Подключение измерительного прибора к компьютеру
В общем случае прибор с интерфейсом Ethernet (здесь и далее имеется в виду медная витая пара) подключается к локальной сети, как если бы это был компьютер.
Однако часто бывает нужно соединить компьютер и измерительный прибор напрямую (сделать "сеть" из двух устройств, такое соединение называется "точка-точка"). При этом данный конкретный сетевой интерфейс компьютера полностью выделяется для связи с прибором и не используется для других целей (например, для подключения к Интернету).
В этом случае можно просто соединить два устройства кабелем. По стандарту такой кабель должен быть перекрёстным (кроссовером), хотя многие современные адаптеры умеют автоматически определять распайки кабеля, поэтому может подойти и обычный (прямой) кабель.
Перекрёстный кабель отличается тем, что в нём контакты 1,2 разъёма RJ45 на одном конце соединяются с контактами 3,6 на другом конце, то есть, если придерживаться стандартных цветовых схем кабеля, зелёная пара меняется местами с оранжевой.
Схема перекрёстного кабеля:
Для Gigabit Ethernet используются все четыре пары:
(Иллюстрации из Википедии, статья "Витая пара")
Кроме физического соединения, для работы по протоколу TCP/IP необходимо настроить получившуюся "локальную сеть из двух устройств", назначив им IP-адреса из одной подсети в диапазоне частных сетей (обычно 192.168.x.y). Как это сделать, см. здесь.
Подробные рекомендации по превращению вашего ПК в универсальный аналитический прибор завзятого электронщика. Обзор необходимого ПО.
Современная измерительная аппаратура давно срослась с цифровыми и процессорными средствами управления и обработки информации. Стрелочные указатели уже становятся нонсенсом даже в дешевых бытовых приборах. Аналитическое оборудование все чаще подключается к обычным ПК через специальные платы-адаптеры. Таким образом, используются интерфейсы и возможности программ приложений, которые можно модернизировать и наращивать без замены основных измерительных блоков, плюс вычислительная мощь настольного компьютера.
Кроме того, и расширение возможностей обычного компьютера возможно за счет разнообразных программно-аппаратных средств, — специальных плат расширения, содержащих измерительные АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). И компьютер очень легко превращается в аналитический прибор, к примеру, — спектроанализатор, осциллограф, частотомер… , как и во многое другое. Подобные средства для модернизации компьютеров выпускаются многими фирмами. Однако цена и узконаправленная специфика не делают это оборудование распространенным в наших условиях.
Но зачем далеко ходить? Оказывается, простой ПК в своей конструкции уже содержит средства, которые с некоторыми ограничениями способны превратить его в тот же осциллограф, спектроанализатор, частотомер или генератор импульсов. Согласитесь, уже немало. К тому же делаются все эти превращения только с помощью специальных программ, которые к тому же совершенно бесплатны и каждый желающий может их скачать в Интернете.
Вы, наверное, зададитесь логичным вопросом — как же в измерениях можно обойтись без АЦП и ЦАП? Никак нельзя. Но ведь и то и другое присутствует почти в каждом компьютере, правда, называется по другому — звуковая карта. А чем не АЦП/ЦАП, скажите, пожалуйста? Это уже давно поняли те, кто написал для нее массу программ, не имеющих никакого отношения к воспроизведению музыки. Ведь обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE-IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование, — на выход LINE-OUT (Speakers). Таким образом, вы можете работать с любым сигналом до 20 кГц, а то и выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения 0,5-2 В тоже не составляет проблемы, — примитивный делитель напряжения на резисторах собирается и калибруется за 15 минут. Вот на таких-то нехитрых принципах и строятся программное обеспечение: осциллографы, осциллоскопы, спектроанализаторы, частотомеры и, наконец, генераторы импульсов всевозможной формы. Такие программы эмулируют на экране компьютера работу привычных для нас приборов, естественно со своей спецификой и в пределах частотного диапазона вашей звуковой платы.
Как это работает? Для пользователя все выглядит очень просто. Запускаем программу, в большинстве случаев такое ПО не нужно даже инсталлировать. На экране монитора появляется изображение осциллографа: с характерным для этих приборов экраном с координатной сеткой, тут же и панель управления с кнопками, движками и регуляторами, тоже часто копирующими вид и форму таковых с настоящих — аппаратных осциллографов. Кроме того, в программных осциллографах могут присутствовать дополнительные возможности, как, например, возможность сохранения исследуемого спектра в памяти, плавное и автоматическое масштабирование изображения сигнала и т.д. Но, конечно же, есть и свои недостатки.
