Oscyloskopy w oparciu o
karty pomiarowe
Wykonali: Puchała
Piotr
Rusek
Łukasz
Oscyloskopy w oparciu o
karty pomiarowe
Wykonali: Puchała
Piotr
Rusek
Łukasz
Wstęp
• Wykorzystanie komputera wraz z
kartami pomiarowymi pozwoliło w
znacznym stopniu zautomatyzować
pomiary i maksymalnie uprościć
obsługę urządzenia (oscyloskopu), co
w znaczący sposób podniosło jego
walory użytkowe. Znalazło również
swoje odbicie w atrakcyjnej cenie,
wielokrotnie niższej od ceny urządzeń
podobnej klasy.
Przykładowe
zastosowania:
• narzędzie warsztatowe łączące funkcje
najważniejszych urządzeń
serwisowych: Oscyloskopu, Analizatora
Widma i Generatora Serwisowego
• przeznaczony do tworzenia
przemysłowych rozproszonych
systemów pomiarowych, sterujących i
regulacyjnych
Obserwacja przebiegów poprzez
odpowiednie oprogramowanie
Podział kart pomiarowych:
• Ze względu na rodzaj podłączenia:
- PCI
- ISA
- USB
• Ze względu na rodzaj:
- analogowe
- cyfrowe
Karta pomiarowa cyfrowa PCI PIO-
D64
Parametry techniczne:
Construction
Construction
PCI Board
Interface
Interface
PCI
Digital Input
Digital Inputs
Total
32
TTL
32
Input Voltage
Logic Level 0
-0.5...0.8 V
Logic Level 1
2...5 V
Input Current
Logic Level 0
0.45 mA
Logic Level 1
75 mkA
Digital Output
Digital Output Channels
Total
32
TTL, without Isolation
32
Output Current
Logic Level 0
24 mA
Logic Level 1
15 mA
Timers/Counters
Timers/Counters Channels
4
Timers/Counters
Total
5
16-bits
4
32-bits
1
Model
8254 Compatible
Input Frequency
Frequency Mode
0...2 MHz
Counter Mode
0...2 MHz
Input Voltage
Logic Level 0
-0.3...0.8 V
Logic Level 1
2...5 V
Frequency Base
0.25,0.5,1,2 MHz
Gate Control
Yes
Additional Functions
Additional Functions
Breadboard Area
Cables & Connectors
Connectors
5xIDC-20
Power
Current
+5V
580 mA
Daughter Boards
Daughter Boards
DB-16P, DB-16R, DB-8025, DB-8125, DN-20, DN-20/N
Software
Software
DOS utility for test and calibration, libraries and drivers for MS DOS,
Widows 95/98/NT, LabVIEW, Trace Mode
Operation
Operati
on
Temper
atu
re
0...+60 °C
Humidit
y
0...90 %
Storage
Storag
e
Temper
atu
re
-20...+80 °C
Dimensions and Weight
Dimens
ion
s
Length
156 mm
Depth
105 mm
Weight
0.115 kg
Karta pomiarowa analogowa PCI
PCI-1800H
Parametry techniczne:
Construction
Construction
PCI Board
Interface
Interface
PCI
Analog Input
Analog Input
Channels
Total
16
Single-ended
16
Differential
8
Input Ranges
Bipolar, Voltage
-10...+10,-5...+5,-1...+1,-0.5...+0.5,-0.1...+0.1,-
0.05...+0.05,-0.01...+0.01,-0.005...+0.005 V
Unipolar, Voltage
0...+10,0...+1,0...+0.1,0...+0.01 V
Input
Impedan
ce
Voltage Inputs
10 GOhm
Input Capacity
6 pF
Max Input Overvoltage
35 V
AD Converter
Resolution
12 bit
Trigger Mode
Pacer,Software,Pretrigger
Multiplexer
Channel Scan List
Automatic,Soft
Max Channel Scanning
Rate, Multichannel
44 kHz
Amplifier
Gain
0.5,1,5,10,50,100,500,1000
On-board
Memory
Capacity
1 KB
On-board Memory
Capacity
1 KB
Data Transfer Modes
Software,Interrupt,DMA
Nonlinearity
Differential
-1.5...+1.5 LSB
Analog Output
Analog Outputs
2
DA Converter
Number of DACs
1
Resolution
12 bit
Settling Time
0.4 us
Output Ranges
Internal Reference, Voltage
-10...+10,-5...+5 V
Output
Driving Capability
5 mA
Start-up Value
Voltage
0 V
Digital Input
