s tai wfms/s
voi oskilloskoopin käytön kannalta aajatella vastaavan "vaakapyyhkäisyä"
sekunnissa ja joskus käytän kirjoittaessani tai varsinkin puhuessani juuri sitä termiä.
Mitä vaakapyyhkäisyssä varsinaisesti teknisesti tapahtuu digitaalisessa
oskilloskoopissa on tietenkin aivan eri asia kuin analogisessa oskilloskoopissa.
Sekvenssitallennuksen yksi segmentti on sama kuin yksi vaakapyyhkäisy.
Vaakapyyhkäisy tehdään ja (segmentti) tallennetaan muistiin triggakseen perustuen. Tässä toimintamuodossa automaattista triggausta
ei ole käytettävissä. Auto triggaus toiminnossa ilman signaaliakin skooppi
alkaisi trigata ja tehdä vaakapyyhkäisyjä mutta siirtyy triggaamaan signaalista heti
kun sellaisia alkaa ilmaantua. Näin ei ole Sekvenssi tallennuksessa. Vain
todellinen triggaus johtaa tallennukseen.
Sekvenssitallennuksessa on kaksi toimintatapaa. Yksittäinen sekvenssi ja
toistuva sekvenssi. Segmenttimääräksi sekvenssissä voi valita 2 - max. Max
riippuu muistin asetukssta sekä t/div asetuksesta sekä montako kanavaa on
käytössä sekä vielä lisäksi SDS2000X Plus mallissa siitä onko valittu käyttöön 8
bit vai 10 bit resoluutio.
SSekvenssitallennuksessa on määriteltävä täsmälleen se kuinka monta
segmenttiä sekvenssiin halutaan kuuluvan.
Käyttäjä valitsee sen tarpeensa mukasesti niissä puitteissa jotka on
mahdollisia riippuen oskilloskoopin muista asetuksista sekä mallista.
Sekvenssitallennuksen ollessa käytössä tavanomaista historiatallennusta ei ole
käytössä.
Taustalla jatkuvasti toimiva historiatallennus toimii aina
vallitsevien asetusten mukaisella maksimi määrällä.
Huomaa että tehdessäsi tavallisen toiminnon aikana joitain asetusmuutoksia
nollaantuu historiapuskuri!
Mikäli pysäytät oskilloskoopin ennen kuin historiamuisti on täynnä näet sen
verran mikä sinne oli ehtinyt kertyä. Kun historiamuisti on täynnä aletaan
vanhimmat poistaa.
Kun
sekvenssitallennus ei ole käytössä vapaaat (acquistion)muistiresurssit ovat käytössä
jatkuvassa historiatallenuksessa taustalla. Sitä ei edes voi sulkea pois
käytöstä.
Huomaa että historiatallennusta ei voi käyttää hitaana sekvenssitallennuksena
luotettavasti. Normaalissa tallennuksessa on näytön päivityksen ja
siihen sekä muuhun liittyvää datankäsittelyn johdosta syntyviä taukoja. Triggaus
joka tulee tuon tauon aikana ei johda mihinkään.
Katsotaan hiukan mikä on ero normaalin ja sekvenssitallennuksen välillä.
Tarkastellaan ensin normaalia tilaa (Ei Sekvessitallennus.
Tässä moodissa myös kaiki tallennettaan taustalla sinne historiapuskuriin sen
tilan puitteissa)
Tässä alla kuva SDS2000X Plus mallin
normaalitilan näytöltä.
Kuva 1.1.
Näyttötapa Dots (pelkät pisteet), Acguire Interpolation x. Signaali 500kHz
taajuudella noin 50ns pulsseja. Koska wfm/s nopeus on kohtalainen saadaan Dots
näyttötilassa ihan kelvollista katseltavaa. Lisäksi livenä tilanne näyttää vielä
hiukan paremmalta johtuen ihmisen silmästä. Tässä on tietenkin kuvassa vain yksi
TFT kuvaruutu joita päivitetään peräkkäin kohtalaisen tiuhaan.
Näytteiden intervalli on 0,5 ns (2GSa/s). Tuossa nousevalla ja laskevalla reunalla ei
niitä pisteitä kuitenkaan montaa olisi (noin 6 - 8 tässä tapauksessa). Mutta nyt niitä on aivan yhtenäiseksi viivaksi
saakka. Selvitetäänpä...
Seuraavaksi kuva 1.2. Kuvassa on SDS2000X Plus mallin Trig Out
signaali kun sisään tulee kuvan 1.1. signaalia.
