AOP Aktakom Oscilloscope Pro Программное обеспечение виртуальных осциллографов

Назначение

Приложение предназначено для полнофункционального управления приборами ACK-3106, АСК-3106L, ACK-3116, АСК-3172, АСК-3002, АСК-3102, ACK-3102 1T, ACK-3102 1M, АСК-3712, ACK-3712 1T, ACK-3712 1M, сбора данных измерений с двух каналов, их обработки, отображения и сохранения на компьютере.

Возможности

Приложение обеспечивает обнаружение и составление списка доступных к работе приборов, подключённых к компьютеру локально (по интерфейсу USB) или через сеть Ethernet/Internet; инициализацию и тестирование выбранного экземпляра прибора.
Приложение обеспечивает управление всеми параметрами, доступными для настройки этого типа аппаратуры (см. описание поддерживаемых приборов) и чтение данных покадровым (режим осциллографа) или непрерывным (режим самописца) способом. Собранные осциллограммы отображаются на основном и обзорном графиках, графики могут масштабироваться пользователем произвольно, стиль прорисовки графиков настраивается (точками, отрезками, сплайнами), для отображения доступны режимы персистенции и цифрового люминофора. Для ручных измерений по графику доступны два курсора и десять пользовательских меток, положения и интервалы для курсоров и меток отображаются в числовом виде в отдельном окне программы.
Поддерживается как режим осциллографа с последовательным сбором осциллограмм ограниченной длины, так и режим самописца с непрерывным сбором и отображением данных неограниченное время.
Приложение позволяет записывать данные осциллограмм в файлы в виде числовых данных или в виде картинки графика. Файлы с числовыми данными можно вновь загружать в приложение для просмотра и анализа. Поддерживается также печать данных измерений, печать может быть направлена на принтер или в графический файл.
Для обработки и автоматических измерений в приложение встроен модуль анализа.
В программном обеспечении для цифровых запоминающих USB осциллографов Aktakom Oscilloscope Pro реализовано вычисление следующих параметров:

1. СКЗ сигнала по каналу A (измерения, вольтметр)
2. СКЗ сигнала по каналу B (измерения, вольтметр)
3. Амплитуда сигнала по каналу A (измерения, вольтметр)
4. Амплитуда сигнала по каналу B (измерения, вольтметр)
5. Средняя величина сигнала по каналу A (измерения, вольтметр)
6. Средняя величина сигнала по каналу B (измерения, вольтметр)
7. Фазовый сдвиг между каналами (измерения, фаза)
8. Результат интегрирования (измерения, интеграл)
9. Амплитуда сигнала (параметры импульса)
10. Размах сигнала (параметры импульса)
11. Положительный выброс (параметры импульса)
12. Отрицательный выброс (параметры импульса)
13. Медиана, уровень 0.5 (параметры импульса)
14. Ср. уровень сигнала (параметры импульса)
15. Ст. девиация сигнала (параметры импульса)
16. Ср. кв. значение (параметры импульса)
17. Период сигнала (параметры импульса)
18. Частота сигнала (параметры импульса)
19. Абс. ширина импульса (параметры импульса)
20. Отн. ширина импульса (параметры импульса)
21. Время нарастания (параметры импульса)
22. Время спада (параметры импульса)
23. Основная частота сигнала (Фурье-анализ)
24. Уровень основной частоты сигнала (Фурье-анализ)
25. Постоянный уровень сигнала (Фурье-анализ)
26. КНИ (Фурье-анализ)

Количество столбцов гистограммы может задаваться вручную в диапазоне от 10 до 256. При необходимости можно реализовать до 2048 столбцов, но надо понимать, что у осциллографа 8-разрядный АЦП, и больше 256 уровней он в принципе не может обнаружить без специальной обработки.

Для использования программы при подключении прибора программа потребует ключ.
Без ввода ключа программа работает, но не имеет связи с прибором.
Без ввода ключа можно, например, просматривать ранее записанные файлы.
Ключ можно получить на сайте при регистрации прибора по серийному номеру.
Ключ обеспечивает работу программы только с одним прибором.

