Spouštění šíří pulzu u měřicího přístroje Fluke ScopeMeter® řady 190

V takovýchto situacích je třeba použít nástroj s několika dodatečnými možnostmi. Neobejdeme se totiž bez možnosti spouštění měření šíří pulzu. Spouštění šíří pulzu, někdy zvané spouštění s kvalifikací času nebo spouštění na rušivém impulzu, rozšiřuje možnosti za hranice měření s využitím spouštění hranou pulzu.

Jedná se o výkonný způsob zachycení specifického kladného nebo záporného pulzu spouštěním podle trvání pulzu, ne na jeho hraně. To je důležité protože v logickém obvodu například může být vážným zdrojem problémů rušivý impulz, řekněme pulz výrazně rychlejší než hodinový signál.
Měření hrany jednoduše nepostačuje. Možnost spustit na rušivém impulzu, zkoumat co jej vyvolalo, a určit jeho vliv na zbytek systému, což vše umožňuje spouštění šíří pulzu, zajišťuje důležité diagnostické informace.
Bez ohledu na to, zda se jedná o chybu v synchronní logice, problémy s frekvenčním měničem nebo chybu při sériovém přenosu dat, mohou osciloskopy vybavené funkcí spouštění šíří impulzu, například výkonné ruční modely ScopeMeter^® řady 190, pomoci servisním technikům vystopovat i sebeskrytější problémy.
Ruční osciloskopy nabízející spouštění šíří pulzu jsou stále rarita, ale protože je pravděpodobné, že terénní servisní technici budou tuto funkci potřebovat stejně jako technici v laboratoři, vybavila společnost Fluke funkcí spouštění šíří pulzu svoje pokročilé přenosné osciloskopy ScopeMeter řady 190 (obr. 1).
Možnost spouštění pouze na rušivém impulzu, zkoumat, co jej vyvolalo, a určit jeho vliv na zbytek systému poskytuje servisnímu technikovi důležitý diagnostický nástroj. Kromě rušivých impulzů způsobují mnoho problémů s časováním v obvodech pulzy, které se zdají příliš dlouhé (což může indikovat například chybějící pulz). Pro jejich zachycení můžete nastavit osciloskop s funkcí spouštěním šíří pulzu na spouštění na pulzech delších, než je stanovené trvání. Spouštění na dlouhém pulzu je užitečné i u mnoha sběrnicových protokolů, kde dlouhý pulz často nastává na začátku datového toku.
Pro pokrytí všech pravděpodobných eventualit funkce spouštění šíří pulzu přístroje ScopeMeter řady 190 nabízí čtyři kvalifikátory času: „méně než“ (< t), „více než“ (> t), „rovno“ (= t) a „nerovno“ (≠ t). Časový interval lze zvolit po minimálních krocích 0,01 dílku nebo 50 ns. Tyto osciloskopy také nabízejí prodlevu před-spouštění devět dílků, po spouštění 1 000 dílků. Aby ale bylo možné nastavit správné podmínky spouštění, je třeba vědět něco o hledaném signálu, například znát pravděpodobné trvání pulzu nebo zda je pravděpodobné, že zkoumaná podmínka povede k rušivému impulzu nebo pulzu delšímu, než je normální signál (obr. 2 a 3).

Sledování chyb v synchronní logice

Obvyklý problém u synchronních logických systémů představuje nečekaná prodleva časování způsobená pomalými periferními součástkami v trase signálu. Příklad: Na desce mikroprocesoru jediné hodiny kontrolují všechny funkce časování. Dva pulzy odvozené z hodin procházející současně hradlem by měly generovat výstupní pulz synchronizovaný s časovým pulzem. Nečekaná prodleva jednoho ze signálů způsobená vadnou součástkou nebo, což je ještě horší, nekvalitní konstrukcí, může vést k výstupnímu pulzu s výrazně kratším trváním, než má časový pulz. To může vést v následujících částech obvodu k mnoha problémům s časováním. Pokud vznikne podezření na tento typ problému, lze přístroj ScopeMeter nastavit na spouštění na pulzech kratších, než je časový pulz systému. Příklad: U časového pulzu 1 μs nastavení časového kvalifikátoru na jednom kanálu přístroje ScopeMeter na spouštění při t < 1 μs odhalí všechny součásti signálu, například rušivé impulzy, které by mohly způsobovat nečekané chování obvodu. Následně lze nastavit druhý kanál přístroje na sledování ostatních součástí logického obvodu pro určení toho, které součástky způsobují rušivý impulz. Zobrazení před spuštěním 9 × 12 dílků a 1 000 dílků po spuštění přístroje ScopeMeter navíc umožňuje zachytit všechny okolnosti obklopující zachycovanou událost a analyzovat je s vynikajícím časovým rozlišením. Vlastní funkce zachycení a přehrávání automaticky zaznamenává událost a umožňuje tak přehrát celý scénář později, kdy může být na analýzu problému více času (obr. 4).