(SDS2000X Plus Trig Out signaalia katsotaan tässä SDS2000X HD mallilla.)
Normaali oskilloskoopin katselutila kun toimitaan ns nopeassa moodissa eli SPO
(DPO) moodissa.
(SPO/DPO moodi voidaan
erityistilanteissa tarvittaessa ohittaa Acquire valikossa asettamalla
Acquire Mode: Slow)
Kuva 1.
Normaalissa toimintatavassa oskilloskooppi tekee vaakapyyhkäisyjä
triggauksen tahdissa niin nopeasti kuin se kykenee ellei signaalin
ominaisuudet sitä alemmaksi rajoita.
Ylläolevassa kuvassa on katsottu SDS2000X Plus oskilloskoopin Trig Out lähtöä
toisella oskilloskoopilla (SDS2000X HD)
Yläikkunassa näkyy bursteja
joiden välissä tauko (kuvassa 3 taukoa). Jokainen burst sisältää yksittäisiä trig out
pulsseja vallitsevan tilanteen mukaisen määrän (Zoom ikkunassa näkyy yhden burstin
lopusta muutama
niistä).
Yhden burstin pituus on tuossa kuvassa (mitattu) 29,1197 ms.
Burstin sisällä mittauksen mukaan taajuus on noin 135 kHz (siis noin 135 kwfm/s)
Burstin aikana on mittauksen mukaan 3935 tallennusta. (yksi tallennus, yksi wfm,
eli yksi vaakapyyhkäisy on tässä tapauksessa siis 500ns pitkä 1000
näytepistettä. (siis yksi wfm asetuksella 50us/div ja 2GSa/s näytenopeus)
Burstien välinen tauko on tässä tapauksessa 3,52 ms.
Koko intervalli on näinollen 32,6397 ms. Tästä voidaan
todeta että tällöin yhden syklin aikana nopeus on 120 kwfm/s. Joka on
kyseisen mallin SDS2000X Plus maksimi keskimääräinen wfm/s nopeus joka
saavutetaan kun: 1 kanava, näyttö Dots, 50ns/div. Kursorit ei vaikuta mikäli
niiden mode: Manual. Ei Zoomausta. Ei mittauksia, Ei matematiikka.
Ylläsanottu luonnollisesti tarkoittaa sitä että kuvassa 1.1. on kerrostettuna
päällekkäin 3935 "vaakapyyhkäisyä" eli noita pulsseja.
Tärkeä olennainen seikka joka on hyvä aina muistaa jos tekee muutakin kuin
katselee ruudulta jatkuvia signaaleja.
Noiden tallennus burstien väliin jää tauko (juuri tässä
kuvan tapauskessa noin 3,52 ms). Mikäli tauon aikana esiintyy
triggausehdot täyttävä tapahtuma se ei johda mihinkään. Se hukataan.
Sille ollaan sokeita.
TTämä on tiedostetava mikäli käyttää normaalin toimiinan aikaista
historiapuskuria ikäänkuin sekevenssitallennuksen tavoin. Se sopii vain erittäin
hitaasti toistuville tapahtumille mikäli on olennaista tetä jokainen haluttu
tapahtuma saadaan talteen. Mikäli tapahtumien välinen aika on suurempi kuin tuo
sokea aika burstien välissä niin silloinhan ongelmaa toki ei ole.
Lisäksi tulee huomata että burstin tauon aikaan vaikuttaa monet asetukset sekä
samoin burstin sisällä vallitsevaan maksiminopeuteen.
Tässä tulee nyt sitten se aivan olennainen ero.
Sekvenssitallennuksessa ei ole yllämainittua prosessointi taukoa yhden koko
sekevenssin aikana ja maksimi tallennettava nopeus on ns taattu nopeus
joka ilmenee noissa suuntaa antavissa taulukoissa jotka eivät ole valmistajan
datalehden spesifikaatioita vaan minun käytännössä mittaamia. Niihin
ei voi vedota mikäli laite ei toimisikaan täsmälleen niiden muaksesti. 1. niissä
voi olla virhe. ja 2. oskilloskoopit muuttuvat FW ja HW versioiden myötä.
Lisäksi mittalaitteeni on vain x% +/- tarkkuudessa. (toki pyrin siihen että niin
tarkkoja ettei virhe olisi käytännösä merkittävä)
Lisäksi koska sekvenssin segmenttien tallennuksen aikana ei hoideta runsasta
määrää muuta prosessointia on sekvenssin aikana mahdollisuus saavuttaa paljon
suurempi wfm/s nopeus (segmenttiä sekunnissa nopeus).
