Скажи мне какой у DPO4104 джиттер, и я скажу – кто ты… - (часть 2)

25.09.2006

Автор рецензии: Шумский Игорь Александрович, к.т.н., ЗАО "ЭЛИКС".
Название рецензируемой статьи: Сравнение функциональных возможностей и параметров Tektronix DPO4000 и LeCroy Runner 6000.
Автор рецензируемой статьи: Дедюхин Александр Анатольевич, ЗАО "ПриСТ".

(Окончание, начало рецензии читайте здесь)

Индикатор измерений 7-и разрядный (см. рис 12.), что в позволяет в автоматическим режиме получить погрешность измерения временного интервала 10 ppm.

Статистика измерений у LeCroy работает во всем диапазоне разверток. Открытая платформа осциллографа LeCroy дает возможности проведения нестандартных измерений в средах MathCAD, Math lab, Excel, а также создание собственных алгоритмов измерений, используя интегрированную оболочку Visual Basic Script (VBS). Результаты статистики у Tektronix примитивные. LeCroy же может хранит в памяти до 6 миллионов результатов измерений, на анализе этих данных строится формирование статистики. LeCroy может без дополнительных опций строить гистограммы измеряемого параметра, тренды или график слежения за измеряемым параметров в пределах одного экрана. Так на рисунке 11 приведен пример исходного синусоидального колебания, имеющего частотную модуляцию по синусоидальному закону. Используя только измерение частоты с накоплением статистики (окно Р1) и обработку этого массива данных, осциллограф LeCroy способен построить гистограмму (осциллограмма F1 - четко повторяет спектр ЧМ сигнала). Автоматическое измерение параметров гистограммы, например расстояние между пиками гистограммы, дает значение девиации. Построение графика слежения (осциллограмма F3) воспроизводит форму модулирующего колебания (она синусоидальная), А измерение частоты этой осциллограммы, дает значение частоты модулирующего колебания. И как видно из окна Р5 оно составляет 1 кГц. Все описанные выше действия осуществляются осциллографом LeCroy в штатном режиме без инсталляции каких-либо дополнительных опций. Доступны ли подобные возможности для осциллографа Tektronix серии DPO-4000? Очевидно, что нет – данное техническое устройство не способно обрабатывать массивы данных по своей сути.

 

 

Дальше - совсем неинтересная агитка, не имеющая отношения к DPO4104. Если пользователю надо, он может найти 10- разрядный частотомер по цене одного пробника для WR6100A c существенно лучшей точностью. К осциллографии это не имеет никакого отношения.

Что касается возможностей встроенного ПК, построения гистограмм и сложного анализа – да, этого в DPO4104 нет! А нужны ли эти возможности разработчику сложных электронных схем? Если нет – он сэкономит пару сотен тысяч рублей, если да - купит DPO7104 – и опять сэкономит

Tektronix в новой серии DPO-4000 так же сохранил и метод измерения параметров по одному периоду, что значительно снижает скорость и достоверность измерений. LeCroy использует принцип измерения по всему массиву данных, что позволяет в миллионы раз увеличить скорость измерения по сравнению с Tektronix. Отображение статистики измерений в осциллографах Tektronix серии DPO-4000 тоже вещь, проще которой ничего не придумаешь – задается некоторое количество измерений, например 32, и из них определяется минимальное, максимальное, среднее значение и СКО Вот такая замечательная статистика в приборе “начиненном новейшими технологиями” - где уже тут дать шанс конкурентам, способным хранить в памяти шесть миллионов значений измерений, обрабатывать их в реальном масштабе времени, вычислять минимальные и максимальные значения, определять среднее значение из всего массива данных, вычислять среднеквадратическое значение из массива и среднеквадратическое отклонение, на основе этого массива измерений строить гистограммы и тренды. Спартанская простота – вот они горизонты новых технологий!