Udržení číslicově řízeného strojního výrobního zařízení v provozu

Rotační modulátory představují základní prvek téměř veškerého číslicově řízených průmyslových strojů a potenciální zdroj problémů. Modulátory jsou obvykle magnetické nebo optické. Jedná se například o dvě sady clon umístěných pravoúhle na rotujícím bubnu. Vzdálenost mezi generovanými pulzy je přímo úměrná otáčkám. U některých systémů se rotační pohyb převádí na lineární. Modulátor pak zajišťuje velmi přesné vyjádření lineárního posunu. Takové systémy se nalézají například u přesného brousicího stroje pro broušení křemíkových destiček na tloušťku s přesností v řádu mikronu. Pulzy z rotačního modulátoru se vysílají do polohovací jednotky, což je prakticky čítač pulzů, který odpočítává k nastavenému bodu definovanému například mikrokontrolérem nebo PLC. Ten kontroluje posun pohyblivých součástí stroje a vrací je do nulové polohy při každém dosažení nastavené hodnoty.
Potíž nastává v případě, že nečistota, která pronikla do systému, způsobí špatný magnetický kontakt nebo, v případě optického modulátoru, zablokuje jednu nebo více clon v rotujícím bubnu. Takto vzniklé chybějící pulzy vedou k přenosu chybných dat do PLC, což může mít katastrofální následky. V přístroji na broušení destiček například chybějící pulzy způsobí, že se brousicí nástroj bude pohybovat za svoji maximální mezní polohu a destičky budou příliš tenké.
Detekce chyb modulátoru je při použití funkce spouštění šíří pulzu přístroje ScopeMeter relativně snadná. Chybějící záporný pulz lze interpretovat jako abnormálně dlouhý kladný pulz, stačí tedy nastavit kvalifikátor času na jednom kanálu na spouštění na kladných pulzech s trváním delším, než je očekávaný interval pulzu.
V tomto případě je nutné pro okamžité odhalení všech chyb modulátoru, u kterých je pravděpodobné, že by způsobily chybnou funkci vybavení, sledovat pouze signály na datové sběrnici mezi modulátorem a polohovací jednotkou (obr. 5 a 6).

Chyby sériového přenosu dat

Chyby v sériovém přenosu dat mezi mikrokontrolérem a jeho periferním zařízením se někdy těžko odhalují, protože mohou být důsledkem vadné součásti, generování chybných dat mikrokontrolérem nebo i chyb přímo na sériové datové sběrnici. Datové toky přenášené sběrnicí se prakticky skládají z řady digitálních instrukcí a z adres periferního zařízení, kterých se tyto instrukce týkají. Chyba v instrukcích nebo adrese, například nesprávné logické úrovně nebo délky pulzu, tedy vedou k tomu, že periferní zařízení reaguje nesprávně nebo nereaguje vůbec.
Pomocí kvalifikátoru času měřícího přístroje ScopeMeter „rovno“, tj. t = xxx u modulace šíří pulzu, a znalosti časování a komunikačního protokolu mikrokontroléru a periferních zařízení (z publikovaných technických údajů) lze přístroj ScopeMeter nastavit na spouštění na vedoucím pulzu datového toku (obr. 7).

I když není třeba pochybovat o tom, že by analyzátor sériových dat odvedl tuto práci snáze, nejsou takto specializované přístroje běžně k dispozici mimo prostředí vývojových laboratoří. Tento příklad proto představuje další ilustraci všestrannosti přístroje ScopeMeter řady 190 a vysvětluje, proč se z něj rychle stává nepostradatelný nástroj pro dnešní terénní servisní techniky.

Další informace můžete získat od oficiálního distributora Fluke pro ČR a SR, společnosti Blue Panther s.r.o.

Blue Panther s.r.o.
Mezi Vodami 29, 143 00 Praha 4
Tel.: +420 241 762 724
Fax: +420 241 773 251
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.blue-panther.cz