Suraavassa kuvassa on juuri tallennettu
sekvenssi jossa 90000 segmenttiä (kussakin segmentissä on
tässä tapauksessa käytetyn signaalin yksi pulssi).
Tässä tapauksessa pulssin leveys oli kuten kuvassa näkyy noin 50ns ja
pulsseja tuli 2us välein. Niistä jokainen on tallennettu ja jokainen on saanut
aikaleiman jota voi katsella joko reaaliaika leimana tai siten että näytetään
aikaväli edelliseen (delta) kuten tässä.
Kuva 2.
Tällaisia erillisiä segmenttejä muistissa on nyt 90000 kpl.
Niihin voi kohdistaa mittauksia tai jopa dekoodata jos olisi sellainen
segmentti. Niitä voi myös toistaa kuvaruudulla joko eteen tai taaksepäin
halutulla nopeudella joka on varsin hyvä silloin kun halutaan nopeasti löytää
esimerkiksi jokin aaltomuodon poikkeus sieltä.
TTässä siis oskilloskooppi asetettiin ensin sekvenssi moodiin jossa sille oli
määritelty segmenttimääräksi 90000.
Skooppi alkoi odottamaan ja kun
käynnistin signaalin ja esiintyi triggaus se segmentti
tallennettiin ja jäätiin odottamaan* seuraavaa tapahtumaa. Kun niitä oli saatu
90000 homma loppui siihen koska se oli käynnisttety ottamana vastaan vain yhden
sekvenssin. *Tässä tapauksessa signaali oli sellainen että odotusaika oli vain
2us joka on myös tällä asetuksella minimiaika triggausten välissä.
(jos aivan tarkkoja ollaan niin minimi on aivan hitusen lyhyempi. Katso SDS2000X
Plus mallin taatun nopeuden taulukkoa)
Tämän jälkeen siirryttiin katselemaan tallennettuja avaamalla History toiminto
joka nyt kuvassa siten että näkyvillä on segmentti numero 90000.
Seuraava kuva kertoo miltä kyseinen tallennus näytti kun katsottiin tuon
SDS2000X Plus oskilloskoopin Trig Out lähtöä SDS2000X HD skoopilla.
Kuvassa siis näkyy jokaisen segmentin tallennus yhtenä pulssina.
Kuva 3.
Tuossa siis näkyy yläikkunassa koko sekvenssi (90000 segmentin trig out pulssit)
ja zoom ikkunassa näkyy sen sekvenssin muutama viimeinen tapahtuma.
Sekvenssin koko pituus tässä tapauksessa oli noin 180 ms. (90000 pulssia 2 us välein.
No tietenkin pituus hiukan lyhyempi koska välejähän on 89999. Olennaista on se
että yhtään tapahtumaa ei ole hukattu vaan jokainen on muistissa segmenttinä.
Jos tämä olisi tehty normaalissa toimintamuodossa olisi näitä pulsseja saatu
sisään vain keskimäärin joka viides ja siellä olisi sen lisäksi pidempiä
taukoja (burstien välinen tauko).
Nyt jos sekvenssitoiminnolla olisi otettu vastaan esim 1 ms välein
tesiintyviä pulsseja olisi sekvenssin pituus 90 sekuntia. Eikä tietenkään
ainottakaan pulssia hukattu. Jos se olisi tehty tavallisessa toimintatilassa
historiapuskuriin olisi ne pulssit sielläkin - paitsi ei sittenkään
olisi.
Nopeus (kerkiarvo) riittäisi yllin kyllin mutta vastaan tulee se pursketyyppinen toiminta
jossa keskiarvonopeus on toki ihan ok mutta siellä on taukoja joiden aikana ei
oteta vastaan mitään kuten ilmenee kuvassa 1.
Vaikka tallennettavia tapahtumia olisi hyvinkin harvassa voisi ajatella että
sehän sitten riittää. Niin onkin, ellei siellä sitten satu joku tapahtuma juuri
siihen kohtaan jossa oskilloskooppi pitää tauon .