Окно ввода ключа (типовой случай)

Интерфейс

Программное обеспечение AKTAKOM Oscilloscope Pro имеет понятный и удобный интерфейс, который может настраиваться пользователем. Приложение позволяет пользователю вручную настроить цвета элементов графика и толщину линий осциллограмм или загрузить эти настройки из ранее сохранённых файлов цветовых схем, выбрать язык интерфейса (русский или английский), записать свой вариант звукового сопровождения событий и др.
Размер, расположение и прозрачность всех окон приложения также могут настраиваться пользователем. К услугам пользователя — всплывающие подсказки, «прилипающие» панели (прилипшие панели располагаются вплотную друг к другу и перемещаются совместно, как одно окно).
Каждый режим работы осциллографа выполнен в виде отдельного окна, которые пользователь может располагать в удобном для себя участке экрана монитора.
Главное окно осциллографа — масштабируемое и может работать в полноэкранном режиме. В этом окне можно изменить масштаб, установить масштаб по области графика, ограниченной курсорами. Для того, чтобы пользователь мог иметь общее представление о характере информации полного буфера и выбрать нужную часть для подробного отображения, служит дополнительный обзорный отключаемый график в нижней части панели, индицирующий всегда полный буфер собранных данных.

Панель масштабирования внизу главного окна программы служит для быстрого и наглядного управления графиком и отображения информации о нем. Управление разверткой в обычном режиме осуществляется из панели Управление. В панели Измерения отображаются заданные параметры управления разверткой и результаты курсорных измерений параметров сигнала по времени и значению.
Все настройки прибора можно сохранить в специальном конфигурационном файле, который при необходимости можно загрузить при следующем сеансе работы.

Расширенные режимы синхронизации

В программном обеспечении AKTAKOM Oscilloscope Pro предусмотрена возможность работы с расширенными режимами синхронизации запуска. Функция расширенной синхронизации запуска доступны в моделях АСК-3102 1Т (приборах других моделей данной функции нет). Данная функция значительно расширяет возможности инженера и исследователя по сравнению с другими аналогичными программными продуктами и приборами.

В ПО реализованы следующие варианты синхронизации запуска:
- Синхронизация по фронту/спаду;
- Синхронизация по переходу;
- Синхронизация по длительности;
- Синхронизация по окну;
- Синхронизация по ранту;
- Синхронизация по паузе;
- Синхронизация по глитчу;
- Синхронизация по логическому шаблону;
- Синхронизация по логическому состоянию;
- Синхронизация осциллографа по последовательности событий А, В в различных вариантах.

Автоматическая настройка на сигнал

По команде автоматической настройки программа будет пытаться автоматически подобрать оптимальные для поданного сигнала настройки прибора — горизонтальную и вертикальную развертку и уровень синхронизации.

Длина осциллограммы

AKTAKOM Oscilloscope Pro может отображать сигнал как после момента срабатывания схемы запуска (послезапись), так и непосредственно до него (предзапись).
Предзапись, т. е. задержка запуска относительно начала отображения сигнала — количество выборок, собираемых прибором перед переходом в режим ожидания события запуска. Допустимые значения: от 0 до 131071 (у АСК-3102 1М до 512К). Длина послезаписи — количество выборок, собираемых прибором после возникновения события запуска. Допустимые значения: от 0 до 131071 (у АСК-3102 1М до 512К).
Сумма значений задержки запуска и длины послезаписи (длина осциллограммы) дают общий размер буфера данных, который будет прочитан программой из прибора по окончании цикла измерений. При этом общий размер буфера данных не может превышать 131071 выборок на канал (у АСК-3102 1М до 512К).
ПО AKTAKOM Oscilloscope Pro позволяет пользователю произвольным образом устанавливать размеры предзаписи/послезаписи. Это очень удобно, т. к. позволяет не только видеть предысторию сигнала (до момента наступления условия синхронизации), но и в ряде случаев, не требующих подробной картинки, — экономить ресурсы компьютера и увеличивать частоту обновления картинки на мониторе осциллографа путем снижения размеров задействованной памяти.