Как подключиться к звуковой карте? Здесь нет ничего сложного — к гнезду LINE-IN, с помощью соответствующего штекера. Типичная звуковая плата имеет на панельке всего три гнезда: LINE-IN, MIC, LINE-OUT (Speakers), соответственно линейный вход, микрофон, выход для колонок или наушников. Конструкция всех гнезд одинакова, соответственно и штекеры для всех идут одни и те же. Программа осциллограф будет работать и отображать спектр и в том случае если снимается звуковой сигнал с помощью микрофона, подключенного к своему входу. Более того, большинство программных осциллографов, спектроанализаторов и частотомеров нормально функционируют, если в это же время на выход звуковой платы LINE-OUT выводится какой-то другой сигнал с помощью другой программы, пусть даже музыка. Таким образом, на одном и том же компьютере можно задавать сигнал, скажем с помощью программы генератора, и тут же его контролировать осциллографом или анализатором спектра.
При подключении сигнала к звуковой плате следует соблюдать некоторые предосторожности, не допуская превышения амплитуды выше 2 В, что чревато последствиями, такими как выходом устройства из строя. Хотя для корректных измерений уровень сигнала должен быть гораздо ниже от максимально допустимого значения, что так же определяется типом звуковой карты. Например, при использовании популярной недорогой платы на чипе Yamaha 724 нормально воспринимается сигнал с амплитудой не выше 0,5 В, при превышении этого значения пики сигнала на осциллографе ПК выглядят обрезанными (рис.1). Поэтому для согласования подаваемого сигнала со входом звуковой карты потребуется собрать простой делитель напряжения (рис.2).
Blog Name
Руководство по подключению приборов Keysight к ПК
В данной статье я хочу рассмотреть процедуру, которая рано или поздно понадобится любому инженеру, а именно - подключение контрольно-измерительного оборудования к персональному компьютеру. Цели подключения могут быть разными - от автоматизации тестирования до пост-обработки собранной информации. Но все эти цели объединяет одно - никто не хочет тратить много времени на то, чтобы "подружить" прибор и ПК, всем необходимо как можно быстрее установить соединение и начать решать поставленную задачу.
Данное руководство применимо ко всем приборам производства Keysight Technologies: анализаторам спектра, осциллографам, анализаторам цепей, генераторам, анализаторам коэффициента шума, измерителям мощности, мультиметрам, частотомерам, источникам питания, характериографам и т.д.
Давайте будем идти от простого к сложному. Самое простое, что можно себе представить. когда речь заходит о соединении прибора и ПК - это соединить их кабелем (GPIB, USB или LAN). И действительно, для подавляющего большинства современных приборов соединить кабелем прибор и ПК - это ровно половина всех действий, которые от Вас потребуются перед началом работы с прибором. Вторая же половина действий состоит в установке библиотек ввод-вывода, которые и "подружат" между собой прибор и компьютер. Библиотеки ввода-вывода Keysight IO Libraries, начиная с версии 17.0 (актуальная версия на момент написания статьи - 17.1), сделали большой шаг в автоопределении подключенных приборов, а также данная версия библиотек постоянно опрашивает приборы на предмет того, что они все еще подключены, что позволяет более чётко контролировать состояние приборов, например, при использовании VISA. В случае USB, да и части GPIB подключений, установка библиотек и соединение прибора и компьютера кабелем - это все, что нужно для начала работы.
Но если бы все было так просто, то, скорее всего, Вы бы не искали информацию а эту тему в интернете, не так ли? Давайте перейдем к чуть более сложному варианту - подключению через LAN. Первым делом установим библиотеки ввода-вывода, а затем перейдем к танцам с бубном и прочим вещам, которые всплывают как ассоциации у многих людей, когда они слышат слова "настройка локальной сети" и "сисадмин". Современные приборы в большинстве своём соответствуют классу С стандарта LXI (в т.ч. имеют свой Web-сервер для удаленного доступа к прибору через браузер). Выпускающиеся сейчас приборы соответствуют стандарту LXI версии 1.3, и с ним у Вас не возникнет никаких проблем. Все, что нужно - это правильно настроить IP-адреса и их выдачу в Вашей подсети. Более старые приборы могут соответствовать LXI версии 1.1, с несколько меньшим функционалом. С ними возникает большинство сложностей и вопросов, так как приборы с этой версией LXI необходимо добавлять вручную, автоматически они не определяются. Про ручное добавление я расскажу позже, а пока перейдем к тонкостям локальных сетей. Если у Вас или Ваших коллег есть опыт администрирования сетей. то у Вас не возникнет никаких трудностей с настройкой, но подобный опыт есть не у всех, поэтому я расскажу несколько базовых вещей, которые помогут настроить соединение с прибором.