Digital Inputs
Total
16
TTL
16
Input Voltage
Logic Level 0
0...0.8 V
Logic Level 1
2...5 V
Input Current
Logic Level 0
0.4 mA
Logic Level 1
20 mkA
Digital Output
Digital Output Channels
Total
16
TTL, without Isolation
16
Output Voltage
Logic Level 0
0...0.5 V
Logic Level 1
2.7...5 V
Output Current
Logic Level 0
8 mA
Logic Level 1
400 mkA
Timers/Counters
Timers/Counters
Total
3
16-bits
3
Model
8254 Compatible
Frequency Base
8 MHz
Cables & Connectors
Connectors
2xIDC-20,DB37 Female
Standard Purchase
CA-4002
Power
Current
+5V
350 mA
Daughter Boards
Daughter
Boards
DB-16P, DB-16R, DB-37, DB-8025, DB-8125, DN-20, DN-20/N, DN-37, DN-37/N,
ADP-20/PCI, DB-1825/1, DB-1825/1/DIN, DB-1825/2, DB-1825/2/DIN
Software
Software
DOS utility for test and calibration, libraries and drivers for MS DOS, Widows
95/98/NT, LabVIEW
Operation
Opera
ti
o
n
Tempe
ra
tu
re
0...+50 °C
Humid
it
y
0...90 %
Storage
Stora
g
e
Tempe
ra
tu
re
-20...+70 °C
Humid
it
y
0...90 % (5..95)
Dimensions and Weight
Dime
n
si
o
n
s
Lengt
h
205 mm
Depth
105 mm
Weight
0.201 kg
ISA
Dzielą się na:
a) cyfrowe:
-16 kanałowe
-32 kanałowe
-64 i więcej
-licznikowe
b) analogowe
-wejściowe
-wyjściowe
-wejściowo-wyjściowe
P16R16DIO
Karta pomiarowa ISA 16-kanałowy z izolowanym
wejściem cyfrowym i 16-kanałami z wyjściem Relay,
Adapter CA-4037x1, przewód Socket CA-4002x2
Cyfrowy 16kanałowy
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Digital Input
Digital Inputs
Total
16
Isolated
16
Isolation
1000 V
Photocouple/Driver Type
PC-814
Input Voltage
Logic Level 0
0...3.5 V
Logic Level 1
3.5...30 V
Input Impedance
1.2 kOhm
Maximum Input Frequency
50 kHz
Digital Output
Digital
Output
Channels
Total
16
Relay, Type A
8
Relay, Type C
8
Relay
Maximum
Switching
Current, DC
1A@30V
Maximum
Switching
Current, AC
0,3A@120V
Breakdown Voltage
1000 V
Turn On Time
5 ms
Turn Off Time
10 ms
Life Expectancy
100000
I/O Configurations
I/O Adress Space
200H...3FFH
Additional Functions
Additional Functions
Input RC-filter with Time Constant of
1,2 ms
Cables & Connectors
Connectors
1xIDC-40,DB37 Female
Standard Purchase
CA-4002, CA-40-37
Power
Current
+5V
200 mA
+12V
260 mA
Daughter Boards
Daughter Boards
DB-37, DN-37, DN-37/N
Software
Software
Configuration utility, libraries and
driver for
MS DOS, Windows 95/98/NT, LabVIEW,
Trace Mode
Operation
Operatio
n
Temperatur
e
0...+50 °C
Humidity
0...90 %
Storage
Storage
Temperatur
e
-20...+70 °C
Dimensions and Weight
Dimensi
ons
Length
173 mm
Depth
115 mm
TMC-10
Karta pomiarowa ISA 10 Channel \
Regulator/Licznik and 8 cyfrowym
wyjściem
licznikowy
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Digital Output
Digital
Output
Channel
s
Total
8
TTL,
withou
t
Isolatio
n
8
Output
Current
Logic Level
0
64 mA
Logic Level
1
15 mA
Timers/Counters
Timers/Counters Channels
10
Timers/Cou
nters
Total
10
16-bits
8
32-bits
2
Model
8254 Compatible
Input
Freque
ncy
Frequency
Mode
0...8 MHz
Input
Voltage
Logic Level
0
-0.5...0.8 V
Logic Level
1
2...5 V
Frequency Base
0.08,0.8,1.6,8 MHz
Gate Control
Yes
I/O Configurations
I/O Adress Space
200H...3FFH
IRQ
3,4,5,6,7,9,10,11,12,15
Cables & Connectors
Connectors
DB37 Female
Power
Current
+5V
500 mA
Daughter Boards
Daughter Boards
DB-37, DN-37, DN-37/N