Сохранение данных

Данные собранных осциллограмм программа может сохранять в файлы на диске компьютера. Для этих файлов используется универсальный битовый формат AKTAKOM USB Lab, который может быть в дальнейшем открыт либо самой программой осциллографа, либо входящей в комплект программного обеспечения утилитой Конвертор AUL-файлов. С помощью этой утилиты Вы сможете преобразовать файл данных для чтения другими приложениями AKTAKOM USB лаборатории в том же формате AKTAKOM USB Lab, либо перевести данные в текстовый формат CSV (Comma Separated Values), который может быть затем открыт любым текстовым редактором или процессором электронных таблиц.
Кроме цифрового сохранения результатов измерений в форме текстового файла, возможно сохранение в файл уже готового изображения полученных сигналов. С помощью соответствующей команды Вы можете сохранить изображение сигналов на графике в файл в формате BMP (Windows bitmap) или в векторных форматах WMF или EMF (Windows metafile). При этом, конечно, сохраняются и все дополнительные элементы графика, например, кривая специальной функции.

Интерполяция

Для отображения осциллограммы сигнала программа осциллографа восстанавливает его по дискретным значениям. Программная интерполяция представляет собой математическую обработку входного оцифрованного сигнала с использованием различных математических методов (сравнить разные виды интерполяции оцифрованного сигнала), среди которых используется: линейная интерполяция, интерполяция функцией SinX/X, интерполяция полиномами (сплайнами Бесселя или Акимы). Пример линейной интерполяции сигналов прямоугольной (частотой 8 МГц) и синусоидальной (26 МГц) форм приведен на рисунке ниже, этот режим интерполяции соответствует стилю прорисовки ломаной линией или режиму отсутствия интерполяции.

Различные виды интерполяции, которые включаются из панели управления, этих же сигналов приведены на следующем рисунке.

Цифровая фильтрация

Кроме аппаратной фильтрации сигнала в цепях запуска, не влияющей на результаты оцифровки сигнала, система обладает возможностями цифровой фильтрации измеренного сигнала. Функции фильтрации реализованы на программном уровне и действуют только на отображение уже собранных данных. Включить и выключить фильтрацию можно из панели Фильтрация модуля анализа. Простейшую фильтрацию обеспечивает алгоритм накопительного фильтра. Для каждой точки времени отображается среднее за указанное количество сборов значение сигнала. Таким образом, подавляются случайные шумовые составляющие сигнала. Для каждой точки времени отображается среднее за указанное количество сборов значение сигнала. Количество точек для усреднения задается пользователем в диапазоне от 0 до 50. Для сигнала синусоидальной формы на рисунке

фильтрация по алгоритму накопительного фильтра с бесконечным усреднением дает следующую картину

Полиномиальный фильтр не требует повторных измерений. Используется быстрый алгоритм многопроходного биноминального сглаживания. Количество проходов задается пользователем в диапазоне от 0 до 50. Резкие броски сигнала «размазываются» по ближним точкам, тем самым подавляются высокочастотные шумы. Может сильно искажать сигнал, имеющий «угловатую» форму. Включенный накопительный или полиномиальный фильтр действует на оба канала в выделенном временном диапазоне.
Большие возможности представляет использование спектрального фильтра. Для использования этой функции необходимо включить режим преобразования. В результате этого преобразования исследуемый сигнал представляется как суперпозиция гармонических колебаний с различными частотами, амплитудами и фазами. С помощью графических элементов панели Фурье-анализа БПФ пользователь может указать программе проводить обратное преобразование, предварительно удалив указанные компоненты сигнала. Спектральный фильтр будет действовать только на тот канал, для которого проводится быстрое преобразование Фурье.

Определение параметров сигнала

Пользователю AKTAKOM Oscilloscope Pro доступны курсорные измерения, результаты которых приводятся в панели Измерения. На рисунке в левой панели Измерения приводятся измеренные значения выбранной осциллограммы, соответствующие вертикальным положениям курсоров, а в правой панели - измеренные значения, соответствующие горизонтальным положениям курсоров.

