Журнал «Компьютерра» № 36 от 3 октября 2006 года

ОПЫТЫ: Не просто осциллограф: еще один прибор для радиолюбителей

Автор: Сергей Леонов

После двух статей Валерия Яценкова про USB-осциллографы (##647-648, 649) нам предложили на пробу еще один прибор под названием pv65, который я сегодня и представлю (к Валерию тоже добрался образец, но бремя описания мы решили возложить на меня). С тех пор как «КТ» опубликовала первый обзор компьютерного осциллографа (еще ISA-карта), мне регулярно приходили вопросы читателей, сначала «где купить», потом «существует ли что-нибудь подобное не для ISA». Я пытался было искать, но долгое время не находил вариантов, разумных по деньгам. А вот теперь можно сказать, что у покупателя даже выбор появился.

На сей раз у нас российская разработка, претендующая на уровень повыше любительского, аппарат, совмещающий функции собственно осциллографа (одноканального), генератора (с регулируемой амплитудой и функцией качающейся частоты синхронно с разверткой), вольтметра (в том числе пиковых значений) и частотомера. Элементная база — контроллер Xilinx Spartan, отдельный АЦП (8 бит при частоте выборки 100 МГц), гальваническая развязка от питания и интерфейса — превосходит по параметрам начинку английского USB Scope, имея несколько меньшую цену (8100 руб.). В плюсах «англичанина» — математический аппарат обработки сигнала, в плюсах pv65 — вдвое большая частота дискретизации, наличие генератора и возможностей измерения сигнала. Причем разработчики убили далеко не всех зайцев, возможно, оставив часть на будущее — программная оболочка до того проста, что в справку я вообще не смотрел.

Разумеется, первым после пробного включения делом, прибор я вскрыл (поблагодарив попутно изготовителей за отсутствие пломб и хитрых защелок). Внутри меня ждал «привет» — наклейка с просьбой не калибровать прибор самостоятельно. Ну, не вопрос, не буду, тем более, что изготовитель заранее предугадал, что внутрь-то я точно залезу, но не мешал этому — весьма приятно. Буквально же через час мы созвонились с разработчиками, и меня уверили, что это действительно лишь «привет» — там как раз должна быть инструкция по калибровке. Кроме наклейки внутри оказалась весьма современного уровня плата с SMD-монтажом и вполне приличным качеством. Собственно об осциллографе сказать почти нечего — что заявлено, то и работает. Пользуясь до сего момента аналоговым прибором, я не отметил каких-то неудобств или недостающих функций в сравнении с ним. Зато приобрел возможность измерения пиковых и средних значений сигнала, его частоты, и, не встречавшийся мне ранее режим «цифровой лупы». Последний позволяет остановить развертку (осциллограмма последнего прохода на экране остается) и, переключая время развертки, растягивать или сжимать картинку, а также передвигаться по ней, причем при растягивании количество точек увеличивается — реально измеренных значительно больше, чем отображаемых. Эта же особенность позволила сделать режим регистрации выбросов (если в пределах одной отображаемой точки было несколько измерений, и значения отличаются, вместо точки отображается вертикальный штрих от минимального до максимального значения, то есть показывается реальный шум).

Весьма нетривиальное применение прибору нашлось и в редакции. Администраторы, занимавшиеся перекладкой сетевых кабелей под потолком, долго не могли найти выход нескольких «витых пар», оканчивающихся в одной из комнат и начинающихся предположительно в шкафу с кросс-панелями среди сотни других кабелей. Не помог даже специально предназначенный для этого прибор — не хватало чувствительности. В конце концов я принес в комнату, где выходили кабеля, ноутбук, подключил к нему PV65, запустил в режиме sweep-генератора на частоте 9,52-9,55 МГц с напряжением 4 В и подключил один из проводов к выходу генератора. На радиоприемнике Icom R20 (в принципе подойдет любой, имеющий возможность приема в диапазоне 1—10 МГц с модуляцией SSB) была выставлена частота в пределах заданной на генераторе (9,54 МГц в режиме LSB), в результате чего характерная «трель» была слышна на расстоянии нескольких метров от кабеля. Пройдя по коридору с приемником, мы убедились, что кабель идет в нужном направлении в кросс-шкаф, после чего, уменьшив сигнал, удалось локализовать «пару» с точностью до двух коммутационных панелек (а уж найти один из 16 разъемов методом «тыка» не составило труда).