Sekvenssitallennus ei pitä taukoja. Toki se ei sekvenssin tallennuksen aikana
myöskään päivitä mitään signaalia kuvaruudulle. Mikäli
sekvenssitallennusta käytetään jatkuvassa moodissa näytö päivitetään aina kun
sekvenssi on saatu talteen ja sen jälkeen prosessoitu siitä näyttöön kerroskuva
jonka jälkeen se alkaa seuraavan sekvenssitallennuksen vanhajäädessä
odotusajaksi näytölle. (se jääko näytölle toteutuneen sekvenssin kerroskuva vai
edellisen viimeinen segmentti saattaa olla erilainen eri malleissa ja FW
versioissa. )
Minkälainen sitten on sekvenssitallennuksen nopeus. Se on hyvä tietää kun sitä
soveltaa johonkin jotta voi esimerkiksi varmistua siitä ettei sen ominaisuudet
aiheuta tilannetta jossa esiintyy tallennettava tapahtuma mutta joka putoaa tai
saattaa mahdollisesti pudota pois eli kyseinen segmentti jää tallentamatta koska
nopeus ei riitä. Järjestelmän sisällä on jotain satunnaista vaihtelua koska
järjestelmä kuitenkin hoitaa sekvenssitallennuksenkin aikana muitakin
prosesseja.
Tässä toistaiseksi alustavat suuntaa antavat taulukot nopeuksista
sekä SDS2000X HD että SDS2000X Plus mallien osalta. Tietenkään asiaa ei ole
testattu kaikilla muistin, kanavien ja t/div asetusten kombinaatioilla.
Selitän myös myöhemmin tarkemmin kuinka näitä voi luotettavasti testata sen
selvittämiseksi mikä on maksimi taattu (guaranteed) nopeus. Tosin se menetelmä
edellyttää myös toista nykyaikaista oskilloskooppia sekä riittävän tarkan,
vakaan ja monipuolisen signaalilähteen.
En ole erikseen tehnyt taulukkoa suomeksi.
SDS2000X HD sekvenssitallennuksen taattu maksiminopeus
TTässä mallisa toimitaan aina 12 bit tilassa.
Taulukko on erittäin alustava! Taulukon lukemat sattavat muuttua myöhemmissä FW
versioissa. Tässä on kyseessä ensimmäinen FW versio mallin lanseerauksen
jälkeen.
Pidä SDS2000X HD taulukkoa toistaiseksi vain suuntaa
antavana!
Kuva 4.
Taulukossa, erityisesti paikoissa joissa vaihtelua on
enemmän on taatun nopeuden arvoa pyöristetty hiukan alaspäin.
Tämä siksi että en sentään voi aivan valtavan pitkiä aikoja ajaa yhtä testiä
jolloin se harvinaisestakin harvinaisempi
yksittäinen poikkeama tulisi esiin. Kun kuitenkin testatessa syntyy jokin
käsitys siitä kuinka se käyttäytyy olen arvioinut
että alaspäin pyöristys on riittävä jotta voidaan puhua taatusta
maksiminopeudesta. Tuolla kyseisellä nopeudella
tasavälisin pulssein koko sekvenssin aikana (esim 80000 segmenttiä sekvenssissä)
yksikään pulssi ei putoa pois.
Näitä sekvensseja on toistettu automaattisesti niin kauan kunnes esiintyy pois
pudonnut segmentti (pulssi jota ei tallennettu).
Aina kun sellainen esiintyy on sitten pudotettu pulssitaajuutta kunnes on
löytynyt taajuus jolla kohtuullisenkaan
pitkässä testissä ei havaita yhtään tallentamatonta pulssia.
Koska testiaika on rajallinen siitä on sitten pyöristety sopivasti alas.
Taulukossa on myös ns viihdearvoinen keskimääräinen maksiminopeus yhden
sekvenssin ajalta. (Average max speed)
Se siis on yhden sekvenssin koko pituudelta laskettu nopeus. Sekvenssin
ajallinen pituus joka sisältää sekvenssin segmenttimäärän.
Yksi segmentti siis sisältää yhden triggaukseen perustuvan tallennuksen.
Tuloksesta sitten laskettu nopeus segmenttiä/s (wfm/s).
Kuitenkin kun vertaa tuota maksimaalista "viihdearvoista" nopeutta kiinnittyy
huomio siihen suureeen eroon joka nopeimmilla asetuksilla on taatun maksimin ja
tuon "viihde" maksimin ero. Tuo mahdollisesti antaa viitettä siitä että tuossa
saattaa myöhemmin tilanne muuttua, Varsinkin kun kiinnittää huomiota myös
SDS2000X Plus mallin vastaavaan taulukkoon (Kuva 5.)