Очередная попытка ввести в заблуждение читателей. DPO4000, так же как и предыдущая серия TDS3000B, может проводить измерения по всему буферу, или по всему экрану (т.е. ZOOM) или в области, заданной положениями курсоров. Ниже скриншот, это доказывающий.

Увеличить картинку

 

• “Арифметические операции – сложение, вычитание, умножение и деление осциллограмм. Математические функции – интегрирование, дифференцирование, БПФ.” Не густо, учитывая цену прибора… Но, честно говоря, математические функции отнюдь не гордость DPO-4000, а больше его головная боль, имея ввиду, что быстродействие вычисления арифметических операции и математических функций, такова, что за это время можно спокойно выпись парочку чашек кофе. Вообще с быстродействием у DPO-4000 очень большие проблемы. Глядя на этот прибор, начинаешь понимать истинный смысл выражения “конкуренты отдыхают”. Действительно, пока DPO-4000 производит вычисления можно неплохо отдохнуть – газету почитать или сыграть партию в боулинг…

Ниже – список меню математического редактора для программирования математических операций, которые может выполнять в режиме реального времени DPO4000 над осциллограммами и результатами измерения их параметров. (Советуем читателям самостоятельно определить, сколько операций не назвал Автор).Вряд ли подавляющему числу пользователей нужно больше функциональности по этому параметру….

 

Увеличить картинку

 

LeCroy же может производить около 50 различных математических функций (включая дополнительные математические опции), включая двунаправленную обработку в средах MathCAD, Math lab, Excel, обработку собранных данных по собственным алгоритмам, используя интегрированную оболочку VBS, построение “золотых” сигналов и многое другое. В отличии от DPO-4000, имеющего закрытую платформу, которому для интеграции полученных данных в пакет Microsoft Office нужны внешний ПК и инструментальные панели TekXL и TekW. LeCroy Wave Runner, имеющий открытую платформу, допускает установку Microsoft Office и других программ (например MathCAD или Math lab) прямо на платформу осциллографа. Взаимодействие LeCroy и установленного дополнительного софта не требует дополнительных инструментов. Пример “золотой” затухающей синусоиды, полученной в приложении VBS, и результат воздействия окна Хэннинга на входной сигнал приведены на рисунке 12.

Это все “великолепие” нужно не такому большому числу пользователей. И (повторимся) все это можно реализовать на DPO7104. А если обработка данных на DPO4104 все-таки нужна – к услугам пользователей хорошо известные программные пакеты LabView (Signal Express), MatLab, которые можно установить на внешнем ПК и подключить к прибору с помощью быстрого интерфейса USB2.0. Производители этого всемирно известного софта поддерживают все осциллографы TEKTRONIX и имеют на своих сайтах соответствующие драйверы или виртуальные инструменты.

Ну а теперь о том, о чем Tektronix предпочитает не информировать клиентов. Недостаток № 1 Вообще-то раньше Tektronix славился своим быстродействием при захвате осциллограмм, но в серии DPO-4000 как-то все получилось не складно. Если выключить все математические функции, режимы измерения и установить длину память 1000 точек, то можно максимально добиться захвата 12000 осциллограмм в секунду. Но если попытаться дать осциллографу дополнительные задачи, то тут и возникают сложности.

