Осциллограф R&S RTO1004

Осциллографы R&S®RTO сочетают превосходное качество отображения сигнала, высокую скорость сбора данных и первую в мире цифровую систему синхронизации в реальном времени с компактной конструкцией прибора в классе устройств с полосой пропускания 600 МГц, 1 ГГц, 2 ГГц и 4 ГГц.

Приборы оснащены функциями измерения и анализа с аппаратным ускорением. 

Семейство R&S®RTO

Основные свойства

• Быстрое обнаружение аномалий сигнала

• Аппаратное ускорение анализа

• Высокоточная цифровая система синхронизации

• Новый уровень удобства работы

• Убедительная точность

Характерные особенности

• Быстрое обнаружение аномалий сигнала

• Один миллион сигналов в секунду: поиск неисправностей не требует догадок

• Высокие скорости сбора данных без ограничения функциональных возможностей

• Быстрый анализ ошибок с функцией просмотра истории

Аппаратное ускорение анализа

• Высокая скорость измерений, даже для сложных функций анализа

• Спектральный анализ на основе БПФ: эффективно и удобно

• Испытания на соответствие маске: быстрая настройка, надежные результаты

• Усложненный анализ с использованием одновременно до трех сигналов в каждом канале

Высокоточная цифровая система синхронизации

• Точные измерения благодаря малому джиттеру при синхронизации

• Высокая чувствительность запуска во всей полосе пропускания

• Регулируемый цифровой фильтр сигнала синхронизации

Новый уровень удобства работы

• Четкая структура меню позволяет быстро начать работу

• Цветная маркировка органов управления, понятная для пользователя

• Пиктограммы сигналов с функцией перетаскивания

• Благодаря полупрозрачным диалоговым окнам измеряемые сигналы всегда полностью видимы

Убедительная точность

• Точные измерения благодаря очень низкому уровню собственного шума

• Широкий динамический диапазон благодаря одноядерному аналогово-цифровому преобразователю

• Полная ширина полосы пропускания, даже для значений чувствительности ≤ 10 мВ/дел

• Малые погрешности коэффициента усиления и смещения, независимо от температуры

• Надежная межканальная развязка предотвращает перекрестные помехи

Применение

• Логический анализ

• Демодуляция сигналов на квадратурные составляющие

• Анализ целостности сигналов

• Анализ протоколов последовательной передачи данных

• Испытания на соответствие стандартам передачи данных

• Анализ мощности

• Анализ электромагнитных помех

Возможности логического анализа

Опция смешанных сигналов RTO-B1 (MSO) добавляет к обычным функциям осциллографа функцию логического анализатора. Используя MSO, можно анализировать и отлаживать встроенные системы с сигналами смешанного типа, в которых одновременно используются аналоговые и коррелированные цифровые сигналы. Опция MSO добавляет к обычным аналоговым каналам 16 цифровых (логических), объединенных в два логических пробника (комплекта) с 8 каналами каждый. Прибор обеспечивает синхронизацию и выравнивание по времени аналоговых и цифровых сигналов, так что имеется возможность отображать и анализировать важные временные взаимодействия между ними. Автоматическое выравнивание компенсирует задержку между разъемами для подключения пробников для аналоговых и цифровых каналов. Опция позволяет анализировать логические состояния цифровых шин данных по 16 каналам с тактовой частотой до 400 МГц, разрешением по времени 200 пс (частота дискретизации 5 ГГц) и с глубиной записи до 200 миллионов точек. При этом даже с включенными цифровыми каналами осциллографы RTO обеспечивают скорость обновления экрана свыше 200 тысяч осциллограмм в секунду. Опция RTO-B1 легко может быть установлена на любую модель осциллографа RTO.

Демодуляция сигналов на квадратурные составляющие
Программная опция RTO-K11 позволяет захватывать модулированные входные сигналы, выполнять их аппаратную векторную демодуляцию, фильтрацию и повторную выборку соответствующих I/Q данных для обеспечения требуемой частоты дискретизации. Полученные I/Q данные затем доступны для последующего анализа как в стандартных математических пакетах типа MatLab, так и в ПО Rohde-Schwarz FS-K96 по анализу сигналов OFDM. В зависимости от модели осциллографа максимальная полоса анализа входных сигналов составляет до 4 ГГц. Превосходные аппаратные характеристики осциллографов RTO обеспечивают анализ квадратурно-модулированных сигналов с опцией FS-K96 с EVM на уровне –40 дБ вплоть до частот несущей 3 ГГц.