Software
Software
DOS utility for test and calibration,
libraries and drivers for MS DOS,
Widows 95/98/NT, LabVIEW,
Trace Mode
Operation
Operation
Temperatu
re
0...+50 °C
Humidity
0...90 %
Storage
Storage
Temperatu
re
-20...+70 °C
Dimensions and Weight
Dimensions
Length
121 mm
Depth
106 mm
Weight
0.125 kg
ISO-730
Karta pomiarowa ISA 64-kanałowe I/O cyfrowe (z izolowanym
16DI, 16DO, nie- z izolowanym TTL 16DI, 16DO)
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Digital Input
Digital Inputs
Total
32
Isolated
16
TTL
16
Isolation
2500 V
Input Voltage
Logic Level 0
0...3.5 V
Logic Level 1
3.5...30 V
Input Impedance
1.2 kOhm
Maximum Input Frequency
10 kHz
Digital Output
Digital Output
Channels
Total
32
TTL, without
Isolation
16
OK, with Isolation
16
Isolation
2500 V
Output Voltage
Logic Level 0
0...0.5 V
Logic Level 1
2.4...5 V
Output Current
Logic Level 0
8 mA
Logic Level 1
0.4 mA
Switching Current
DC
200 mA
Switching Voltage
DC
40 V
Maximum Output Frequency
10 kHz
I/O Configurations
I/O Adress
Space
200H...3FFH
IRQ
3,4,5,6,7
Additional Functions
Additional
Functions
1 from 4 Inputs as Interrupt
Source
Cables & Connectors
Connectors
2xIDC-20,DB37 Female
Daughter Boards
Daughter
Boards
DB-37, DN-37, DN-37/N
Software
Software
Configuration utility, libraries and
driver for MS DOS, Windows
95/98/NT, Linux, LabVIEW, Trace
Mode
Operation
Operat
ion
Temp
eratur
e
0...+50 °C
Humi
dity
0...90 %
Storage
Storag
e
Temp
eratur
e
-20...+70 °C
Dimensions and Weight
Dimen
sions
Lengt
h
172 mm
Depth
124 mm
Weight
0.148 kg
ISO-AD32H
Adapter ISA, 32SE/16D z wejściem analogowym, 12
bitów ADC, 125 kHz, ochrona izolacyjna, przewód
Socket CA-4002x1
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Analog Input
Input
Range
s
Bipolar, Voltage
-10...+10,-5...+5,-
1...+1,-0.5...+0.5,
-0.1...+0.1,-0.05...
+0.05 V
Unipolar, Voltage
0...10,0...1,0...0.1 V
Input
Imped
ance
Voltage Inputs
10 GOhm
Input Capacity
6 pF
AD
Conve
rter
Resolution
12 bit
Trigger Mode
Software
Multiplexer
Channel Scan List
Soft
Max Channel
Scanning Rate,
Multichannel
125 kHz
Amplifier
Gain
0.5,1,5,10,50,100,
500,1000
Isolation
500 V
On-board
Memor
y
Capacity
1 KB
Data Transfer Modes
Software,Interrupt
Accuracy
0.015 %
Nonlinearit
y
Integral
-0.5...+0.5 LSB
Zero Drift
25 mkV/°C
I/O Configurations
I/O Adress Space
200H...3FFH
IRQ
3,4,5,7,9,11,12,14,15
Cables & Connectors
Connectors
DB37 Female
Standard Purchase
CA-4002
Power
Curre
nt
+5V
850 mA
Daughter Boards
Daughter Boards
DB-37, DN-37, DN-37/N, DB-
1825/1, DB-1825/1/DIN, DB-
1825/2, DB-1825/2/DIN
Software
Software
DOS utility for test and calibration,
libraries and drivers for MS DOS,
Widows 95/98/NT, LabVIEW, Trace
Mode
Operation
Oper
ation
Temperatur
e
0...+50 °C
Humidity
5...95 %
Storage
Stora
ge
Temperatur
e
-20...+70 °C
Humidity
5...95 % (5..95)
Dimensions and Weight
Dime
nsion
s
Length
173 mm
Depth
122 mm
Weight
0.205 kg
A-626
Adapter ISA, 6 wyjść analogowych z ochroną
prądowo-napięciową, 12 bitów DAC, 16DI, 16DO
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Analog Output
Analog Outputs
6
DA Converter
Number of DACs
1
Resolution
12 bit
Type
DAC7541
Settling Time
70 us
Output Ranges
Internal
Reference,
Voltage
-10...+10,-5...+5,0...