Рассмотрим случай, когда в помещении, где находится прибор, есть роутер, в котором включена функция автоматической выдачи IP-адресов DHCP (DCHP on). Это наиболее простое, хоть и не самое безопасное решение (в случае, если роутер соединен с WAN-кабелем и имеет выход в Internet). В данном случае роутер берет на себя роль раздатчика IP-адресов что, конечно, упрощает подключение, но имеет минус, что при каждом переподключении или каждой перезагрузке роутера, подключенные к роутеру приборы и компьютеры будут получать разные IP-адреса, что затруднит автоматизацию тестирования. так как в программах зачастую жёстко задаётся IP-адрес прибора. Эту проблему можно решить, закрепив за инструментом определенный IP в настройках роутера. Каждый участник локальной сети имеет свой MAC-адрес, который распознается роутером, и роутеры умеют запоминать, что прибору с определенным MAC-адресом надо выдать соответствующий IP-адрес. В зависимости от модели и производителя роутера интерфейс и местонахождение этой опции настроек может меняться, но общий смысл таков, как на рисунке.
Добавляя подключенные к сети приборы с помощью Add/Delete, можно закрепить за каждым постоянный IP. Чтобы понять, какой MAC-адрес какому прибору соответствует, необходимо сначала отключить все приборы (в т.ч. смартфоны и планшеты, если включена беспроводная сеть) от сети, оставив в сети только компьютер, с которого Вы настраиваете сеть. После того, как Вы закрепите за ним постоянный IP-адрес, по одному добавляйте приборы и устройства, чтобы избежать путаницы. Этот метод позволяет использовать роутер для объединения нескольких приборов в одну систему, что значительно облегчает автоматизацию, так как IP-адреса приборов остаются постоянными при переподключении или перезагрузке роутера.
В случае, если необходимо подключить только один прибор, и выход в Internet не критичен для управляющего прибором инженера (или, как часто бывает, доступ заблокирован на всем предприятии), то можно осуществить прямое подключение прибора к компьютеру. Сразу после подключения кабеля чуда не произойдет и соединение не установится. Необходимо вручную сконфигурировать сеть. Для этого на прибор надо зайти в настройки LAN (см. руководство пользователя на прибор) и руками прописать IP-адрес 192.168.1.102 (формально, можно любой, но "отраслевым стандартом" считается IP-адрес вида 192.168.1.10Х, где Х = 1 для управляющего компьютера, и Х = 2 для подключаемого прибора). В качестве маски подсети укажите 255.255.255.0, а в качестве DNS-сервера - IP-адрес компьютера 192.168.1.101. На ПК необходимо будет зайти в сетевые настройки появившегося подключения (см. картинку ниже) и повторить операции по вводу IP-адреса, маски подсети и DNS-сервера. После нажатия кнопки OK, ПК должен будет, наконец, "увидеть" подключенный прибор и Вы сможете перейти к шагу проверки подключения.
Данные значения, повторюсь, не являются обязательными, главное, чтобы совпадали маски подсети и адрес DNS-сервера на компьютере и Вашем приборе, как это продемонстрировано на следующей картинке. Настройки IP на используемом в данном примере осциллографе MSOX4154A следующие: IP: 192.168.0.1, Subnet mask (маска подсети): 255.255.248.0, Default Gateway (шлюз) 0.0.0.0, DNS: 192.168.0.2, Hostname: a-mx4154a-00587. Настройки на ПК приведены ниже. Цифрами обозначены кнопки и ссылки на которые нужно кликнуть (или выделить, как в п.3), чтобы попасть в меню ввода настроек.
