25 éves az elsõ DSO  

"ELEKTROnet, VII. évf. 1.szám, 1998 január

DSO egérrel

Ez a cikk nem fizetett hirdetés. Sõt, nem is áll érdekemben, hogy bármelyik digitális oszcilloszkóp (DSO : Digitizing Storage Oscilloscope) eladási statisztikája javuljon.
Nem is a "digitális érzés" nemzedékéhez tartozom. Amikor napi munka-eszközként már használtam az "analóg" oszcilloszkópot, még híre-hamva sem volt a "korszerû digitális" eszköznek (hogy finoman fogalmazzak a koromat illetõen). Nem akarom tehát érzéseiben sem megbántani az analóg oszcilloszkóp (ART: Analog Real-Time oscilloscope) kedvelõit, hiszen én is a "hatvanas évek muzsikájához" fordulok idõnként, ha különlegesen összetett - de persze repetitív - jelalak vizuális feltérképezésérõl van szó.

A digitális hullám azonban már átcsapott a fejünk felett (ha ez nem képzavar). Nézzük csak meg a mértékadó gyártók eszköz-kínálatát! El kell tehát fogadnunk a DSO abszolút dominanciáját, ami persze még nem ok arra, hogy azonnal szeressük is ezt a helyzetet. Fõképpen akkor nem, ha tudjuk: DSO esetében, sajnos ,

  • az idõalap (sec/DIV) módosításával együtt megváltozik(!) a sávszélesség
  • mindíg fennáll a hasonmás(aliasing) veszély
  • a nyomvonal, mégha színes is, csak "virtuális valóság"
  • eltünt a gradáció (a nyomvonal-intenzitás információ)
  • kicsi a nyomvonal frissítési-gyakoriság
  • lecsökkent a reakcióképesség
  • "barátságtalan" a kezelés (korábban megszokott funkciókhoz csak több lépésben, egy menü struktúrában találunk beavatkozást)
    • és a kedvezõtlen tapasztalatok sora, különösen a korai DSO-k tekintetében, akár tovább is folytatható.

    Szerencsére, a mai DSO-k már adnak remek megoldásokat ezeknek az "óhatatlan veszteségeknek" az enyhítésére. Ezen kívül: olyan új fizikai formákat, korábban nem létezõ szolgáltatásokat és pontosabb mérési és analízis lehetõségeket is kap a felhasználó, amelyek bõven kárpótolnak az "aranykor elvesztéséért". Meg kell tehát tanulnunk élni az új képességekkel, még akkor is, ha sok esetben az az érzésünk, hogy "pilóta vizsga" kell az eligazodáshoz. Nem egyszerû ugyanis az egyre bõvülõ funkció halmazt mindenki számára barátságos módon kiszolgálni, és erre nincs standard.

    Ha rövid címszavakkal kell summázni azokat a legfontosabb tényeket (" Top 10"), amikért kedvelem a (mai) DSO-kat, azok a következõk:

  • változatos  trigger
  • nagy  idõfelbontás
  • automatikus  skálabeállítás és paramétermérés
  • hatékony  zavar(glitch) befogás és szûrési(átlagolási) lehetõség
  • kiváló  analizátor képesség
  • egyszerû  nézõpont váltás (hisztogram, spektrum tartomány)
  • jó  memória
  • könnyû  referencia(maszk) komparálás
  • sokrétû  dokumentálás és archiválás
  • közvetlen  számítógépes kapcsolat
    • A jelzõk nem egzakt mértékek, inkább a (nagyon is valóságos) relatív elõny érzékeltetõi. A készülékek persze nem egyformák: nincs is egyetlen DSO "aszpirin" mindenféle mérési "fejfájásra" . Nem is lehet, hiszen pl. a hibavadászok, a minõsítõk , vagy az igazságkeresõk eltérõ igényû tábora más-más oszcilloszkóp tulajdonságot favorizál. És ma még mélyen a zsebébe kell nyúlnia annak, aki "szinte minden" képességet egyszerre akar(na) birtokolni. Ráadásul: a legjobb képességek gyakran kölcsönösen kizárják egymást.

    A kulcsszavak részletes kifejtésére itt nincs hely, bár ez oszlat(hat)ná el igazán a gyakori félreértéseket és mítoszokat. Két lényeges oszcilloszkóp sajátságot azonban érdemes kiemelni:

  • az egyik a vizuális (tehát erõsen szubjektív) tulajdonság,
  • a másik pedig a mérési (tehát igen objektív) funkció.
    • Amíg ugyanis ART esetében ez a kettõ szorosan összekapcsolódik, addig DSO esetén szétválik!

    És éppen ez a kritikus mozzanat a reális értékítélethez (amiben persze kinek-kinek az egyéni ízlése vagy mérési igénye dominálhat, hiszen mindenki magának vásárol készüléket).

    ART esetében minden a nyomvonal minõségén dõl el. Igy, ami az analóg eszköz elõnye (ti. a vektorcsõ: CRT = Cathode-Ray Tube), az egyben a korlát is: a katódsugárcsõ - és ennek révén az ember is - része az átviteli láncnak! A DSO rekonstruált nyomvonal megjelenítése viszont "csak" vizuális referencia, mert a mért (objektív)értékeket a tárolt mintasorozat (a hullámforma, azaz a rekord) numerikus adatai már tartalmazzák! Ebbõl pedig az automatikus digitális jelprocesszálás (DSP: Digital Signal Processing) "mindenre képes"! Aminek ugyan ára van, de a szubjektivitás kikapcsolása a mérésbõl hatékony, pontos és megbízható adatokat eredményez.

