Быстрая загрузка данных сигнала с помощью осциллографа R&S®RTO

Обзор вариантов загрузки данных сигнала для удаленной обработки

Временная характеристика загрузки сигнала
Временная характеристика загрузки сигнала
Открытый Lightbox

Измерительная задача

Постобработка собранных сигнальных данных на удаленном компьютере требуется во многих сферах применения, таких как физика высоких энергий, ядерная физика, молекулярная биология, измерения высоких напряжений и радиолокационные системы.

Даже осциллограф с ПО для расширенного анализа не всегда может выполнить необходимый пользователю анализ данных. Иногда загрузка и автономная обработка данных сигнала требуется, например, для узкоспециализированного анализа сигнала, для мониторинга или документирования либо в случае использования нескольких осциллографов для измерений на ИУ.

Осциллограф R&S®RTO поддерживает несколько методов загрузки сигнальных данных. Чтобы выбрать наиболее подходящий способ, пользователь должен определить четыре основных параметра, определяющих загрузку:

  • Средняя пропускная способность в стационарном режиме: этот параметр важен для статистического анализа, чтобы получать как можно больше данных
  • Допустимая максимальная задержка: tlatency — это интервал времени от момента регистрации сигнала до момента получения данных сигнала на удаленном компьютере. Низкая максимальная задержка очень важна для систем мониторинга, которые реагируют на последние полученные данные
  • Время простоя tblind перед запуском — это ключевой фактор для фиксации спорадических сигналов, излучаемых ИУ. В течение этого интервала времени осциллограф не может фиксировать сигналы, поскольку выполняется постобработка предыдущих сигнальных данных
  • Объем внутренней памяти также может влиять на время задержки. Объем памяти осциллографа ограничен в отличие от практически неограниченной емкости удаленного накопителя

Контрольно-измерительное решение

Осциллограф R&S®RTO поддерживает три режима сохранения собранных данных:

  • Режим архива: данные сигнала сохраняются в памяти для собранных данных, количество данных зависит от опции памяти
  • Регистрация данных: данные сохраняются на локальном жестком диске
  • Загрузка SCPI: после каждого цикла сбора данных сигнала они сохраняются на удаленном компьютере

Эти три режима являются стандартными функциональными возможностями прибора. В режиме архива все собранные данные сохраняются в памяти для собранных данных. После завершения сбора всех данных или после заполнения памяти для собранных данных их можно сохранить на диске, а затем загрузить посредством доступа к файлу через сеть. Обе операции (сохранение и последующая загрузка) увеличивают задержку и уменьшают среднюю пропускную способность режима архива.

Пример загрузки SCPI для канала 1 в MATLAB®.
Пример загрузки SCPI для канала 1 в MATLAB®.

В режиме регистрации данных сигнал фиксируется и немедленно сохраняется на локальном диске. Осциллограф повторяет это действие максимально допустимое или заданное количество раз и сохраняет эти сигналы в одном файле. Затем удаленный компьютер считывает сигнальные данные из осциллографа посредством доступа к файлу через сеть. Далее процесс запускается снова.

Другой подход предусматривает загрузку данных посредством команд SCPI. Удаленный компьютер управляет регистрацией и загрузкой каждого отдельного сигнала с помощью команд SCPI. Этот способ дает уменьшение времени задержки и практически неограниченное увеличение емкости запоминающего устройства.

Максимальная задержка в стационарном режиме
Максимальная задержка в стационарном режиме
Открытый Lightbox

Применение

Чтобы получить пригодные для сравнения результаты для всех трех режимов, в измерительной установке используются четыре активных канала с небольшой длиной записи в 1000 отсчетов, что типично для систем, требующих быстрой загрузки. Отсчеты сохраняются в исходном 8-разрядном формате, загрузка осуществляется в стационарном режиме.

Для достижения максимальной производительности загрузки другие функции, такие как автоматические измерения или математические функции, в осциллографе должны быть отключены.

Средняя пропускная способность в стационарном режиме
Средняя пропускная способность в стационарном режиме
Открытый Lightbox

На верхнем рисунке показана зависимость максимальной задержки от частоты запуска для каждого метода. Чем меньше задержка, тем быстрее загрузка. Идеальные настройки показаны пунктирной линией. На нижнем рисунке показана зависимость средней пропускной способности от частоты запуска для каждого метода. Большее значение соответствует лучшей производительности.

Загрузка SCPI — это хороший выбор для измерительных систем с низкой задержкой. Когда самым важным параметром является средняя пропускная способность или время простоя перед запуском, то наиболее предпочтительным является режим архива.

Осциллограф R&S®RTO — это превосходное решение для измерительных систем, в которых требуется дополнительная удаленная обработка данных. Соответствие требованиям пользователя к измерениям легко обеспечивается благодаря превосходным аналоговым характеристикам прибора, таким как уровень шума, линейность и чувствительность запуска, а так же применению различных методов удаленной обработки — с низкой задержкой или высокой пропускной способностью.