Анализ целостности сигналов

Опция анализ джиттера R&S®RTO-K12 Jitter Analysis - позволяет проводить автоматические измерения таких параметров, как частота, период, ошибка временного интервала, джиттер от периода к периоду, джиттер за N периодов, скорость передачи данных и др. Функция Track function - обеспечивает более глубокий анализ измеряемых параметров с возможностью отображения результатов измерений в виде тренда измерения, таблицы, гистограммы, спектра, глазковой диаграммы. Уникальной особенностью опции является утилита тестирования по маске, позволяющая создавать шаблоны для быстрого тестирования глазковых диаграмм. Кроме того в опции имеется возможность программного восстановления тактового сигнала (Software-CDR).

Опция R&S®RTO-K13 Clock Data Recovery (CDR) - активирует схему аппаратного восстановления тактового сигнала, реализованную в интегрированной микросхеме осциллографа RTO. Для восстановления тактового сигнала используются режимы ФАПЧ первого и второго порядка. Скорость передачи данных регулируется от 200 кБайт/с до 2,5 Гбайт/с для осциллографов RTO1002..24, до 5 Гбайт/с для RTO1044. В отличие от Software-CDR, использующей постобработку захваченных данных, аппаратное восстановление тактового сигнала реализовано в реальном времени, что позволяет использовать тактовый сигнал для синхронизации при измерении джиттера и построении глазковых диаграмм. 

Анализ протоколов последовательной передачи данных
Целый набор программных приложений RTO-Kхх исключает необходимость в ручной настройке запуска и декодировании трафика последовательных шин. Используя данные, захваченные с помощью осциллографических или логических каналов, указанные приложения позволят легко просматривать информацию, посланную по: аудио-шинам I2S/LJ/RJ/TDM; по автомобильным шинам CAN/CAN-FD (CAN-dbo)/LIN, FlexRay (FIBEX); по компьютерным интерфейсам I2C/SPI, UART/RS-232/422/458, Ethernet, 8b10b, MDIO, USB 2.0/HSIC; по шинам, используемым в аэрокосмических и военных областях MIL-1553, ARINC 429; по шинам, используемым Manchester/NRZ-кодирование; или во встраиваемых системах на базе архитектуры MIPI.

Нажатием одной кнопки в осциллографе запускается процедура полной автоматической настройки для определения параметров выбранного протокола. Все эти параметры, также, могут быть скорректированы вручную. Пользователь может устанавливать запуск по различным событиям, типичным для выбранного протокола, например: на начало и конец сообщения, конкретный адрес, шаблон данных в сообщении, можно задавать свои собственные преамбулу, идентификатор кадра, код CRC и другие поля.

Высокие скорости декодирования захваченных данных исключают пропуск критически важных событий и ошибок. Декодирование выполняется по тактовой частоте и характерному для протокола расположению битов захваченного сигнала. Декодированные символы данных и управляющие символы отображаются на экране в понятной удобной для восприятия форме и имеют цветовую маркировку. Содержимое протокола может выводиться в табличном виде. Функции декодирования позволяют быстро выделять состав данных, а также, соотносить по времени команды интерфейса с другими сигналами цепи, легко выявлять критические состояния и быстро определять ошибки проектирования системы. 

Испытания на соответствие стандартам передачи данных
Во время типовых испытаний и в процессе производства пользователи могут контролировать точное соответствие своих продуктов техническим требованиям стандартов передачи данных. Опция RTO-K21 позволяет проводить автоматические испытания на соответствие стандарту USB 2.0 (режим Hi-Speed), а также стандартам USB 1.1 (режим Full-Speed) и USB 1.0 (режим Low-Speed). Опции RTO-K22 и -К23 позволяют выполнять прецизионные автоматизированные тесты на соответствие стандартам интерфейса Ethernet 10/100/1000BASE-T и 10GBASE-T соответственно. Опция RTO-K24 также позволяет выполнять тесты на соответствие стандарту интерфейса Ethernet, нона базе технологии BroadR-Reach®. Данная технология является новой перспективной разработкой,используемой в бортовых автомобильных сетях, и уже используется системами управления на базе сетей CAN и LIN. Технология BroadR-Reach® Ethernet обеспечивает значительные преимущества с точки зрения цены перед другими технологиями автомобильных сетей с широкой полосой пропускания, такими как LVDS.
Опция RTO-K26 потребуется для решения проблем совместимости компонентов во встраиваемых системах при испытании интерфейсов стандарта MIPI, выполненных на основе физической шины D-PHY, имеющей ряд уникальных особенностей.