    Vitathatatlan, hogy oszcilloszkóp lényege (volt és maradt!) az emberi tényezõ: a látás felhasználása. Az ember - semmihez sem hasonlítható - alakfelismerõ, összefüggéskeresõ és lényegkiemelõ képességének "mûködtetése" olyan elõny, amit gép nem pótolhat. Természetes tehát, hogy hihetõ képet: valósághû jelalakot (nyomvonalat) kell produkálni. És az  ART,  száz éves (1) története során, valóban eljutott a csúcsra: a gyakorló mérnökök teljes mértékben megbíznak a képernyõn látott információban (mert jól megtanulták értelmezését, ismerve a gyenge pontokat is). Ugyanúgy kezelik azt, mint a röntgen-szakorvos az ernyõfényképet.

    A hihetõséget a DSO display (nyomvonal megjelenítés) sem kerülheti meg, s a mai dinamikusan fejlõdõ display technológia mindent el is követ ennek érdekében. De a mérés, a kvantitatív minõsítés már nem a képernyõ(nyomvonal) dolga. "Nincs többé ujjlenyomat a képernyõn!" Ami igazán fontos: a valóságot jól rekonstruáló numerikus rekord felvétele. Ezért a DSO digitalizálási folyamata a kritikus pont (ennek sajátságait kell tehát jól megérteni, hogy teljes mértékben kihasználhassuk a DSO nyújtotta elõnyöket). Mert a többi már "csak kalkulátor kérdése". A rekord-felvétel után a DSO számítógép. Persze, ha meg akarjuk tartani az oszcilloszkóp hagyományosan gyors reakcióképességét és interaktivitását, akkor gyors adatkezelés szükséges. Nem csoda hát, hogy a DSO-ban szaporodnak a (cél)processzorok, kikerülhetetlen a párhuzamos processzálás, szóval: a DSO valójában szoftver(pontosabban: firmware) intenzív készülék!

    De attól még a DSO lényege az, hogy mérõeszköz! Még akkor is, ha a számítástechnikában ma már tömegesen elterjedt ablak-technika is bevonul az oszcilloszkóp kezelésébe. Ha a hagyományos alapfunkciók közvetlen elérhetõsége mellett a többi szolgáltatást pl. Win95 grafikai felületen nyújtja a készülék. DSO egérrel. Ez persze már-már a "határtalanság" (2) érzetét kelti, nem is csodálkozhatunk, hogy már ott is van a felhasználói kérdés a FAQ-ban (FAQ = Frequently Asked Questions): "Használhatom-e az oszcilloszkópot személyi számítógépként?" Hm. A válasz - megnyugtatóan - "nem". (A vérbeli eladó persze hozzáteszi: nyugodtan keressen meg bennünket a problémájával ...)

    Valójában ez a kérdés váltotta ki belõlem ezeket a gondolatokat. Ne várjuk el ugyanis egy már egyébként is rendkívüli analizátor képességekkel felruházott mérõeszköztõl, hogy még univerzálisabb legyen. (Még akkor sem, ha a lehetõség benne van!) Persze, tudom, a konvergencia kikerülhetetlen. De a profi probléma megoldások, a hatékony intelligencia megosztás híve vagyok, ne keverjük a lazán kapcsolódó funkciókat. Az oszcilloszkóptól nem várom el, hogy pl. szövegszerkesztõ is legyen. Az elõbb idézett DSO sem erre használja az egeret (3) , csak egy közkedvelt technikát adaptált eddig még kevéssé érintett környezetben.

    És mi van a PC-kártya, a PCMCIA-alapú, vagy pl. a párhuzamos-portra csatlakozó "oszcilloszkópokkal"?(4)   Néhány alkalmazáshoz persze megfelel a minimális adatgyüjtõ (rekord-rögzítõ) hardver, amely - a szükséges mûködtetõ szoftverrel együtt - "oszcilloszkóppá változtatja a számítógépet". De ha én zongorázni tudnám a különbséget, ami ezek és profi kompakt (stand alone) oszcilloszkópok között van ...

    Pápay Zsolt
    e-mail: papay@hit.bme.hu
    ________________

    (0) 25 éves az elsõ DSO  

      (1) 1897 K. F. Braun, a modern oszcilloszkóp elõfutára a Crookes- csõ (1879) alapján

               K.F. BRAUN (1850 -1918)  W. CROOKES (1832 - 1919)

    Old electronic instruments: oscilloscopes

      (2) HP ( now: Agilent, Win98 - Infinium   (54800 Series) oscillo scope

                - new: VoiceControl (!)
       Tek, Win98: TDS7000   - new: VocalLinkTM Voice Control
       Gould, NT4.0:  Ultima
       LeCroy, Win2000: WaveMaster8500

      (3) 30 éves az egér ( 1967 D. Englebart   és csapata ) - vagy talán már 35 , és már leáldozóban a vezetékes egerek kora ... de lehet vele billiárdozni

    (4) Hands-On Survey of PC Scope Modules — Test Tools or Tech Toys?
         Form, fit, & function in $1500 DSOs
    ______________

    Mértékadó gyártók pl.:


      |  ELEKTROnet