Программа имеет выдающиеся возможности автоматического определения стандартных параметров импульсных сигналов. Включение вычислений производится на вкладке Импульс модуля анализа. К определяемым параметрам импульсного сигнала относятся: амплитуда, размах, положительный и отрицательный выбросы, медиана, среднее, стандартная девиация, среднее квадратическое значение (СКЗ), период, частота, длительность импульса, относительная длительность импульса, время нарастания и спада. Ниже приведена осциллограмма импульсного сигнала и результат вычисления его параметров.

Алгоритмы, используемые для определения параметров импульсов, могут использоваться для выполнения такой распространенной задачи, как выделение из отображаемого участка сигнала целого числа периодов.

Измерение амплитуды, частоты и фазового сдвига

В программном обеспечении AKTAKOM Oscilloscope Pro существует возможность производить измерения амплитуды и частоты анализируемых сигналов. Так, например, измерения амплитуды сигнала проводятся по мгновенным значениям или по усредненным измерениям. Измерения частоты проводятся двумя способами: аппаратным и (или) программным методом.
В программе так же существует возможность автоматического вычисления фазового сдвига сигнала канала B относительно сигнала канала A. Для определения величины фазового сдвига в данной программе применены 3 метода: геометрический метод, формула косинуса угла потерь, а также спектральный метод, использующий БПФ. В последнем случае, сравнение фаз идет только по основной гармонике сигналов. Пользователь может выбрать любой из этих методов.
Ниже проиллюстрирован пример определения некоторых параметров сигналов по каналам А и В.

Статистические измерения

Для большего числа определяемых программой параметров имеется возможность проведения статистической обработки этой величины по времени (до трех одновременно обрабатываемых параметров). При каждом новом измерении новое значение выбранного параметра вносит соответствующие поправки в вычисляемые статистические величины. В программе предусмотрена возможность графического отображения распределения вероятности одного из обрабатываемых статистических параметров. Кроме того, есть возможность получить распределение измеренного значения сигнала в каждом дискрете по всему собранному буферу. Ниже приведен пример построения гистограммы СКЗ синусоидального сигнала по каналу А.

Вычисляемые программой статистические параметры выводятся в числовых панелях вкладки Статистика модуля анализа, а также в выпадающем списке панели Курсоры, где выводится результат курсорных измерений.
Гистограмма может работать в двух режимах. В первом — отображается распределение измеренной величины в той части буфера собранных данных, который в настоящий момент выводится на основном графике главной панели. Во втором — распределение строится по одному из параметров, обрабатываемых в панели статистики. В этом режиме для обрабатываемого параметра отводится дополнительный буфер для хранения последних 1000 измерений, при этом возникает возможность определения моментов распределения высоких порядков, что позволяет определять асимметрию и эксцесс. Кроме того, значение девиации также может быть вычислено точнее, чем приведено в панели статистики. Параметр, по которому строится распределение вероятности, указывается в заголовке гистограммы.

Спектральный анализ

Программа позволяет провести спектральный анализ выделенного участка сигнала. Для этого используются алгоритмы прямого и обратного быстрого преобразования Фурье (БПФ). Пользователь может установить число первых коэффициентов разложения, отображаемых на графике спектра. Это число не может быть больше половины базы. График БПФ отображает спектр выбранного сигнала в логарифмической шкале «частота-амплитуда». По желанию пользователя может также отображаться фазо-частотная зависимость. Для измерений используется вертикальный курсор.

В панели Результаты вкладки БПФ окна модуля анализа пользователь может видеть:
• Число точек дискретизации сигнала, по которым проводится преобразование.
• Число точек для преобразования после передискретизации (ближайшее сверху число — степень двойки).
• Осн. частота — основная частота сигнала. Определяется по максимальному модулю коэффициентов разложения.
• Коэфф. н. и. (%) — коэффициент нелинейных искажений в процентном выражении.
• Частота — частота, соответствующая точке спектра, отмеченной курсором.
• Уровень — уровень в точке спектра, отмеченной курсором, относительно максимума (принимается за 0 дБ).
• Мощ. фильтра (%) — мощность фильтра в процентном выражении. Отношение мощности пропускаемых фильтром гармоник к полной мощности сигнала.
Дополнительно перед преобразованием можно наложить на исследуемый участок оконную (весовую) функцию. При этом величина сигнала для каждой из N исследуемых выборок умножается на соответствующий весовой коэффициент. На иллюстрации ниже приведен результат БПФ сигнала синусоидальной формы с применением функции Хемминга.