Помимо опций RTO-K21-К26 для проведения испытания на соответствие стандартам потребуется программное обеспечение R&S Scope Suite. С его помощью выполняется управление осциллографом и проверяемым устройством посредством иллюстрированных пошаговых инструкций в процессе измерений.Отдельные тесты проверяют, например: качество сигнала передатчика по тестовой маске или с помощью индикаторной диаграммы; основные компоненты и синхронизацию протоколов; тестируют чувствительность приемника для корректной работы на минимальных уровнях сигнала, и т. д. Конфигурируемый протокол испытания документирует измерения, включая числовые данные или скрин-шоты осциллографа в зависимости от выбора пользователя.

Для надлежащего соединения испытуемого устройства c осциллографом используются соответствующие тестовые наборы, состоящие из тестовых плат RT-ZF1 для стандарта USB или RT-ZF2 для стандарта Ethernet,и соответствующих аксессуаров (кабелей, адаптеров). Платы содержат различные экспериментальные участки для тестирования качества сигнала передатчика и приемника испытуемого устройства, и моделируют различные условия загрузки.

Анализ мощности

Опция RTO-К31, в комбинации с соответствующими пробниками напряжения и тока и вспомогательным оборудованием, обеспечивает возможность анализа и оценки основных динамических характеристик источников питания и измерять такие параметры как: пусковой ток; гармоники; уровни пульсаций; параметры стабильности; эффективность преобразования. Необходимость измерений этих характеристик определяет требования к испытательному оборудованию.

Анализ электромагнитных помех

В комбинации с набором пробников ближнего поля R&S®HZ-15 осциллографы R&S®RTO позволяют разработчику быстро обнаружить и проанализировать возникающие электромагнитные помехи (ЭМП). Большой динамический диапазон и высокая чувствительность по входу (1 мВ/деление) гарантируют возможность анализа даже очень слабого излучения. Реализация БПФ в осциллографах обеспечивает высокую частоту обновления, БПФ с функцией перекрытия и послесвечение экрана позволяют заглядывать в структуру нежелательного излучения. Полученные сведения помогают разработчику быстро определить источник излучения. Компактный набор пробников R&S®HZ-15 предназначен для работы в частотном диапазоне от 30 МГц до 3 ГГц. Он также может использоваться и в диапазоне ниже 30 МГц, но со снижением чувствительности. В случае требования высокой чувствительности, опциональный предварительный усилитель R&S®HZ-16 обеспечивает коэффициент усиления 20 дБ в частотном диапазоне от 100 кГц до 3 ГГц. 

Принадлежности

Высококачественные активные и пассивные пробники дополняют осциллографы RTО. Обладая великолепными характеристиками, эти пробники также надежны и удобны в работе. Пассивный пробник для каждого канала осциллографа входит в стандартную комплектацию прибора. 

Семейство измерительных наконечников RTO

Семейство пробников RTО

Современные радиоэлектронные устройства характеризуются обилием используемых сигналов. Среди них обычно можно выделить цифровые (импульсные) и аналоговые сигналы, требующие одновременного анализа при отладке и ремонте оборудования. Примером являются устройства, в которых реализуется цифро-аналоговое преобразование.

Как правило, количество входов осциллографа не превышает четырех, в то время как шины данных имеют обычно не менее восьми линий. Поэтому использовать осциллографы для анализа цифровых сигналов, относящихся к единой шине, неудобно. С другой стороны, логические пробники, имеющие множество цифровых каналов и собственную систему синхронизации, совершенно не предназначены для анализа сигналов, отличных от импульсных. Таким образом, наиболее простым решением здесь является использование двух упомянутых приборов, объединенных общей системой синхронизации. Но оно неприемлемо, поскольку не гарантирует синхронность запуска их развертки. Поэтому функции осциллографического и логического анализа следует реализовывать в едином устройстве.

Основное требование к осциллографу с функцией анализа смешанных сигналов состоит в достаточной скорости обработки выборок для анализа всей совокупности цифровых и аналоговых сигналов. Кроме того, функция запуска развертки должна иметь расширенные настройки, поскольку любой из осциллографических и цифровых каналов может потребоваться в качестве источника запуска развертки.

Гармоничное объединение функции осциллографического и логического анализа достигнуто лишь в некоторых средствах измерений, включая осциллограф R&S®RTO1004, имеющий полосу пропускания 600 МГц и 4 канала. Функция анализа цифровых сигналов реализована на основе опции R&S RTO-B1, поддерживающей до 16 цифровых каналов. 

С точки зрения анализа цифровых сигналов важнейшее значение имеют дополнительные функции обработки, предусмотренные в осциллографе Rohde & Schwarz RTO1004. В устройствах с параллельными шинами цифровые сигналы подвергаются групповой обработке. Объединение сигналов в группу выполняется их сопоставлением единой шине путем установки необходимых настроек осциллографа. После этого можно использовать формы представления информации о состоянии шины, отличные от принятых для логических анализаторов. В частности, имеется возможность отображения декодированного сигнала в выбранном формате — шестнадцатеричном или десятеричном. Это удобно при отладке систем с микропрограммным управлением, поскольку исключает дополнительный пересчет. Поиск погрешностей в состояниях шины также облегчается при таком представлении, т.к. оно фиксирует временное расхождение фронтов цифровых сигналов в виде кратковременного изменения состояния шины.

Еще одним форматом представления данных является квазианалоговый сигнал. Он соответствует идеальному выполнению функции цифроаналогового преобразования и может также служить для быстрой диагностики состояний шины. Поскольку формирование квазианалогового сигнала безынерционно, то расхождение фронтов будет отображаться на нем в виде хорошо заметных выбросов. Использование квазианалогового представления позволяет анализировать информационную целостность сигналов, передаваемых по шине.

Выполнение измерений для большого количества сигналов заметно упрощается за счет функции автоматических измерений. Малая погрешность временной развертки позволяет точно совмещать отображаемые сигналы осциллографических и цифровых каналов. Дополнительные возможности анализа предоставляет использование математических функций, в т.ч. логических, а также быстрого преобразования Фурье для квазианалогового сигнала с получением его спектра.

Совмещение логического анализатора и осциллографа в единой системе позволяет исключить проблемы синхронизации. В осциллографе RTO 1004 предусмотрены три режима синхронизации — по цифровому каналу, по логической комбинации сигналов, по состоянию параллельной шины. Первый из них включает синхронизацию по фронту, длительности, ожиданию, последовательному шаблону. Во втором режиме развертка синхронизируется дополнительно по состоянию и по шаблону. Третий случай предусматривает использование сигнала синхронизации, например, для протокола USB, заданного шаблона или состояния. Таким образом, требуемая работа каналов логического пробника обеспечивается практически для любых сигналов, встречающихся на практике.

Восстановление квазианалогового сигнала по данным, считанным с цифровых каналов, может использоваться, например, при анализе режима работы цифроаналогового преобразователя (ЦАП). В этом случае на входы логического анализатора подаются разрядные цифровые сигналы и, при необходимости, тактирующие импульсы, а на осциллографический канал – выходное напряжение ЦАП. Поскольку формирование квазианалогового сигнала происходит без значимой задержки, то, сравнивая его форму с выходным напряжением ЦАП, можно с легкостью выявить погрешности преобразования и задержку его выполнения. Аналогично может быть протестировано аналого-цифровое преобразование с обеспечением синхронизации по любому цифровому каналу. Количество доступных цифровых каналов позволяет перекрыть любую разрядность преобразователей.

Как следует из изложенного, задачи одновременного анализа аналоговых и цифровых сигналов успешно решаются при наличии качественных измерительных средств с широкой функциональностью. Их использование позволяет значительно упростить процесс измерений и расширить круг потенциально решаемых задач проектирования, отладки и сервисного обслуживания радиоэлектронных средств.

Информация для заказа