SDS2000X Plus sekvenssitallennuksen taattu maksiminopeus kun
käytössä on 8 bittinen resoluutio.
Tässä mallissa voi toimia joko normaalilla 8 bit tai rajoitetulla 10
bit resoluutiolla. 10 bit resoluutio hidastaa sekvenssitallennusta
huomattavasti.
TTaulukko ei ole täysin valmis ja
osin puutteellinen (siksi preliminary). Tämä malli on ollut jo aiemmin markkinoilla ja
saanut lukuisia FW päivityksiä. En usko enää merkttäviin muutoksiin tämän
taulukon osalta.
Kuva 5.
Taatun maksiminopeuden mittaaminen.
Taatun maksiminopeuden testaus voidaan tehdä monella tavalla. Perusperiaate on
kuitenkin sama. Etsitään sellainen nopeus (tapahtumien intervalli)
jolla yksikään sellainen tapahtuma ei jää tallentumatta joka täyttää
triggausehdot.
Taattua nopeutta suuremmillakin nopeuksilla saattaa kaikki tallentua
normaalisti (varsinkin jos sekvenssi on lyhyt), mutta kun toistetaan sekvenssiä
havaitaan kuitenkin että joskus putoaa tapahtuma tai useampia pois mikäli nopeus
on taaattua nopeutta suurempi.
Koskee myös yksittäisten peräkkäisten triggaustapahtumien väliä. Mikäli
esimerkiksi maksimi taattu nopeus olisi 400000 segmenttia sekunnissa. Tällöin yksikään
triggausväli ei saisi alittaa 2500 ns.
Olen testauksessa käyttänyt SDG1062X sekä muita generaattoreita (vain "viihteellisen"
maksimi wfm/s mittaamiseen sekvenssitallennuksessa).
SDG1062X on käytetty nimenomaan taatun nopeuden maksimin selvittämiseen ja
testaamiseen.
Olen myös huolehtinut että tutkintaan käytetty signaali on on ollut todelliselta
taajuudeltaan riittävän tarkka ja vähintään 1ppm yli jotta varmistuu että
testisignaali ei ole missään vaiheessa alinopeuksinen.
Lisäksi olen käyttänyt signaalina suorakaideaaltoa koska sen aikajitteri on
huomattavasti vähäisempää kuin pulssitoiminnossa. Pulssin pituus on säädetty
muuttamalla jakson pulssisuhdetta.
Signaalilähteen asetus kun tutkittu sekvenssitallennusta 50us/div aika
asetuksella ja käytössä maksimi segmenttien määrä sekvenssissä eli 80000.
Signaaligeneraattori tuottaa bursteja joissa 80000 jaksoa ja bursteja toistetaan
2 sekunnin väliein. Pulssitaajuus burstissa on tässä tapauksessa noin
~456000,65Hz (mitattu). (Taajuus säädetty muuttamalla generaattorin taajuutta
hiukan "ylös" koska tämä yksilö näyttää olevan hiukan alakantissa enkä nyt
viritellyt sitä ulkoiselle referenssille koska tähän tarkoitukseen tarkkuus
riittä erittäin reilusti. Siksi näkyvä taajuusasetus on hiukan yli.
Kuva 6.
Huomaa, kanava 2 on harmaana koska se on Tracking moodissa eli seuraa kanavan 1
asetuksia. (sieltä mittailen
taajuutta jotta en häiritse testisignaalia vahingossakaan koska lähellä taatun
nopeuden rajaa testiaika voi olla hyvinkin pitkä. Jopa tunteja.)
Generaattorin Ch1 menee suoraan koaksikaapelilla tutkittavan oskilloskoopin,
SDS2504X HD (tässä asiassa kaikki SDS2000X HD mallit vastaavat toisiaan)
Kanava 2 kaapelilla taajuuslakuriin (HP53131A jossa HS uunireferenssi on
vähintäänkin riittävässä tarkkuudessa)
Kuva 7.
Signaali näyttää tälle. (Skooppi SDS2000X HD).
Tässä kuvassa yksi sekvenssi on tullut täyteen ja segmentit on prosessoitu
näytölle ja ollaan valmiina odottamassa seuraavan sekvenssin ensimmäistä
pulssia.
Tuossa kuvaruudulla on kerrostettuna päällekkäin kaikki 80000 segmenttiä. Mikäli
siellä olisi jokin pikkeama esim signaalin muodossa näkyisi se kuvassa.