При включенном режиме преобразования Фурье Вы можете использовать возможность спектральной фильтрации сигнала. Суть его в том, что перед обратным преобразованием анализируемого сигнала Вы можете оставить в нем только те частоты, которые Вам нужны, и подавить нежелательные. Спектральный фильтр реализуется с помощью графического эквалайзера в нижней части вкладки БПФ окна модуля анализа. Для каждой составляющей спектра можно установить желаемый коэффициент усиления (ослабления) в диапазоне ±50 дБ, которые используются в обратном преобразовании Фурье. Результатом обратного преобразования Фурье является отфильтрованный сигнал, воспроизводимый на графике основного окна программы. Ниже приведена иллюстрация результата обратного преобразования Фурье синусоидального сигнала с ослаблением и усилением ряда частот, выполненного через эквалайзер настройки спектрального фильтра.

По желанию пользователя на графике возможно отображение фазо-частотной зависимости.

Математическая обработка (специальные функции)

AKTAKOM Oscilloscope Pro имеет мощные математические средства для обработки собранных данных «на лету».
На основной график главной панели, помимо осциллограмм по обоим каналам можно вывести одну из математические функции от них:
• Сумма (разность, отношение, произведение) каналов A и B — Для каждой точки времени вычисляется указанная арифметическая операция между соответствующими значениями каналов A и B.
• Среднее геометрическое каналов A и B — Для каждой точки времени вычисляется квадратный корень из произведения соответствующих значений каналов A и B.
• Производная выбранного канала — Отображаются результаты дискретного дифференцирования выбранного канала.
• Интеграл выбранного канала — Вычисляется определенный интеграл для выбранного канала. В качестве аддитивной постоянной выбирается среднее значение сигнала в отображаемой области.
• Интеграл произведения каналов — Вычисляется определенный интеграл для произведения каналов. В качестве аддитивной постоянной выбирается среднее значение произведения сигналов в отображаемой области.
• Корреляция каналов A и B — Находит корреляцию массивов данных каналов А и В.
• Передаточная функция канала A к B — Передаточная функция - отношение лапласовских изображений двух функций. В программе для вычисления передаточной функции используется преобразование Фурье, как частный случай преобразования Лапласа, т. к. результаты этих преобразований, в общем случае, являются комплексными, для отображения на графике используются модули результатов. Вывод осуществляется в логарифмической шкале.
Для расчетов используются значения сигнала в точках выборок, влияние введенного прибором смещения и масштабных коэффициентов устраняется. Пример отображения функции вычисления суммы двух синусоидальных сигналов по каналам А и В приведен на иллюстрации ниже (график голубого цвета).

Режим мультиналожения

В программе предусмотрена возможность симуляции режима послесвечения аналогового осциллографа. Для этого при перерисовке основного графика новыми сигналами предыдущие не затираются, а гаснут постепенно, теряя яркость с каждым последующим обновлением экрана, полностью исчезая за 7 «проходов луча».

Режим (безбумажного) самописца

Режим самописца качественно отличается от обычных режимов осциллографа тем, что чтение данных из прибора и их отображение производится в реальном времени, без остановки процесса измерений. При этом изменяются доступные скорости разверток. Регистрируемые данные отображаются на основном графике главной панели, а не на панели самописца.

Обработка данных самописца ничем не отличается от измерений в обычных режимах. Так же в режиме самописца доступна функция аварийной сигнализации. Режим аварийной сигнализации можно настроить и включить при прокрутке записанного в режиме самописца файла. В панели Сигнализация модуля анализа можно выбрать условия срабатывания аварийной сигнализации и способ сообщения о ней системе (выполнить операционную команду, послать системное сообщение). Ниже проиллюстрировано срабатывание сигнализации при выходе сигнала, считываемого из файла в режиме самописца, за предел заданного максимального уровня. Помимо визуальной индикации (в виде мигающего сигнала) аварийная ситуация сопровождается звуковым сигналом. При необходимости в операционную систему может быть послано системное сообщение, содержащее код обнаруженной аварийной ситуации.

