Многие функции, один инструмент: аналоговое обнаружение 2 от Digilent

Робин Митчелл из AAC обсуждает возможности тестового и измерительного инструмента Digilent’s Analog Discovery 2.

Любой, кто занимается электроникой как профессией, образованием или хобби, в конечном итоге должен будет модернизировать свое оборудование и начать изучать оборудование, такое как осциллографы, логические анализаторы и генераторы функций. Если вы не готовы сделать это оборудование самостоятельно, вы можете рассчитывать потратить сотни (если не тысячи) долларов на автономные блоки для настольных компьютеров.

Конечно, это только половина проблемы. Что относительно космического «центра»> Особая благодарность Digilent за предоставление analog discovery 2 для использования с этой статьей.

обзор

AD2 поставляется с множеством полезных функций как для студентов, так и для профессионалов.

  • Двухканальный дифференциальный входной осциллограф (± 25 В, полоса пропускания 30 МГц)
  • 16-разрядный логический анализатор
  • Вольтметр (переменный, постоянный ток, ± 25 В)
  • Двухканальный генератор произвольных функций (± 5 В)
  • Сетевой анализатор
  • Анализатор спектра
  • Цифровой анализатор шины
  • Программируемые источники питания

WaveForms 2015

Digilent бесплатно предоставляет WaveForms 2015 на своем веб-сайте. Программное обеспечение прост в установке и доступно для Windows, Mac и Linux.

Для AD2 нет драйверов; либо они установлены во время установки, либо AD2 использует общий виртуальный COM-порт для связи с WaveForms 2015.

Image
WaveForms 2015. Нажмите для увеличения изображения

После запуска WaveForms 2015 вы найдете очень «IDE-подобный» макет с инструментами, которые вы можете выбрать для запуска с левой стороны.

Доступны следующие варианты:

  • Объем
  • Генератор сигналов
  • Источник питания
  • лесоруб
  • Логический анализатор
  • Генератор шаблонов (для цифровых сигналов)
  • Статический IO
  • Сетевой анализатор (графики Боде и т. Д.)
  • Анализатор спектра
  • Сценарий (JavaScript)

WaveForms 2015 позволяет сохранять рабочие области, что очень удобно, если у вас типичная предпочтительная компоновка инструментов или работает с несколькими проектами. Например, у вас может быть цифровая среда, в которой вы используете логический анализатор, и сконфигурировали AD2 для максимизации своего логического хранилища, или вы находитесь в аналоговом мире, где необходимы анализатор спектра и генератор функций.

Программное обеспечение автоматически синхронизируется с AD2 при подключении, но удобнее подключать AD2 перед запуском WaveForms 2015.

осциллограф

Осциллограф AD2 имеет два канала, каждый из которых способен на вход ± 25 В с полосой пропускания 30 МГц. Использование программного обеспечения для осциллографа очень похоже (если не идентично) на использование типичного выделенного объема сканера. Доступны все стандартные элементы управления, включая:

  • Канал позволяет
  • офсет
  • Ассортимент
  • Временная позиция
  • Временная база
  • Единый захват
  • Повторный захват
  • Streaming
  • Сдвиг экрана
  • Инициирование
  • Выбор канала триггера (или внешнего триггера)
Image
Экран осциллографа. Нажмите для увеличения изображения

Чтобы лучше использовать AD2, устройство можно настроить таким образом, чтобы большая часть встроенной памяти AD2 была предназначена для хранения аналоговых данных, а не для хранения цифровых данных. Это позволяет более быстрые частоты дискретизации в течение более длительного периода времени.

Image
Диспетчер устройств, который позволяет вам использовать различные конфигурации для оптимизации частоты дискретизации

AD2 имеет максимальную частоту дискретизации 100MS / с (миллионы выборок в секунду) и, изменяя настройки потока до тех пор, пока образцы не будут потеряны, мы получим максимум частоты дискретизации 10 МГц на 10000 выборок. Это дает нам возможность собирать данные на частоте 10 МГц за 1 мс. По мере уменьшения частоты дискретизации количество образцов увеличивается.

Частота дискретизацииКоличество образцовВремя записи
10 МГц (макс.)100001мс
5МГц150003ms
1МГц1000000> 1s

Для частот выборки ниже 2 МГц, кажется, что AD2 может передавать данные по USB быстрее, чем образцы поступают с осциллографа, так что нет необходимости использовать встроенное хранилище для образцов.

Логический анализатор

Логический анализатор AD2 может записывать до 16 отдельных каналов одновременно. Штыри IO для анализатора совместимы с логикой 1, 8 В и 3, 3 В, но они также устойчивы к 5 В, что особенно полезно для многих проектов хобби, которые все еще полагаются на 5 В (например, Z80). WaveForms 2015 имеет четыре основных метода работы для логического анализатора:

  • повторный
  • сдвиг
  • экран
  • Поток
Image
Схема логического анализатора. Нажмите для увеличения изображения

Логический анализатор также может быть запущен в результате настраиваемого события. Этот триггер может быть любым из следующих:

  • Цифровой сигнал с вывода IO
  • Шаблоны (такие как конкретный шаблон часов с I2C)
  • Программный триггер от WaveForms 2015
  • Внешний триггер (найденный как вход AD2)

WaveForms 2015 также включает в себя шифровое декодирование и позволяет использовать многие общие конфигурации шин, в том числе:

  • Параллельная шина
  • SPI
  • I2C
  • УАПП
  • МОЖНО
  • I2S
  • Пользовательский — укажите свой собственный протокол

Первые три метода работы (повторный, сдвиг и экран) автоматически определяют частоту дискретизации, но операция потока настраивается. Если используются частоты дискретизации более 1 МГц, размер выборки будет зависеть от частоты дискретизации.