+10,0...+5 V
External
Reference,
Voltage
-10...+10 V
Internal
Reference,
Current
4...20 mA
Output
Driving Capability
5 mA
Data Transfer Modes
Software
Accuracy
0.012 %
Nonlinearity
Differential
1/2LSB
Start-up Value
Voltage
0 V
Current
0 mA
Digital Input
Digital Inputs
Total
16
TTL
16
Output
Curren
t
Logic
Level 0
24 mA
Logic
Level 1
15 mA
I/O Configurations
I/O Adress Space
200H...3FFH
IRQ
3,5,6,7,9,10,11,12,15
Cables & Connectors
Connectors
2xIDC-20,DB37 Female
Standard
Purchase
A4D4
Power
Curren
t
+5V
900 mA
+12V
110 mA
-12V
90 mA
Daughter Boards
Daughter Boards
ADP-20, DB-16P, DB-16R, DB-37, DN-
20,
DN-20/N, DN-37, DN-37/N
Software
Software
DOS utility for test and calibration,
libraries
and drivers for MS DOS, Widows
95/98/NT, LabVIEW, Trace Mode
Dimensions and Weight
Dimen
sions
Length
184 mm
Depth
123 mm
Weight
0.17
A-822PGH
Adapter ISA,16SE/8D z wejściem analogowym, 12 bit ADC,
125 kHz, 2 wyjścia analogowe, 16DI, 16DO, Regulator
Construction
Construction
ISA Board
Interface
Interface
ISA
Analog Input
Analog
Input
Chan
nels
Total
16
Single-ended
16
Differential
8
Input Capacity
6 pF
Max Input Overvoltage
35 V
AD
Conv
erter
Type
ADS774
Resolution
12 bit
Trigger Mode
Pacer,Software
Multiplex
er
Channel Scan List
Soft
Max Channel
Scanning Rate,
Multichannel
125 kHz
Amplifier
Gain
0.5,1,5,10,50,100,500,1000
Data Transfer Modes
Software,Interrupt,DMA
Nonlinear
ity
Differential
-1...+1 LSB
Zero Drift
25 mkV/°C
Analog Output
Analog Outputs
2
Nonlinear
ity
Differential
1/2 LSB
Start-up
Value
Voltage
0 V
Digital Input
Digita
l
Input
s
Total
16
TTL
16
Input
Voltag
e
Logic Level
0
0...0.8 V
Logic Level
1
2...5 V
Input
Curre
nt
Logic Level
0
0.4 mA
Logic Level
1
20 mkA
Digital Output
I/O Configurations
I/O Adress Space
200H...3FFH
DMA Channel
Yes
IRQ
3,4,5,6,7,9,10,11,12,14,15
Cables & Connectors
Connectors
2xIDC-20,DB37 Female
Power
Curre
nt
+5V
350 mA
Daughter Boards
Software
Software
DOS utility for test and calibration,
libraries and drivers for MS DOS,
Widows 95/98/NT, LabVIEW, Trace
Mode
Storage
Dimensions and Weight
Dime
nsion
s
Length
170 mm
Depth
122 mm
Weight
0.165 kg
Karta pomiarowa pod USB
Dane techniczne:
Wejścia pomiarowe:
2 analogowe kanały pomiarowe
Rodzaj wejść pomiarowych:
Standardowe gniazda oscyloskopowe BNC 50 om
Parametry wejść pomiarowych:
Standardowa rezystancja 1Mom w całym zakresie,
pozwalająca na korzystanie ze standardowych
sond oscyloskopowych (np. 1:1 lub 1:10)
Wszystkie funkcje i pomiary dokonywane w czasie
rzeczywistym:
Tak
Rozdzielczość ekranu Oscyloskopu:
780 x 420 pikseli
Odświeżanie ekranu Oscyloskopu:
20 fps
Próbkowanie:
65,535kHz
Rozdzielczość próbkowania:
16 bitów
Pasmo pomiarowe:
39,5kHz
Podstawa czasu:
0,01ms/dz - 25ms/dz
Maksymalne napięcie wejściowe:
AC 30V (300V przy zastosowaniu sondy z podziałem
1:10)
Czułość wejść:
0,05V
Zabezpieczenie wejść pomiarowych przed zwarciami:
Tak, również dla zwarć długotrwałych
Zabezpieczenie wejść pomiarowych przed przepięciami:
Tak, dla krótkotrwałych impulsów do 50V
Eliminacja składowej stałej DC:
Tak
Wszystkie funkcje i pomiary dokonywane w czasie
rzeczywistym:
Tak
Wyświetlanie częstotliwości badanych sygnałów:
Tak
Wyświetlanie czasów trwania badanych sygnałów:
Tak
Wyświetlanie częstotliwości składowych badanego
sygnału:
Tak
Możliwość zmiany wartości podstawy czasu w czasie
pomiarów:
Tak
Możliwość dowolnego przesuwania na ekranie badanych
sygnałów wzdłuż osi X i Y w czasie pomiaru:
Tak
Możliwość nałożenia na siebie 2 badanych sygnałów i
porównanie ich zbieżności:
Tak
Możliwość zamrożenia na wyświetlaczu oscylogramu
badanego sygnału (hold):
Tak
Możliwość aktywnej analizy zamrożonego na
wyświetlaczu oscylogramu:
Tak
Możliwość zmiany wartości podstawy czasu dla
zamrożonego sygnału:
Tak
Możliwość dowolnego przesuwania na ekranie
zamrożonych oscylogramów wzdłuż osi X i Y:
Tak
Możliwość nałożenia na siebie 2 zamrożonych
oscylogramów i porównanie ich zbieżności:
Tak
Możliwość zapisania badanych sygnałów do pliku na
dysku:
Tak, w formie graficznej bitmapy (*.bmp)
Możliwość skopiowania oscylogramów badanych
sygnałów do systemowego schowka (Ctrl+C) i
wklejenia ich (Ctrl+V) do dowolnej aplikacji (np.