Я софт не пишу - я пишу, скажем так, руководство пользователя к готовому ПО. Автор итальянец, ссылка в конце статьи на официальный сайт имеется. Карточек у меня было на тестировании этого софта десятка 2, Вы правы. Параметры карточек при тестировании саму на себя в целом соответствуют заявленным производителем. При описании установки и настройки измерительного комплекса я писал что использую карточку Asus ROG Xonar Phoebus, её параметры есть и на сайте производителя и в обзорах на карточку (поэтому только дал ссылки и не стал приводить их). При тестировании карты параметры заявленные подтвердились. Если же использовать измерительный комплекс без дополнительной внешней приставки к карточке и без использования дифференциальных измерений (т.е. не использовать компенсацию искажений самой карты), то данную карту можно использовать до КНИ исследуемого устройства примерно 0.024-0.04%, что примерно в 3-5 раз выше, чем собственный коэффициент гармоник самой звуковой карты (т.е. как и требуют методики измерения стандартные). Если искажения скомпенсировать, то до 0,005-0,01% в лучшем случае - это для большинства карт предел возможностей уже.
Добавлено after 6 minutes 34 seconds:
Интересно бы было, что бы измерительный комплекс мог работать не только со зв.картами, а и с USB осциллографами 8 и 12 битными.
Инструстарами в частности.
К сожалению, это нужно обращаться к автору данного ПО. К сожалению в качестве устройств можно использовать по умолчанию только устройства, опознаваемые в операционной системе как аудиоустройства.
_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.
На вебинаре были представлены линейка компонентов для электропитания и интерфейсные модули. Мы рассмотрели популярные группы изолированных и неизолированных (PoL) DC/DC-преобразователей последних поколений, новые компактные модульные источники питания, устанавливаемые на печатную плату (открытые и корпусированные), источники питания, монтируемые как на шасси (в кожухе и открытые), так и на DIN-рейку.
Звуковые карты с какой максимальной частотой дискретизации реально существуют и можно купить? 384 кГц?
Встраиваемые ИП LM(F) производства MORNSUN заслуженно ценятся производителями во всем мире, поскольку среди широчайшего ассортимента продукции компании можно найти источник питания для любых задач. Представители семейств LM и LMF различаются по мощности и выходному напряжению, их технические и эксплуатационные характеристики подходят для эксплуатации в любых электрических сетях и работают в широком диапазоне условий окружающей среды. Неизменными остаются высокое качество и демократичная цена.
Звуковые карты с какой максимальной частотой дискретизации реально существуют и можно купить? 384 кГц?
Мне более чем со 192 кГц среди широко распространённых не попадались. Есть карточки на подобие Creative Sound BlasterX G6, но у неё только ЦАП 384 кГц, а АЦП всё же же 192 заявлено. А так можно поискать что-то в профессиональных возможно.
_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.
в инете есть примеры самплерного фронтенда для периодических сигналов, тогда через звук можно мерять Мгц..
Это что то по принципу стробоскопирования?
С помощью приставки с устройством выборки-хранения?
Что это даст? Можно посмотреть спектр какого нить ВЧ узкополосного сигнала с высоким динамическим диапазоном благодаря высокой битности АЦП в зв. карточке?
В продолжении тематики по измерительному комплексу:
А тем временем заключительная часть статьи по измерительному комплексу уже готова - постараюсь в ближайшее время разместить её на сайте. В данной теме жду Ваших замечаний по циклу статей, а так же, что ещё необходимо описать и нужно ли вообще описывать.
_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.
Здравствуйте! Я в этом деле новичок. Хочу организовать измерительный комплекс на базе ПК для измерения характеристик УНЧ. Скажите, пожалуйста, подойдёт для исследований внешняя звуковая карта Creative E-MU 0202 (USB) (хочу её приобрести). Компьютер хочу задействовать на базе процессора Intel Core 2D. Есть нетбук Acer, но, как я понимаю, он не потянет. Более современный ПК на базе Intel Core i7 не хотелось бы задействовать, он для других целей. Что вы посоветуете? Или купить внутреннюю карту звуковую? Хотелось бы ещё иметь возможность оцифровывать звук с частотой дискретизации 96 Кгц.
Интересно бы было, что бы измерительный комплекс мог работать не только со зв.картами, а и с USB осциллографами 8 и 12 битными.
Инструстарами в частности.
Давайте, Visual Analyser я заметил, написан универсально и, позволяет ввести любую частоту дискретизации и разрядность. Нужно только осциллографу прикинуться драйвером по правилам Windows. Я заинтересовался этими правилами и попробую написать для Visual Analyser драйвер для своего OWON 7102V.