Частотомер показывает значение с семью значащими десятичными цифрами — не всегда достаточный для цифровой техники, но очень хороший результат. Точность измерения не зависит от частоты в огромном диапазоне

2 Гц...30 МГц — это паспортный диапазон измерения со входа осциллографа (со входа внешней синхронизации можно мерить до 250 МГц).

Встроенный генератор (использующий прямой цифровой синтез сигнала) был бы не слишком интересен, если бы не режим качающейся частоты, позволивший реализовать в одном приборе измеритель АЧХ.

В целом прибор ориентирован скорее на работу с аналоговыми, чем с цифровыми устройствами, но возможностей для совершенствования за счет программы остается очень много. Теперь замечания, высказать которые, если найду, меня просили сами разработчики — вот получайте.

• Значительная утечка по постоянному току в режиме закрытого входа, когда постоянная «подставка» превышает 20 В. Это оговорено в документации и неисправностью не является, но иногда мешает (сигнал ADSL, например, при неподнятой трубке телефона, на «подставке» 60 В, посмотреть нельзя — он уходит за пределы экрана). Не разбирался в схеме, но предполагаю, что утечка идет через электронный ключ на входе, впрочем, обещано, что в новых модификациях взамен появится реле, а пока пользователю, знающему, зачем ему смотреть такой сигнал, не составит большого труда включить на входе конденсатор.

• Отсутствие в программной оболочке каких-либо математических функций анализа или обработки сигнала. Не сказать, что мне, к примеру, это часто нужно, но иногда хочется посмотреть спектр. Впрочем, оболочка умеет сохранять данные (в объеме, не превышающем внутренний буфер устройства) в текстовый файл, и с некоторыми усилиями можно задействовать стороннюю обработку. Попутно: я так и не понял, от чего зависит количество сохраненных измерений, их то 4 тысячи, то 5 тысяч, хотя объем памяти заявлен на все 8 тысяч.

• Не реализованы функции регистратора — непрерывный вывод измерений в файл.

• Некоторые элементы интерфейса программ (не только этой — многих подобных) берут корни из аппаратных измерительных приборов, и с точки зрения пользователей компьютеров не всегда логичны. Те же кнопки переключения чувствительности или частоты развертки проблем не вызывают — выбор «одна из нескольких» всегда понятен и отображается логично — одна нажата, остальные нет. Здесь как раз уход от изображения «крутилок» полезен — имитация аппаратных многопозиционных ручек в пользовании неудобна. А вот кнопки открытого/закрытого входа и положительного/отрицательного фронта синхронизации с меняющимися на них символами сбили меня с толку. На аппаратных изделиях на самой кнопке пиктограмму обычно не наносили, но рядом были приведены две разных — с рисунком нажатого и ненажатого состояния. Здесь же на кнопке выводится символ текущего состояния входа (например, нажатая — закрытый, ненажатая — открытый), и логика нарушается: если для выбора синусоидального напряжения генератора надо нажать кнопку с «синусом» (логично), то для перевода входа в закрытое состояние — кнопку со значком входа открытого (нелогично). Гораздо лучше было бы сделать две кнопки, тем более, что и место есть, а не имитировать «железный» прибор. Кроме того, еще три кнопки (запуск развертки, включение генератора и триггера синхронизации) реализуют третий тип логики -"вкл/выкл" на одной кнопке, но без смены пиктограммы. Вместо надписи «On», как на «включенной», так и на «выключенной» кнопке, я бы предпочел видеть название включаемой функции («Trigger»), а уж состояние его видно из изображения самой кнопки.

• В режиме отображения осциллограммы в виде реально измеренных точек на высоких частотах эти точки банально плохо видны, а их размер задать нельзя. В режиме изображения векторов, соединяющих точки, кривая видна хорошо, но на высоких частотах она ломаная — никакой математики сглаживания не предусмотрено.

• На генераторе не предусмотрен прямой ввод частоты.

• Приклеенные к корпусу резиновые ножки после двух транспортировок прибора (без коробки в сумке) съехали вбок, хотя и легко переклеились на прежние места.

Отсутствие русификации программы считать недостатком в настоящее время (при реальном отсутствии на рынке отечественной измерительной техники), пожалуй, не следует — кому нужно уже привыкли к английскому.