Word, Excel, PowerPoint, Corel, Photoshop,
Outlook...):
Tak
Możliwość wydrukowania oscylogramów badanych
sygnałów bezpośrednio z programu:
Tak
Przystawki oscyloskopowe Handyscope
na USB
Przystawki oscyloskopowe serii Handyscope na USB holenderskiej firmy TiePie
engineering w prosty sposób zmieniają komputer PC w oscyloskop,
woltomierz, analizator widma, rejestrator lub generator funkcyjny. Wystarczy
tylko podłączyć je, zainstalować oprogramowanie i już można zacząć pracę.
Dostępne są obecnie 3 podstawowe modele:
Handyscope HS3
- 2 wejścia na BNC, maksymalne próbkowanie od 5MS/s do 100MS/s, rozdzielczość
16, 14, 12 lub 8 bitów, zakresy napięć od 200mV do 80V, własna pamięć 128kS/kanał
- 1 wyjście generatora sygnałowego (AWG - Arbitrary Waveform Generator) na BNC,
maksymalna szybkość 50MS/s, rozdzielczość 14 bitów, zakres napięć ±12V, pamięć
128KS, przebiegi: sinus, trójkąt, prostokąt, DC, szumy, zdefiniowany przez
użytkownika
Handyscope HS4
- 4 wejścia na BNC, maksymalne próbkowanie od 5MS/s do 50MS/s, rozdzielczość
16, 14 lub 12 bitów, zakresy napięć od 200mV do 80V, własna pamięć 128kS/kanał
Handyscope HS4 DIFF
- 4 wejścia na BNC różnicowe izolowane, izolacja kanałów 500V, separacja kanałów
-80dB, CMRR -48dB, maksymalne próbkowanie od 5MS/s do 50MS/s, rozdzielczość
16, 14 lub 12 bitów, zakresy napięć od 200mV do 80V, własna pamięć 128kS/kanał
Wszystkie mają interfejs USB 2.0, zgodny z USB 1.1. Dla tworzenia systemów
wielokanałowych jest możliwość podłączenia do 8 modułów HS3 i do 127 modułów
HS4 lub HS4 DIFF do jednego komputera PC. Każdy moduł jest dostarczany z
pakietem oprogramowania: sterownikami, programami pomiarowymi WinSoft i Multi
Channel pod Windows 98/ME/2000/XP/Vista. Program Multi Channel jest dostępny w
polskiej wersji językowej. Programy pozwalają pracować w trybie oscyloskopu,
analizatora widma, woltomierza, rejestratora lub generatora przebiegów. Są też
dostępne narzędzia dla programistów.
Ceny, zależnie od modelu i wersji, wahają się od 640€ do 1540€ netto.
Wady i zalety kart
pomiarowych:
• Główną zaletą kart pomiarowych jest
możliwość zapisywania dużej ilości
przebiegów, poprzez współprace z
komputerem
• Standardową wadą jest fakt, iż karta
pomiarowa nigdy nie dorówna
klasycznemu oscyloskopowi. Ustępuje
oscyloskopą pod względem zakresu
pomiarów, ich dokładności itp.
Bibliografia:
http://www.egmont.com.pl/
http://www.a2s.pl/
http://www.allegro.pl/