Kun asetettu segmenttimäärä (tässä 80000) on tullut täyteen alkaa oskilloskooppi
prosessoida segmenttejä näytettäväksi. Tuo prosessointiaika riippuu erittäin
olennaisesti siitä mikä on asetettu interpolointitavaksi ja onko näyttötavaksi
asetettu Vectors vai Dots (viivat yhdistämään näytepisteitä vai pelkät pisteet).
Kun prosessointi on kesken ei voida aloittaa uutta sekvenssiä.
Sekvenssitallenuksen aikana kuvaruutua ei päivitetä. Kuvaruudulla päivitetään
ainoastaan näyttöä meneillään olevasta sekvenssinumerosta (ja sekin varsin
hitaasti, eli näillä nopeuksilla se ei usen kerkiä näyttää lainkaan tai vain
jonkin satunnaisen väliarvon). samassa kodassa näyttä myös ilmoittaa että
sekvenssi on tulluttäyteen kertomalla että prosessoidaan. Ja kun se on
prosessoitu ilmoitetaan että odotetaan Triggeriä (ellei käynnistetty vain yhtä
(Single) sekvenssiä).
Miksi Burst Period on 2 sekuntia.
Kun sisään tulee jatkuvaa signaalia (generaattori tuottaa jatkuvaa signaalia
tuolla taatulla maksimi sekvenssinopeudella) toistuu sekvenssin tallennus koko
ajan niin nopeasti uudelleen kuiin se on mahdollista (mikäli ei oltu haluttu
yksittäistä sekvenssiä (Single). Jatkuva toistuva sekvenssitallennus näyttää
SDS2000X HD oskilloskoopin trig out
tältä katsottuna SDS2104X Plus oskilloskoopilla.
Halusin hiukan pidemmän periodin kuin juuri minimi joka olisi burstin pituus
plus tuo prosessointiaika. Siinä on kuitenkin pientä vaihtelua ja lisäksi sen
vuoksi ettei koko ajan tarvi sitä säätää kun muuttelee signaalin taajuutta.
Kuva 8.
Nähdään että Sekvenssien väli on 1.130 sekuntia. Tämä on vain esimerkki.
Se toteutuu juuri tällä testisignaalilla ja muilla SDS2000X HD asetuksilla.
Esimerkiksi haluttu näyttötapa ja valittu interpolointi yms vaikuttavat siihen kuinka
kauan sitä prosessoidaan ennen kuin voidaan aloittaa uuden sekvenssin tallennus.
Prosessointiaikaan vaikuttaa myös huomattavasti se mikä oli t/div asetus
samoin kuin tietenkin valittu segmenttien määrä sekvenssissä.
Maksiminopeuden testauksessa en ole käyttänyt mahdollisimman pientä väliä
sekvbensseissä vaan jättäen siihen hieman enemmän rakoa. Tässä tapauksessa
käytin 2 sekunnin Burst Period aikaa.
Huomaa että tuo väli riippuu myös oskilloskoopin t/div asetuksesta sekä muusta.
Siksi joillain aioka asetuksilla tuo aika on valittu siihen sopivaksi.
Ihan vaan huomautuksena sen hahmottamiseksi miksi aikaa kuluu. 80000 segmenttiä. Kussakin tässä tapauksessa 1000
näytettä. Aajatellaanpa että pisteiden väliin pitää piirtää viivat ja huolehtia
siis että ne viivat tulostettaan näytölle oli ne sitten päällekkäin tai erillään
muista.
Pisteiden välejä on kaiken kaikkiaan 79 920 000 kpl. Voisit helposti sanoa että
nehän on niin lähellä toisiaan että 1000 pixelin matkalla niiden väliin ei jää
juurikaan pirrettävää. Älä unohda vertikaalisuuntaa. Yksi piste voi olla
alareunassa ja juuri seuraava piste yläreunassa. Ihmissilmä näkee heti valmiista
kuvasta että tuohan on helppoa eikä kovinkaan työlästä. Mutta koneen on käytävä
ne jokainen läpi ennen kuin se kuva tuodaan näytille. Siksi siihen kuluu hiukan
aikaa.
Tässä nimenomaisessa esimerkki tapauksessa, vaikka harventaisin pulssivälin
miten pitkäksi tahansa veisi tuo valmiin sekvenssin prosessointi kuvaksi
kuitenkin saman ajan koska sitä EI tehdä hitaillakaan signaaleilla kesken
sekvenssin (koska ennustaminen on vaikeaa, varsinkin tulevan ennustaminen).