Лучше через Ethernet OWON 7102V ка раз умеет. Будет дополнительная гальваническая развязка 1500 вольт. Я уже пробовал свое ПО для вытаскивания из осцилла данных и управления им. Остается прикинуться драйвером звуковой карты. К сожалению OWON не полностью придерживается спецификации SCPI Language для открытых измерительных систем. Хотя для него (OWON) есть документ
SDS SCPI Protocol. А может быть я тогда был просто невнимателен. В принципе SDS SCPI Protocol позволяет не только забирать данные но и "крутить ручки" удаленно по Ethernet.
Добавлено after 14 minutes 21 second:
В принципе, все осциллографы выпущенные после принятия стандарта SCPI Protocol должны его поддерживать. Значит можно обратиться в OWON за специальной прошивкой (теоретически) а может и дадут, если обосновать. Ну раз есть такой документ от OWON SDS SCPI Protocol, где SDS серия в которую входит OWON SDS7102V.
Добавлено after 6 minutes 7 seconds:
В документе "SDS SCPI Protocol" от OWON написано
Contact Us
If you have any problem or requirement when using our products, please contact OWON.
Service & Support Hotline: 4006 909 365
Добавлено after 5 minutes 33 seconds:
Вот нашел "Некоторые модели, похоже, поддерживают SCPI (SDS7102 еще не поддерживает)"
_________________
"Всякая профессия есть заговор против непосвященного" (Б. Шоу)
"Учебник можно определить как книгу, непригодную для чтения" (Б. Шоу)
. В связи с этим хотелось бы знать Ваше мнение по поводу цикла статей - что понравилось в статьях, что не понравилось, чего не хватает, что нужно описать дополнительно, что лишнее и т.д. В общем обоснованная критика и вопросы приветствуются.
спасибо за начальный этап входа в данную программу.
вопрос - сигнал синуса (аналогично и прямоугольник) в верхнем окне постоянно в движение, как заставить его стоять?
где кнопочка уровня синхронизации?
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Кто сейчас на форуме
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y
Не секрет, что у начинающих радиолюбителей не всегда есть под рукой дорогое измерительное оборудование. К примеру осциллограф, который даже на китайском рынке, самая дешевая модель стоит порядка нескольких тысяч.
Бывает осциллограф нужен для ремонта различных схем, проверка искажений усилителя, настройки звуковой техники и т.п. Очень часто низкочастотный осциллограф используется при диагностике работы датчиков в автомобиле.
В этом ряде случаем вам поможет наипростейший осциллограф, сделанный из вашего персонального компьютера. Нет, ваш компьютер никак не придется разбирать и дорабатывать. Вам понадобится всего на всего спаять приставку – делитель, и подключить её к ПК через звуковой вход. А для отображения сигнала установить специальный софт. Вот за пару десятков минут у вас появится собственный осциллограф, который вполне может сгодится для анализа сигналов. Кстати можно использовать не только стационарный ПК, но и ноутбук или нетбук.
Конечно, такой осциллограф с большой натяжкой сравним с настоящим прибором, так как имеет маленький диапазон частот, но вещь в хозяйстве очень полезная, чтобы посмотреть выхода усилителя, различные пульсации источников питания и тп.
Программное обеспечение
Программа «осциллограф» будет визуализировать сигнал, поданный на вход звуковой карты. Я предложу вам на скачивание два варианта:
1) Простая программа без установки с русским интерфейсом, качаем.
Какой пользоваться – выбирать вам. Возьмите и установите обе, а там выберете.
Если у вас уже установлен микрофон, то после установки и запуска программы можно уже будет наблюдать звуковые волны, которые поступают в микрофон. Значит все хорошо.
Для приставки никаких драйверов больше не потребуется.
Подключаем приставку ко линейному или микрофонному входу звуковой карты и пользуемся на здоровье.
Если у вас никогда в жизни не было опыта работы с осциллографом, то я искренне рекомендую вам повторить эту самоделку и поработать с таким виртуальным прибором. Опыт очень ценный и интересны.
Keysight TS
Собираем приставку
понедельник, 25 мая 2015 г.
Схема приставки
Согласитесь, что схема невероятна проста и не потребует много времени для её сборки. Это делитель - ограничитель, который защитит звуковую карту вашего компьютера от опасного напряжения, которое вы можете случайно падать на вход. Делитель может быть на 1, на 10 и на 100. Переменным резистором регулируется чувствительность всей схемы. Подключается приставка к линейному входу звуковой карты ПК.
Смотрите видео по работе с осциллографом для компьютера
Читайте также: