Rigols Ultra Vision Technology goes Digital

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La technologie Ultra Vision Rigol
Une solution vers le Numérique
es améliorations de la série
d’oscilloscopes DS4000 vers la série
MSO en ajoutant 16 entrées
numériques engendre la poursuite du
développement de la technologie Ultra
Vision. L’objectif est de limiter la charge de
travail du CPU de données, le calcul de
l’analogique, et maintenant aussi à partir
des entrées numériques.
Quelles ont été les caractéristiques de la
série DS4000 ou mieux quelles spécificités
ont été principalement définies ou
influencées par la technologie Ultra Vision?
Que se cache-t-il derrière le terme Ultra
Vision?
Rigol Ultra Vision est une structure
matérielle et logicielle qui permet d'éviter
que le processeur embarqué soit trop
lourdement sollicité par la manipulation, les
processus de calcul et de gestion de
l’importante quantité de données se font
par conversion de A à D. Sans cette
technique, le système deviendrait «lent».
Par exemple il existe un contrôleur
d’échantillonnage intégré au hardware, qui
prend en charge le stockage de données.
La très grande mémoire de données est
directement rattachée à ce contrôleur afin
de parvenir à une gestion plus efficace des
données. En outre, vous pouvez trouver
une mise en œuvre particulière d’une partie
des ondes de traceur qui est prévue pour
gérer l’affichage de données avec le
stockage de données d'affichage séparé.
De plus des fonctions comme déclencheur,
décision « Pass/Fail », contrôle de la
fonction enregistrement sont également
intégrées dans la structure matérielle et
n'ont pas besoin de ressources processeur.
L’intégralité de la conception est prévue
pour réduire l'impact du CPU de
l'oscilloscope à un minimum. Cela est
nécessaire pour être en mesure de réaliser
un taux de mise à jour de forme d'onde
élevée, car chaque intervention du
coprocesseur réduit la vitesse.
Le taux de rafraichissement de la capture
de forme d'onde ou de la forme d'onde est
une mesure possible de la vitesse
d'acquisition et d'affichage. Plus ce
paramètre est élevé, plus les erreurs qui se
produisent dans le signal peuvent être
trouvées rapidement. Rigol est capable
d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 180
000 signaux par seconde. Avec ces taux
Rigol atteint le tiers supérieur de tous les
fabricants d'oscilloscopes. De cela, découle
l'effet que n’apparaisse pas juste une
courbe à l'écran, mais un ensemble de
courbes. En complément la courbe affichée
semble plus épaisse et semble avoir plus de
bruit qu’une courbe qui a été acquise avec
un oscilloscope "lent". Grâce au fait que
plusieurs courbes soient superposées et
affichées, il y a une probabilité plus élevée
de voir les écarts de signaux. Plus d’une
centaine de courbes peuvent être affichés
en même temps en fonction de la vitesse
de mise à jour de l'affichage et du taux de
mise à jour de la forme d'onde atteint. Pour
être en mesure d'extraire autant
d'informations que possible à partir de cela,
il est nécessaire d'avoir un affichage
réaliste. Pour résoudre ce problème, la
technologie Ultra Vision offre un affichage
d'intensité de classe 256. L'intensité de
pixel est réglée en fonction de la
probabilité d'une valeur d'occurrence. Avec
cela, il est possible de différencier en un
seul coup d’œil la disparité des points (par
exemple, les erreurs ou anomalies). L'image
suivante montre un signal d'horloge qui a
un pic survenant rarement. L'erreur est
affichée moins intense par rapport au
signal d'horloge elle-même (marque
rouge).
L

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Modulation AM – Classe 256 niveaux d’intensité sur l'écran
L’importante mémoire de données
complète le coprocesseur breveté et
permet à l’oscilloscope de fournir la
fréquence d'échantillonnage maximale sur
de plus grands paramètres temps / division.
Ceci est important surtout lorsque des
délais plus longs doivent être acquis et
lorsque autant de détails du signal que
possible sont nécessaires pour l'analyse. En
outre, les oscilloscopes Rigol fournissent la
fonction « Enregistrement » comme
caractéristique standard. En combinant cela
avec les possibilités de déclenchement de
pointe, il est possible de réaliser le stockage
maximum effectif de données. Les signaux
acquis seront stockés dans des segments
individuels de la mémoire, de sorte que
surviennent rarement, des évènements
déclencheurs intéressants et non
l'ensemble des données (la plupart sans
intérêt) qui sont stockées dans la mémoire.

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La tendance continue d’intégrer des
conceptions de plus en plus importantes et
par conséquent d’obtenir des systèmes
embarqués impliquant des exigences pour
l'équipement de mesure élevées. Dans les
premiers temps, un oscilloscope à
seulement deux canaux analogiques
suffisait, mais aujourd'hui, le marché exige
une combinaison de deux à quatre voies
analogiques et de 8 ou 16 canaux d'entrée
numériques supplémentaires pour pouvoir
mesurer et déboguer un système intégré.
Un système micro typique contient des
entrées analogiques, par exemple pour des
signaux provenant des capteurs, un
convertisseur A / D capable de convertir les
signaux analogiques en signaux
numériques, une mémoire et également un
petit micro contrôleur. Le contrôleur
communique souvent avec les
périphériques à travers un bus série (par
exemple I2C). Il est évident qu'un
instrument de mesure moderne doit être
capable de le faire. Il est nécessaire
d'acquérir des données analogiques et
numériques et l’instrument doit être en
mesure d'offrir la possibilité de décoder et
d'analyser les bus séries. La gamme
MSO4000 de Rigol offre 16 canaux
d'entrée numériques avec un taux
d’échantillonnage jusqu'à 1 GS / s par
canal. Comme vu précédemment, la
profondeur de mémoire offerte par Rigol
est énorme et est de 28MPts par canal
(standard) et le taux de mise à jour de
forme d'onde est à 85000 wfm / s.
Toutes ces valeurs de paramètre peuvent
être atteintes et fournies car même dans le
monde analogique de Rigol beaucoup de
fonctions sont intégrées dans le hardware.
De même que pour l’Ultra Vision
(analogique), une charge supplémentaire
sur le CPU est évitée. Pour arriver à cela,
la précédente structure matérielle a été
améliorée, de la même façon que décrite
ci-dessus.
Le résultat peut être directement visible sur
les spécifications. Le bloc de diagraphe
suivant, montre la nouveauté Ultra Vision
(analogique + numérique) qui est mis en
œuvre sur la prochaine génération
d’oscilloscopes Rigol, de la série 4000.
De même pour la « première » version, le
champ d'application a la fonction
d'enregistrement intégrée, mais elle est
améliorée pour capturer également les
signaux d'entrée numériques. Il est possible
de stocker 64 000 trames dans la mémoire.
L’importante mémoire permet d'enregistrer
des signaux lents et rapides en un seul
cycle de capture. L'analyse détaillée et en
temps corrélé peut être faite en mode
analogique et aussi sur les chaînes
numériques avec l'utilisation du zoom.

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Le décodage du bus série peut être fait
avec des signaux qui proviennent de
l'analogue et / ou des entrées numériques.
Par conséquent, il est possible de décoder
par exemple deux bus SPI différents
(chacun avec 4 lignes) simultanément, en
effet, jusqu'à 20 entrées (4 + 16) étant
disponibles pour le test.
Observons un simple convertisseur AD.
Très souvent, un bus I2C est déjà mis en
place pour contrôler la puce. En outre,
l’horloge d'entrée, l'entrée de signal
analogique et un nombre correspondant
de sorties de signaux numériques sont
disponibles. Dans l'image suivante, nous
voyons un schéma simple d'un contrôleur
ADC et une configuration possible de test.
Description
Le signal d'entrée analogique est fourni
dans la configuration d'un générateur de
signaux. Dans un environnement réel cela
peut venir de la sortie d'un capteur. Le
signal d'entrée est conditionné par la valeur
d'entrée spécifiée du convertisseur
analogique-numérique. Ce signal est
connecté au canal analogique 1 de
l'oscilloscope. En parallèle on connecte les
huit sorties numériques du module vers les
huit premières entrées numériques de
l'oscilloscope.
Avec cela, la première analyse concernant
le calendrier et la conversion peut-être déjà
faite. L'utilisation de curseurs, de
marqueurs ou de fonctions de mesure
rendra ce travail plus facile.
En outre, nous pouvons connecter le bus
I2C à deux entrées analogiques ou à deux
canaux d'entrée numériques. Les messages
envoyés ou reçus peuvent être affichés à
l'aide de l'option de décodage. Il est
également possible de déclencher sur des
données ou des adresses, de sorte qu'une
analyse de temporisation (commande de
réception par rapport à l'exécution de
commandes) soit faite.

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Tous les signaux sur un écran de scope
 En jaune : signal d'entrée analogique
 D0-D7 (gris, supérieur): signal numérisé
 D14 and D15: bus I2C
 B1 (vert/bleu): données bus I2C décodées
Grâce à l’importante taille mémoire, il est possible d'enregistrer des données sur une durée plus longue
et de faire ultérieurement une analyse hors-ligne. L'image suivante montre une acquisition de données
sur tous les canaux qui prend 70msec (le tiers supérieur de l'écran). Les deux tiers inférieurs de l'écran
affichent les signaux zoomés avec un facteur 1000. Tous les signaux et décodages sont clairement
affichés avec tous les détails, grâce à l’importante taille mémoire disponible.
Acquisition 70msec - zoom avec un facteur 1000