  1. Если установить длину памяти на Tektronix 10М (коэффициент развертки при этом равен 400 мкс) точек и включить режим измерения одного параметра, то скорость сбора осциллограмм составляет порядка одна осциллограмма за 1.5 секунд, при этом Tektronix производит всего одно измерение. LeCroy WaveRunner при этих же условиях обновляет экран за 0.35 секунды при этом производит порядка 1800 измерений (а точнее производит “обмер” всех периодов сигнала присутствующих на экране). Вывод – скорость измерений у LeCroy в этом режиме в 7200 раз выше, чем у Tektronix DPO-4000.
  2. Если установить длину памяти 10М точек и включить режим измерения всех четырех параметров, то скорость сбора осциллограмм составляет порядка одна осциллограмма за 6 секунд, при этом Tektronix производит четыре измерения. LeCroy WaveRunner при этих же условиях обновляет экран за 0.8 секунды при этом производит порядка 7200 измерений (и опять же измеряет все периоды сигнала присутствующих на экране). Вывод – скорость измерений у LeCroy в этом режиме в 13500 раз выше, чем у Tektronix DPO-4000.
  3. 3. Попробуем при установленной памяти 10 М произвести несложную арифметическую операцию, например сложение. Результат превзойдет все ожидания - осциллограф не может одновременно производить сбор данных с каналов и производить арифметическую операцию. Это процесс Tektronix DPO-4000 раскладывает на две составляющие, сначала сбор информации с каналов и лишь затем операция сложения. И как финал – результат сложения появляется на экране через 30 секунд. Такого быстродействия не имеет ни один цифровой осциллограф в мире!

Видимо, к концу статьи у Автора совсем стали путаться мысли и он стал сравнивать желтое с жидким, т.к. серьезно сравнивать скорость захвата осциллограмм со скоростью проведения измерений можно только по недоразумению!

Скорость захвата осциллограмм в DPO4104 достигает 3700 осциллограмм в секунду (Автор намерял аж 12 тыс.). Что это за параметр? Эта скорость характеризует способность прибора отображать динамическое поведение сигнала и в частности увеличивает вероятность захвата прибором случайных аномалий. Чем выше скорость захвата – тем больше у пользователя информации о сигнале, о его поведении в динамике. А какую дополнительную информацию дает пользователю высокоскоростное измерение параметра сигнала, например, частоты? Да никакой, особенно если понять, что за счет низкой скорости захвата (присущей осциллографам без технологии цифрового фосфора или его аналогов, в т.ч. WR6100A) , измеряемый  сигнал большую часть времени потраченного на измерения просто не попадал в буфер осциллографа и не участвовал в этих “супербыстрых” измерениях!

Относительно скорости обновления осциллограмм (проверялось на приборе с прошивкой v.1.11). При длине памяти 10М функция цифрового фосфора в осциллографах DPO4000 не работает. Она просто не нужна в этом режиме (все равно на экране отображается не более 1000 точек). Осциллограмма такой длины обычно или рассматривается с помощью ZOOM (для этого ее нужно остановить), или передается во внешнее приложение для углубленного анализа или обсчета. Но тем ни менее - на длине памяти 10 МБ у осциллографа DPO4104 скорость запуска развертки – несколько десятков герц , т.е. на порядок лучше, чем в WR6100A. Включение измерения одного параметра (частота сигнала, стробируемого по экрану) практически не изменяет скорость обновления экрана, скорость проведения автоматического измерения – 1 раз в секунду (быстрее глаз уже не воспримет). Другое дело, если включить стробирование измерений не по экрану, по всему буферу – тогда, да скорость обновления экрана заметно падает. (Заметьте, Автор не указал, какой режим измерений он задал в своих опытах с DPO4000).

Ну и что? Разве это как-то уменьшает достоинства осциллографа, т.е. прибора для отображения формы сигнала?

  • 4. Но истинную цену времени можно узнать, если задать Tektronix DPO-4000 математическую функцию, например БПФ. При максимальной длине памяти и развертке 400 мкс построение спектра сигнала занимает 58 секунд, при этом более чем странно, что пока прибор думает, обновление входной осциллограммы пусть медленно, но происходит. Спектр чего же строит тогда DPO-4000? Давно исчезнувших событий? Наверное, это очень интересно археологам…И наконец становится понятно, почему длина памяти при построении БПФ ограничена всего лишь 1М. при использовании 10 М построение спектра заняло бы почти 10 минут, а это уже может омрачить гордость за “новейшие технологии и непревзойденные параметры”. Осциллографы LeCroy способны производить построение спектра сигнала при длине памяти до 24 М, при этом спектр сигала при длине памяти в 1М (сравнивать можно только аналогичные параметры) обновляется синхронно с каждой осциллограммой, а это порядка 170 мс, при развертке 500 мкс.
  • В этом месте по началу хотелось согласиться с Автором. Действительно, спектр длиной 1 МБ строится медленно, однако спектр длиной 100 КБ – уже существенно быстрее. Но теперь давайте посмотрим на WR6100A. Оказывается, в штатной комплектации пользователю WR6100A доступно БПФ длиной всего 50 тыс. точек! А в DPO4104 штатно до 1 млн.! Чувствуете разницу?

    А обещанные спектры длиной 24 МБ доступны только при покупке дополнительного пакета Advanced Math Software Package (XMATH) ценой 138 852 руб. Т.о. цена построения спектрограмм длиной 24 М суммарно составила 860023 р +138852= 998875 руб! Почти миллион! Уважаемый читатель! Не кажется ли Вам, что Автор над Вами издевается? Ведь он опять сравнивает несопоставимые по цене вещи! (Напомним, цена DPO4104 - 452471 руб., что более чем в 2 раза дешевле!!!

    А вообще-то, если необходимо динамичное отображение спектра – это RSA6100 от TEKTRONIX. Он умеет захватывать до 47 тыс. спектров в секунду при недостижимом для любого из существующих осциллографов динамическом диапазоне и полосе захвата.

    Недостаток № 2 Гигантский собственный джиттер (400 пс) не дающий возможности применения данного осциллографа в высокочастотной области, при построении телекоммуникационных масок и глазковых диаграмм.

    Напомним, что у LeCroy джиттер составляет всего 3 пс.

    Ну с джиттером мы разобрались выше:

    – никаких 400 пс, а 120 пс,

    - и не RMS, а ПИК-ПИК, что соответствует примерно 18- 20 пс RMS, включая шумовую составляющую.

    - да и в WR6100A 3 пс, - это джиттер RMS, причем отделенный методически от шума. Автору, чтобы сравнивать с DPO4104, нужно было провести измерения на WR6100A АНАЛОГИЧНО тому как это было сделано на DPO4104. Тут впору процитировать Автора: сравнивать можно только аналогичные параметры!Если бы Автор еще и следовал своим советам!

    Недостаток № 3 Странный алгоритм вывода осциллограмм на экран. Если вы думаете, что картинка, отображаемая на дисплее Tektronix DPO-4000, это весь полезный сигнал, то вы заблуждаетесь. Если остановить сбор информации и сдвинуть сигнал в лево или в право, то можно за краем экран обнаружить еще много полезной информации… Соотношение: циидискретизаЧастотапамятиДлинаразверткиВремя=10* справедливое для большинства цифровых осциллографов и оптимизирующее распределение частоты дискретизации, длинны памяти и вывода на экран для Tektronix DPO-4000 не существует. В режиме собора информации Tektronix DPO-4000 будет записывать до заполнения то значение, памяти которое выбрано в меню. При этом на экран будет выводиться некоторой кусок сигнала, в соответствии с установленным значением коэффициента развертки. Причем соотношение выводимой на экран области памяти и всей памяти может составлять тысячи раз. Интересно что в этом режиме функция Wave Inspector работает не на растяжку сигнал и поиска деталей в сигнале, а наоборот – на сжатие сигнала.

    Программное обеспечение LeCroy обеспечивает оптимизацию подбора длины памяти или частоты дискретизации для полного вывода информации на экран.

    Непривычный – не значит плохой! Не вижу никаких ошибок в реализации данной функции –только достоинства!

    Зачем отбрасывать уже собранные в буфере данные из-за того, что Пользователь задал слишком маленькое окно обзора. Ведь часто необходимо, изучив какую-то деталь в сигнале, определить , какое место она занимает относительно других элементов сигнала, не попавших в окно. И если память прибора это позволяет – почему бы ни воспользоваться этой удобной функцией!

    Недостаток № 4 Сохранение осциллограмм. Это еще одна важная особенность любого цифрового осциллографа. Большинство пользователей используют ее довольно часто, особенно если необходимо обрабатывать данные на внешнем ПК или создавать массивы данных. Tektronix DPO-4000 позволяет сохранять данные на USB-носитель или карту Compact Flash Card, которая входит в комплект поставки и, наверное, должна обеспечивать максимальные параметры для осциллографа. Произведем запись 10М точек в собственном формате Tektronix DPO-4000 - это позволяет получить максимальную скорость записи. Итак, после нажатия на кнопку “Save” через 5 минут 26 Tektronix DPO-4000 закончил запись данных на Flash карту. В это же время осциллограф LeCroy Wave Runner производил запись данных на собственный жесткий диск. Время записи одной осциллограммы объемом 10М составил 3,6 секунды. Другими словами пока DPO-4000 записывал одну осциллограмму, Wave Runner записал их 90. При этом еще одной отличительной особенностью Tektronix DPO-4000 является то, что для записи осциллограммы надо каждый раз нажимать на кнопку “Save”. LeCroy Wave Runner имеет три режима записи первый – как у Tektronix DPO-4000 через кнопку “Save”. Второй - автоматическая запись каждой осциллограммы при запуске развертки на указанный носитель, до заполнения объемы указанного носителя. Третий - автоматическая запись каждой осциллограммы при запуске развертки на указанный носитель, по кругу в объеме указанного носителя.

    Не будем обсуждать, насколько характеризует возможности осциллографа скорость сохранения осциллограммы. В любом случае, реализовать режим высокоскоростного регистратора с непрерывной записью без пропусков на диск осциллограмм (об этом мечтают многие пользователи цифровых осциллографов) не удастся ни на WR6100A ни на DPO4104. Конечно, сохранять осциллограмму на внутренний встроенный HDD получится быстрее, чем на медленный внешний CF. Есть ли смысл говорить , что DPO7104 сохраняет осциллограмму из 10 МБ также быстро как и WR6100A, т.к. тоже имеет внутреннюю PCI-шину. Как говорил сам автор: “сравнивать можно только аналогичные параметры!” - золотые слова!

    Но вернемся все-таки к DPO4104. Так ли все плохо с сохранением осциллограмм без встроенного ПК?

    Хотя Автор почему-то считает CF самым быстрым интерфейсом, мы ему советуем

    Вариант №1: воспользоваться портом USB2.0 (благо их в приборе 4) и копирование на USB2- CompactFlash файла 10 МБ занимает не 5 минут, а полторы!

    Вариант №2: копирование прямо на внешний ПК через порт USB2,0 и интерфейс USBTMC, который, который дает сопоставимую с PCI Шиной скорость передачи данных на внешний ПК.

    В результате, с помощью идущего в комплекте поставки к DPO4104 софта NI Signal Express Tektronix Edition можно автоматизировать сбор данных ничуть не хуже, чем на WR6100A. Например, за одну минуту можно сохранить на внешнем ПК порядка 300 осциллограмм (при длине буфера 1000 точек) или каждые 10 секунд сохранять осциллограмму при длине буфера 1 МБ с автоматическим выбором имени. Можно писать все осциллограммы в один файл (это еще ускоряет процесс). Кроме того, данный софт поддерживает широкий набор типичных измерительных задач , в т.ч. автоматизация и синхронный режим работы осциллографа, например, совместно с генератором сигналов AFG3000 без всякого программирования!

    Вариант №3: подключите осциллограф по LAN и воспользуйтесь бесплатным софтом e*Scope. Сохранение по локальной сети осциллограммы длиной 10 МБ занимает не более 30 секунд (В этом можно убедиться на уже упоминавшемся тест-драйве осциллографа DPO4104)

    Так что все не так плохо, как представляется Автору!

    Выводы 1. Честно говоря, впечатление от знакомства с DPO-4000 довольно мрачное, он больше напоминает раздутый в масштабах TDS-3000 серии и по основным возможностям и по конструкции, но с достаточно большой длиной внутренней памяти и новой для Tektronix функцией Wave Inspector .

    2. Возможности, заложенные в прибор, не дают пользователю абсолютно ничего нового по сравнению с возможностями осциллографов, предлагаемыми конкурентами. Пафосный слоган “новая серия цифровых осциллографов Tektronix буквально начинена новейшими технологиями и рекордными параметрами в базовой комплектации” не более чем дешевый рекламный трюк. И боле того, возможности DPO-4000 достаточно посредственные.

    3. Закрытая платформа построения данного ЦЗО и слабые возможности вычислительной среды обрекли его на серьезные проблемы при решении каких-либо дополнительных задач, лишили гибкости при использовании дополнительных опций, хранения результатов сбора информации и измерений. Сохранение результатов сбора данных занимает очень много времени.

    4. Цена значительно превышает его возможности.

    5. Но есть у DPO-4000 и одно достоинство - это TFT экран, он просто прелесть! Большой, яркий, цветной, контрастный. Если бы его еще оснастить сенсорным управлением, то и управление осциллографом бы значительно упростилось.

    Комментировать выводы Автора не будем, т.к. читатель уже получил ответы по всем выкладкам автора.

    Вместо этого перечислим обнаруженные нами подтасовки, неточности и прочее, обнаруженное нами в рецензируемом тексте:

    • неверные сведения о стоимости сравниваемых приборов, на деле сравниваются приборы разной ценовой категории
    • В заявленном тестировании одногигагерцевых осциллографов Автор на самом деле (незаметно для читателя) сравнивал осциллограф на 1 ГГц от LeCroy c осциллографом на 500 МГц от Tektronix
    • Автор вводит в заблуждение своих читателей относительно наличия функции поиска по буферу в осциллографах LeCroy
    • Аналогично дело обстоит относительно наличия синхронизации, поиска и анализа шин I2C и SPI - в осциллографах LeCroy. Купив осциллограф WR6100A Вы станете бета-тестером для корпорации LeCroy!
    • Автор сравнивает джиттер пик-пик осциллографа TEKTRONIX с джиттером RMS у осциллографа LeCroy, что вообще неграмотно!
    • Для тестирования осциллографа DPO4000 использовался прибор со старой прошивкой, тогда как в это время уже было доступно обновление v.1.0.9.
    • Неверные данные относительно соотношения точности временных измерений в WR61000A и DPO4104. Никакого преимущества первого над вторым по этому параметру не показано.
    • Сравнительные параметры для DPO4000 Автор черпает из своих, как правило, некорректных экспериментов, тогда как для WR6100A аналогичные параметры - из спецификаций производителя без указания способа их измерений и приведения соответствующих скриншотов
    • Автор пытается навязать читателям свои неверные сведения относительно возможности автоматических измерений параметров в осциллографах DPO4000. Они вовсе не ограничены измерениями по одному периоду, стробирование зоны измерений производится как по всему буферу, также по экрану (области ZOOM), и, кроме того, по области, ограниченной курсорами.
    • По непонятной причине Автор не заметил в DPO4000 математический редактор, позволяющий проводить математические операции в реальном времени над осциллограммами с помощью определяемой пользователем формулы, включающей кроме широкого набора математических функций, также постоянные скалярные величины и результаты автоизмерений и даже логические функции.
    • Автор смешивает понятие скорость захвата осциллограмм и скорость проведения автоизмерений, хотя последний параметр, как правило, в отличие от первого для пользователя практического значения не имеет.
    • ну и еще много чего, см выше…

    А теперь читатель пусть выводы сделает сам.

    Добавим лишь, что вместо серьезного анализа читатели рецензируемой статьи опять получили набор подтасовок, в связи с чем соболезнуем тем, кто имел несчастье им поверить…

    Oscilloscope.ru | О проекте | Наши рецензии | Ссылки по теме
    © Oscilloscope.ru, 2006