Ennen uutta sekvenssin alkua olisi odotettava 1.13 sekuntia.
Seuraavassa kuvassa alla on seurattu hyvin pitkään putoaako yksikään pulssi (joka
siis tässä on yksi segmentti) pois yhden koko sekvenssin tallennuksessa kun
niitä toistetaan.
Ollaan nopeudessa jonka olen todennut olevan tällä asetuksella maksimi taattu
jatkuva nopeus.
Kuva 9.
Seurannassa siis käytetty SDS2000X Plus oskilloskooppia johon signaaali tulee
tutkittavan SDS2000X HD oskilloskoopin TrigOut (Aux) lähdöstä.
Kuvan testitilanne on se mikä tässä on tuo esimerkkitapaus. Todellinen mitattu
pulssitaajuus sekvenssissä 456.000kHz (+~1ppm)
Seurannassa persistenssi on infinity eli kaikki säilyy kuvassa kunnes
näytön persistenssi nollataan.
Testiä on jatkettu tässä jonkun aikaa ja edelleen nähdään että yhtään sellaista
tapahtumaa ei ole jossa sekvenssi ei olisi täyttynyt yhdellä 80000 pulssin
burstilla.
(tässä esimerkkikuvassa laskuri kertoo että bursteja (siis noinollen myös täysiä
sekvenssejä) on tähän mennessä ollut 1077 kpl (86160000/80000) Kyseisellä
2s burst intervallilla suunnilleen 36 minuuttia.
Toki olen tuon varmistanut vielä paljon pidemmällä testillä.
Seuraavassa kuvassa on esimerkki siitä miltä voi näyttää kun testitulos on
hylätty. On ylitetty taattu maksiminopeus.
Kuva 10.
Mitä tässä on tapahtunut.
On ilmeistä että tuolla sekvessin jossain kohden on puuttunut yksi pulssi.
Sekvenssin tämä näkyvä loppuosa (zoom ikkunassa) edelleen samassa paikassa eli
ajallinen pituus toki säilynyt. Mutta sekvessi ei tullutkaan valmiiksi
kyseisellä 80000kpl burstilla. Jätiin tässä tapauksessa odottamaan yhtä pulssia. Seuraava burst
alkaa ja silloin saadaan sisään se viimeinen segmentti ja kuva SSD2000X HD
skoopissa prosessoidaan. Loppuosa burstista menee harakoille tuon prosessoinnin
aikana. Sitten seuraava bursti taas alka auuden sekvennssin ja luultavimmin saa
sen valmiiksi koska kirkkausinformaatiosta kuvassa nähdään että tuo nuolella
merkattu ei ole viimeisin tässä. Viimeisin on tuo vaaleansininen. En tiedä
milloin tuo tämän seurantajaksin aikana tapahtui koska en todellakaan istu
silmää räpäyttämättä skoopin ruutua tuijottaen. Mutta, aina kun jonkun seuranta
ajan jälkeen näkyy tällaista, tietää että nopeus on ollut yli taatun nopeuden.
(tässä se nopeus on ollut 457,000kHz) Aiemmin jätin tuon testin pyörimään
ja kun palasin paikalle tulos oli tämä. Nopeudella 456,000kHz ei vastaavaa ole
näkynyt useidenkaan, jopa joskus tuntien mittaisten, jaksojen jälkeen.
Itseasassa olen testannut myös hinenen nopeammalla nopeudella jolla silläkään ei
esiintynyt jonka jälkeen pyöristin maksimi taatuksi nopeudeksi 456000 segmenttiä
sekunnissa.
Toki edelleen ajattelen että 500kwfm/s (500ksegment/s) voidaan sanoa olevan
tyypillinen maksiminopeus.
Sitten erikseen on vielä "viihteellinen" maksimi keskiarvoinen wfm/s nopeus yhden sekvenssiin piduudelta mitattuna. Tässä
mittauksessa ei välitetä siitä että
signaalissa esiintyvät triggausehdot täyttävät tapahtumat eivät tule kaikki tule
tallennetuiksi. Tarjotaan siis signaalia jossa esiintyy suurella taajuudella
triggausehdot täyttäviä kohtia ja sitten vaan mitataan millä nopeudella siitä
saadaan tallennuksia. Siinä testissä käytin 160MHz jatkuvaa siniaaltoa
signaalina. Mittasin kuinka nopeasti siitä tuii maksimi segmenttimäärä täyteteen
ja siitä sitten laskettu nopeus. (se voidaan myös laskea oskilloskoopin TrigOut
signaalista kunhan hulehditaan oikea aikaisesta ajoituuksesta sen soalta mistä
kohden taajuutta lasketaan. Koska se voidaan helposti tehdä käyttäen toista
oskilloskooppia mittasin vain talteen saadun sekvessin ajallisen pituuden ja kun
tiedetään segmenttimäärä niin siitähän se sitten saadaan. Tällaisella
maksiminopeudella on lähinnä viihdearvoa.
