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/