Портативный четырехканальный логический анализатор Miniware MiniDSO LA104

Miniware LA104 - это компактный и совершенно лёгкий 4-канальный анализатор, без труда умещающийся в кармане одежды. Главное преимущества прибора заключаются в полной независимости от вспомогательного оборудования. Он укомплектован собственным 2.8-дюймовым цветным LCD TFT экраном, располагает программируемыми пользовательскими каналами, выходом 3-вольтового напряжения для внешних логических схем, генератором ШИМ-сигналов и автономным питанием. Анализатор LA104 собран в корпусе из анодированного алюминиевого сплава, окрашенного в классический чёрно-матовый цвет. Система ручного управления LA104, состоящая из нескольких кнопок и пары поворотных энкодеров, размещённых по бокам прибора, создаёт ощущение простоты навигации во время работы.

Занимаясь разработкой индивидуальных проектов на базе микропроцессоров или выполняя обслуживание и ремонт серийных цифровых устройств, специалистам нередко необходимо изучать и анализировать одновременно несколько линий логической схемы, видеть больше информации о сигналах и их характеристиках на этапах тестирования и отладки. В таких задачах им помогает мультиканальный логический анализатор — контрольно-измерительный прибор, в чём-то схожий с осциллографом.

Отталкиваясь от значения порогового напряжения, он преобразовывает высокий и низкий уровни входного сигнала в логические единицы и нули, собирает их последовательности и выстраивает полученные формы на горизонтальной оси времени. Схема синхронизации в логическом анализаторе значительно более гибкая. Она предусматривает настройку прибора на захват сигналов без какого-либо условия или с учётом выбранного канала, фронта, уровня, ширины импульса и т.д. Произвольное комбинирование перечисленных характеристик позволяет создавать сложные логические условия, повышающие точность синхронизации.

Технические характеристики

• Производитель: MINIWARE
• Модель: MiniDSO LA104 e-Design
• Частота дискретизации: 100 мегавыборок в секунду (100 Мб/с)
• Максимальная частота импульсов: 100 МГц
• Минимальная длина импульса: 10 нс
• