Осциллограф Agilent 7000B

В наличии

Осциллограф Agilent MSO7034B

400 000 ₽

Ключевые факты

Осциллографы Agilent InfiniiVision 7000B: профессиональный инструмент для радиоинженера

Серия Agilent InfiniiVision 7000B объединяет цифровые запоминающие осциллографы DSO и осциллографы смешанных сигналов MSO с полосой пропускания от 100 МГц до 1 ГГц. Приборы рассчитаны на разработку, настройку и диагностику аналоговых, цифровых и радиочастотных устройств.

Главными особенностями серии стали архитектура MegaZoom III, большой 12,1-дюймовый экран, частота обновления до 100 000 осциллограмм в секунду, глубокая память и развитые средства запуска по событиям в последовательных интерфейсах.

Несмотря на возраст платформы, Agilent 7000B по-прежнему представляет практический интерес для радиолабораторий. Приборы позволяют исследовать импульсные усилители, синтезаторы частоты, модуляторы, источники питания, цифровые интерфейсы и системы управления радиочастотным оборудованием.

Модельный ряд Agilent 7000B

Серия выпускалась в вариантах DSO и MSO.

Обозначение DSO означает цифровой запоминающий осциллограф с двумя или четырьмя аналоговыми каналами. Модели MSO дополнительно имеют 16 цифровых входов логического анализатора.

Модели	Полоса пропускания	Максимальная дискретизация	Аналоговые каналы
DSO7012B, MSO7012B	100 МГц	2 Гвыб/с	2
DSO7014B, MSO7014B	100 МГц	2 Гвыб/с	4
DSO7032B, MSO7032B	350 МГц	2 Гвыб/с	2
DSO7034B, MSO7034B	350 МГц	2 Гвыб/с	4
DSO7052B, MSO7052B	500 МГц	до 4 Гвыб/с	2
DSO7054B, MSO7054B	500 МГц	до 4 Гвыб/с	4
DSO7104B, MSO7104B	1 ГГц	до 4 Гвыб/с	4

Двухканальной версии 7102B в серии не предусмотрено: модели с полосой 1 ГГц выпускались только с четырьмя аналоговыми каналами.

Для моделей MSO предусмотрено 16 цифровых каналов, объединённых в две группы по восемь входов. Обычный DSO можно было модернизировать до конфигурации MSO с помощью соответствующего комплекта.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры Agilent InfiniiVision 7000B:

полоса пропускания от 100 МГц до 1 ГГц;
два или четыре аналоговых канала;
16 цифровых каналов в моделях MSO;
максимальная частота дискретизации до 4 Гвыб/с;
эквивалентная частота дискретизации до 400 Гвыб/с;
стандартная память до 8 Мточек;
вертикальное разрешение 8 бит;
режим высокого разрешения до 12 бит;
частота обновления до 100 000 осциллограмм в секунду;
большой цветной экран 12,1 дюйма с разрешением XGA;
256 градаций интенсивности отображения;
входное сопротивление 1 МОм или 50 Ом;
интерфейсы USB и LAN;
встроенный веб-интерфейс дистанционного управления;
поддержка SCPI-команд и драйверов автоматизации.

При использовании четырёх аналоговых каналов доступная память обычно составляет 4 Мточки, а при работе с двумя каналами — до 8 Мточек.

У моделей с полосой 500 МГц и 1 ГГц максимальная частота дискретизации 4 Гвыб/с достигается при использовании одного канала в каждой паре. Каналы 1 и 2 образуют одну пару, а каналы 3 и 4 — вторую. Если одновременно включить оба канала одной пары, частота дискретизации снижается до 2 Гвыб/с на канал.

Эту особенность необходимо учитывать при одновременном сравнении нескольких быстродействующих сигналов.

Архитектура MegaZoom III

Основой приборов является фирменная архитектура MegaZoom III. В ней управление памятью, обработка данных и формирование изображения выполняются специализированной микросхемой.

Для пользователя это даёт несколько практических преимуществ:

осциллограф быстро реагирует на вращение регуляторов;
глубокая память постоянно доступна и не делает управление заметно медленнее;
последовательное декодирование меньше снижает скорость обновления;
редкие выбросы и аномалии отображаются с высокой вероятностью;
масштабирование длинной записи выполняется практически без задержек.

В более простых цифровых осциллографах увеличение длины памяти нередко приводит к резкому падению частоты обновления. В Agilent 7000B этот компромисс выражен значительно слабее.

Почему важна высокая частота обновления

Частота дискретизации показывает, сколько отсчётов прибор может записать в течение одной осциллограммы. Частота обновления показывает, сколько отдельных захватов осциллограф выполняет и отображает за секунду.

Для поиска редких событий второй параметр может быть не менее важен, чем частота дискретизации.

Если в устройстве периодически возникает короткий выброс, нарушение формы импульса или сбой синхронизации, медленный осциллограф способен пропустить большую часть таких событий во время обработки предыдущей записи.

Agilent 7000B обеспечивает частоту обновления до 100 000 осциллограмм в секунду. Благодаря градациям интенсивности часто повторяющиеся участки выглядят ярче, а редкие отклонения отображаются менее интенсивными следами. Такое представление напоминает поведение аналогового осциллографа и позволяет визуально оценивать джиттер, шум и нестабильность сигнала.

Аналоговый тракт

Аналоговые входы могут работать с сопротивлением:

1 МОм, параллельно приблизительно 14 пФ;
50 Ом для непосредственного подключения согласованных радиочастотных цепей.

Наличие встроенного входа 50 Ом особенно полезно для радиоинженера. Генератор, смеситель, усилитель или детектор можно подключить коаксиальным кабелем без внешнего проходного терминатора.

При этом необходимо строго контролировать допустимую мощность. Вход 50 Ом осциллографа не предназначен для непосредственного подключения к выходу мощного передатчика или усилителя. Между устройством и осциллографом могут потребоваться аттенюатор, направленный ответвитель, ограничитель или пробник с соответствующей допустимой мощностью.

Расчётное время нарастания составляет приблизительно:

Полоса осциллографа	Расчётное время нарастания
100 МГц	3,5 нс
350 МГц	1 нс
500 МГц	700 пс
1 ГГц	350 пс

Вертикальная чувствительность начинается от 2 мВ на деление. Для уменьшения широкополосного шума предусмотрено ограничение полосы до 25 МГц.

Режимы сбора данных

Agilent 7000B поддерживает несколько режимов регистрации.

Normal

Основной режим для большинства измерений. При медленной развёртке лишние отсчёты прореживаются, а на экран выводится представительная форма сигнала.

Peak Detect

Сохраняются минимальные и максимальные значения внутри каждого временного интервала. Режим помогает обнаруживать короткие выбросы, которые могли бы потеряться при обычном прореживании данных.

Минимальный интервал пикового детектирования составляет 500 пс у моделей 100 и 350 МГц и 250 пс у моделей 500 МГц и 1 ГГц.

Average

Усреднение от 2 до 65 536 осциллограмм уменьшает случайный шум и позволяет точнее исследовать периодические сигналы небольшого уровня.

Следует учитывать, что усреднение подавляет неповторяющиеся события. Поэтому оно подходит для измерения устойчивого периодического сигнала, но не для поиска одиночных выбросов.

High Resolution

Последовательные отсчёты внутри одной записи математически объединяются. Это уменьшает шум и увеличивает эффективное вертикальное разрешение — при подходящей скорости развёртки до 12 бит.

Режим полезен при исследовании:

пульсаций источников питания;
выходов детекторов;
огибающих модулированных сигналов;
медленных управляющих напряжений;
ЦАП и АЦП;
контуров автоматической регулировки мощности.

Возможности MSO

Модели MSO позволяют одновременно наблюдать до четырёх аналоговых и 16 цифровых сигналов. Все каналы синхронизированы по времени.

Для разработчика радиочастотного прибора это даёт возможность одновременно контролировать:

напряжение настройки VCO;
сигнал захвата PLL;
импульс включения усилителя;
выход детектора мощности;
линии SPI управления синтезатором;
сигналы выбора фильтров и аттенюаторов;
линии включения модуляции;
обмен микроконтроллера с периферийными устройствами.

Например, при неправильной установке частоты можно одновременно увидеть пакет SPI, момент переключения делителя, изменение управляющего напряжения PLL и переходный процесс на выходе детектора.

Такая временная корреляция аналоговых и цифровых процессов является одним из главных преимуществ MSO перед отдельным осциллографом и логическим анализатором.

Запуск и декодирование последовательных интерфейсов

В зависимости от установленных опций серия поддерживает запуск и декодирование:

I²C;
SPI;
USB;
UART и RS-232;
CAN;
LIN;
I²S;
FlexRay;
MIL-STD-1553.

Декодирование выполняется аппаратно ускоренным способом, поэтому его включение относительно мало влияет на скорость обновления экрана.

Можно запускать осциллограф не только по фронту электрического сигнала, но и по определённому адресу, команде, значению данных или ошибке протокола. Это значительно упрощает поиск программно-аппаратных сбоев.

При работе с радиочастотным синтезатором можно, например, настроить запуск по записи определённого регистра SPI и исследовать переходный процесс после изменения частоты.

Сегментированная память

Опциональный режим сегментированной памяти предназначен для регистрации серии коротких событий, разделённых длинными паузами.

Вместо непрерывной записи всего временного интервала осциллограф сохраняет только участки около событий запуска. Благодаря этому память расходуется значительно эффективнее.

Режим особенно полезен для:

анализа пакетов последовательных интерфейсов;
регистрации импульсных радиосигналов;
исследования редких переключений;
наблюдения запуска передатчика;
измерения времени установления синтезатора при последовательной перестройке;
поиска случайных сбоев.

Для каждого сегмента сохраняется временная привязка, что позволяет оценивать интервалы между событиями.

Применение в радиотехнической лаборатории

Настройка импульсных усилителей

Осциллограф позволяет контролировать время нарастания и спада мощности, выбросы на фронтах, задержку включения, просачивание сигнала и переходные процессы системы управления.

Для измерений на высокой мощности следует использовать направленный ответвитель и аттенюатор либо подходящий широкополосный детектор.

Исследование PLL и синтезаторов частоты

Можно одновременно наблюдать:

управляющее напряжение VCO;
сигнал Lock Detect;
команды SPI;
выход частотного или фазового детектора;
огибающую радиочастотного сигнала через внешний детектор.

Такой набор измерений помогает определить время установления частоты, перерегулирование контура и причины потери захвата.

Анализ амплитудной и импульсной модуляции

После детектирования радиочастотного сигнала можно измерять глубину AM, частоту модуляции, искажения огибающей, длительность импульсов и форму фронтов.

Для непосредственного наблюдения несущей полоса осциллографа должна соответствовать частоте сигнала. При частотах выше 1 ГГц потребуется смеситель, делитель частоты, широкополосный детектор или другой преобразователь.

Исследование источников питания

Режимы High Resolution и Average удобны для измерения пульсаций и шумов. Однако результат сильно зависит от методики подключения пробника.

Для измерения малых пульсаций следует:

отказаться от длинного заземляющего провода пробника;
использовать пружинный контакт земли;
включить ограничение полосы 25 МГц;
исключить наведённые помехи;
при необходимости использовать дифференциальный пробник.

Наблюдение цифровых шин

MSO-версия подходит для проверки интерфейсов управления аттенюаторами, синтезаторами, ЦАП, АЦП и переключателями фильтров. Аналоговый канал при этом показывает реальную реакцию радиочастотного или аналогового тракта на цифровую команду.

Математика и спектральный анализ

Осциллограф предоставляет автоматические измерения, курсоры, статистику и математическую обработку сигналов. БПФ позволяет оценивать спектральный состав импульсов, тактовых сигналов, пульсаций и низкочастотной модуляции.

Однако Agilent 7000B не заменяет полноценный анализатор спектра. Вертикальный АЦП имеет разрешение 8 бит, а динамический диапазон временного тракта существенно меньше динамического диапазона специализированного спектроанализатора.

БПФ осциллографа полезно применять для:

поиска основной частоты помехи;
сравнения гармонического состава сигналов;
оценки спектра импульсов;
анализа низкочастотной модуляции;
обнаружения паразитной генерации;
предварительной локализации источника шума.

Для точного измерения фазового шума, слабых побочных составляющих и гармоник рядом с мощной несущей необходим анализатор спектра или анализатор сигналов.

Интерфейсы и автоматизация

В стандартное оснащение входят USB и LAN. Встроенный веб-сервер позволяет просматривать экран и управлять прибором через сеть.

Поддержка SCPI, IVI-драйверов и программных библиотек упрощает включение осциллографа в автоматизированный измерительный стенд. Через программу можно:

изменять настройки каналов и развёртки;
задавать условия запуска;
запускать одиночное измерение;
считывать осциллограммы;
сохранять снимки экрана;
выполнять автоматические измерения;
формировать протокол испытаний.

Для синхронизации с генератором, анализатором или вторым осциллографом предусмотрены вход и выход опорной частоты 10 МГц, а также вход и выход запуска.

Штатного разъёма GPIB у большинства приборов серии нет, но мог использоваться внешний адаптер LAN/USB–GPIB.