Эмуляция сигнала

Для работы программы в отсутствии реального прибора (с тестовыми или учебными целями) можно воспользоваться функцией эмулятора сигналов. Программа будет работать так, как будто к ней подключен реальный осциллограф, на входы которого подается периодически повторяющийся заданный Вами сигнал. Пользователю доступны: выбор одного из стандартных сигналов из выпадающего списка Форма, задание сигнала в виде математической формулы в строке Функция, прорисовка нужной формы мышкой на поле графика.

Шаблоны

Через вкладку Шаблон модуля анализов обеспечивается работа с шаблонами сигналов. Шаблон – это ранее сохраненный или созданный эмуляцией сигнал, используемый для сравнения с текущим сигналом на графике осциллограмм, как показано на рисунке ниже.

Калькулятор форм

В программе имеется встроенный калькулятор формул, панель которого изображена на рисунке ниже.

Стандартная комплектация

Программное обеспечение в стандартной поставке не имеет физического носителя и может быть загружено на сайте www.aktakom.ru после регистрации прибора с указанием серийного номера.

Программное обеспечение распространяется по лицензии.

Для загрузки программного обеспечения нажмите кнопку «Загрузить» или перейдите в раздел «Техническая поддержка» -> «Загружаемые файлы для Вашего прибора АКТАКОМ», затем авторизуйтесь, указав свой логин и пароль. Если Вы ранее не регистрировались на сайте www.aktakom.ru, пройдите по ссылке «Зарегистрироваться» и укажите все необходимые данные.

Затем выберите из списка Ваш прибор АКТАКОМ и введите его серийный номер. ВНИМАНИЕ! Серийный номер необходимо вводить в точности, как он указан на приборе, со всеми буквами, цифрами и другими знаками. Далее потребуется зарегистрировать Ваш продукт АКТАКОМ, если Вы не сделали этого ранее, и принять условия Лицензионного Договора, после чего Вам будут предоставлены ссылки для загрузки программного обеспечения.

Чтобы начать загрузку, просто нажмите кнопку «Загрузить» и выберите папку, в которую нужно сохранить загружаемый файл. Если загружаемый файл имеет расширение zip, перед установкой программного обеспечения файл необходимо распаковать.

Для загрузки приобретенного программного обеспечения Вам потребуется ввести код загрузки программного обеспечения (это, своего рода, пароль, позволяющий загрузить программное обеспечение АКТАКОМ с сайта www.aktakom.ru). Код загрузки будет передан Вам после оплаты счета и оформления товаро-сопроводительных документов в соответствии с действующим законодательством.

Рекомендуется своевременно сделать резервную копию полученных файлов. В случае утраты программного обеспечения (по любой причине) или кода загрузки повторная поставка осуществляется за дополнительную плату.

Программное обеспечение может быть поставлено на физическом носителе (компакт-диске). Запись программного обеспечения на носитель (компакт диск) и его доставка осуществляются за дополнительную плату.

Совместимые приборы

• АСК-3106 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3002 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3116 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3102 1М Двухканальный USB осциллограф - приставка + анализатор спектра
• АСК-3102 1Т Двухканальный USB осциллограф - приставка + анализатор спектра
• АСК-3106-L Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3172 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3712 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-3712 1М Двухканальный USB осциллограф - приставка
• АСК-3712 1Т Двухканальный USB осциллограф - приставка
• АСК-4166 Осциллограф USB смешанных сигналов
• АСК-3102 Осциллограф цифровой запоминающий
• АСК-4106 Прибор комбинированный
• АСК-4114 Прибор комбинированный
• АСК-4174 Прибор комбинированный
• АСК-4106-L Прибор комбинированный

Совместимые операционные системы

• Windows 7 x64
• Windows 8 x64
• Windows 7 x32
• Windows XP x32
• Windows XP x64
• Windows 8 x32
• Windows 8.1 x32
• Windows 8.1 x64
• Windows 10 x32 (до версии 1709)
• Windows 10 x64 (до версии 1709)

Часто задаваемые вопросы