Seuraava kuva kertoo mittaustavasta yhden esimerkin. Muitakin tapoja on.
Kuva 11.
SDS2000X HD oskilloskoopin Trig Out lähtösignaali. Skoopin sisäänmenoon
meni 160MHz siniaatoa. Yhden segmentin sisältämien segementtien taajuuden voi laskea.
Sekvenssi sisältää tässä 80000
segmenttiä joiden kokonaisaika ensimmäisestä triggauksesta viimeiseen on
kuvassa ~137 ms. Tästä saadaan taajuudeksi 583 kHz. Tällä on sellainen
merkitys että se kertoo sekvenssitallennuksen kykenevän triggaamaan nopeamminkin
kuin taatun nopeuden mukaisesti mutta ei varmuudella tasaiseen tahtiin.
Sekvenssitallenusta käytetään yleensä siten että halutaan olla varmoja että
tiedetään ettei segmenttejä ole jäänyt tallentamatta kun tulosignaali pysyy
sallituissa varmoissa rajoissa. Tokihan mainonnassa voisi käyttää hiukan
viihteellisesti "up to over 580kwfm/s" mutta mahdollisesti vielä parempi
lukuarvo vöisi löytyä tuolta sekvenssin sisältä jonkun kahden segmentin
välisestä ajasta. Sellasialla ei ole skoopin käytön kannalta mitään merkitystä.
On myös hyvä muistaa että sekvenssitallennusta käytetään hyvin usein aivan
muulla tavalla kuin pyrkien maksiminopeuteen. On hyvä kuitenkin tietää nuo
maksimirajat.
Usein tätä toimintaa käytetään varsin hitaissakin tilanteissa. Ikäänkuin
muistin jatkamiseen kun signaalissa on paljon sellaista aikaa jonka aikana ei
tapahdu mitään kiinnostavaa ja sitten kuitenkin halutaan saada talteen ne
olennaiset tapahtumat. Oikeastaan se taisi olla alunperin yksi
tämän toimintavan perustarkoitus (esim tutkasignaalien analysointi tms). Aivan
erityisen tärkeää tämä tallennusmuoto (silloin nimi usein "segmented memory
acquisition") koska muistia oli varsin vähän. Se vähäinen muisti jaettii
segmentteihin jolloin otettiin pätkä talteen ja joutoaikana ei tuhlattu muistia
vaan odotettiin seuraavaa tärkeää tapahtumaa jolloin niitä saatiin muistiin
vaatimattomallakin muistin määrällä kohtalaisen paljon.)
Karrikoitu esimerkki. 1 sekunnin välein tuleva lyhyt aikapulss joka on
esim 100ns pituinen. Sen muodon ja korkeuden vaihteluita haluamme saada talteen
ja mahdollisesti myös laskettua niiden aikaväli.
No pistetään sekvenssitallennus käyntiin ja kerätään niitä 80000 maksimissaan.
Näytenopeus 2GSa/s. Saadaan jokainen pulssi talteen 22 tunnin ajalta. Niille
saadaan myös 1us resoluutiolla aikaleima.
Tuo aika yhtäjaksoisena tallenteena vaatisi muistia 160 000 000 000 000 tavua.
160 000 Giga tavua eli 160 Tera tavua. Oli hiukan viisaampaa näillä
työkaluilla ottaa ne pulssit vain 1000 tavun pätkinä talteen ja jättää se joka
pulssin välinen odotteluaika josta ei olle kiinnostuneita tallentamatta.
(sitäpaitsi jos sinä odotusaikana sattuisikin triggaustapahtum, esimerkiksi
jokin häiriöpulssi, se tulisi myös talteen!
Kun hallitsee näiden toimintojen pääominaisuudet sekä sujuvan soveltamisen eri
tilanteisiin on käisssä varsin tehokas työkalu.
--» Ylös
--» Oskilloskoopit
--» Etusivulle - Home