Большой экран и конструкция

Одним из наиболее заметных преимуществ 7000B является 12,1-дюймовый экран XGA. На нём удобно одновременно размещать несколько аналоговых каналов, цифровые диаграммы, результаты декодирования и таблицы измерений.

Корпус имеет небольшую глубину — около 17 см. Прибор занимает значительную площадь по ширине и высоте, но не требует глубокого лабораторного стола. Масса составляет приблизительно 5,9 кг.

Передняя панель построена по классической приборной схеме: отдельные регуляторы вертикального масштаба, развёртки, положения и уровня запуска обеспечивают более быстрое управление, чем меню бюджетных осциллографов.

Ограничения серии

При выборе Agilent 7000B необходимо учитывать несколько особенностей.

Восьмибитное вертикальное разрешение

Это стандартный показатель для осциллографов своего поколения, но для измерения очень малых сигналов на фоне большой постоянной составляющей возможностей АЦП может быть недостаточно.

Разделение ресурсов каналов

У моделей 500 МГц и 1 ГГц максимальные 4 Гвыб/с доступны не при любой комбинации включённых каналов. Перед измерением важно проверить фактическую частоту дискретизации на экране.

Ограниченная полоса для современных скоростных интерфейсов

Полосы 1 ГГц достаточно для множества радиотехнических и цифровых задач, но она мала для современных многогигабитных последовательных линий и непосредственного наблюдения СВЧ-сигналов.

Опциональные функции

Декодирование некоторых шин, масочное тестирование и сегментированная память могли активироваться отдельными лицензиями. При покупке прибора необходимо проверить список установленных опций.

Возраст прибора

Следует оценить состояние дисплея, энкодеров, кнопок, входных аттенюаторов и системы охлаждения. Желательно выполнить самотестирование и проверить каждый канал на нескольких значениях чувствительности и входного сопротивления.

Что проверить перед покупкой

При выборе осциллографа на вторичном рынке рекомендуется проверить:

Точное обозначение модели и полосу пропускания.
Количество аналоговых каналов.
Наличие цифровых каналов и логического пробника у MSO.
Список установленных программных опций.
Работу входа 50 Ом на каждом канале.
Переключение диапазонов чувствительности.
Отсутствие заметного смещения нулевой линии.
Равенство амплитуды и временного положения каналов.
Работу LAN, USB и внешнего запуска.
Состояние экрана и равномерность подсветки.
Работу всех кнопок и энкодеров.
Результаты внутреннего самотестирования и калибровки.
Комплектность активных и пассивных пробников.
Фактическую частоту дискретизации при разных комбинациях каналов.

Особое внимание нужно уделять входам 50 Ом. Их повреждение возможно после подачи чрезмерного напряжения или мощности, при этом вход 1 МОм может продолжать работать нормально.

Какую модель выбрать

Для ремонта источников питания, аудиоаппаратуры, микроконтроллерных устройств и относительно медленных радиосхем достаточно моделей с полосой 100 МГц.

Модели 350 МГц являются универсальным вариантом для большинства лабораторных задач: импульсной техники, интерфейсов, синтезаторов и радиотрактов промежуточной частоты.

Версии 500 МГц лучше подходят для быстродействующей цифровой электроники, исследования фронтов порядка единиц наносекунд и радиочастотных трактов до нескольких сотен мегагерц.

DSO7104B и MSO7104B с полосой 1 ГГц наиболее интересны для радиоинженера. Они позволяют непосредственно наблюдать сигналы высокой промежуточной частоты, быстрые импульсы, выходы делителей и многие радиочастотные сигналы нижней части СВЧ-диапазона.

Версию MSO стоит выбирать, когда прибор используется для разработки оборудования с цифровым управлением. Для ремонта преимущественно аналоговой аппаратуры обычный DSO может оказаться достаточным.

Заключение

Agilent InfiniiVision 7000B — это профессиональная серия универсальных осциллографов, сочетающая большую глубину памяти, высокую скорость обновления, удобную переднюю панель и развитые средства анализа смешанных сигналов.

Для радиоинженера особенно ценны входы 50 Ом, полоса до 1 ГГц, запуск по последовательным протоколам, сегментированная память и возможность временной корреляции аналоговых и цифровых сигналов.

Прибор не заменяет анализатор спектра и современные многогигагерцовые осциллографы, однако остаётся эффективным инструментом для настройки генераторов, синтезаторов, усилителей, модуляторов, импульсных устройств и систем цифрового управления. При хорошем техническом состоянии модели 7000B способны стать основным осциллографом радиотехнической лаборатории.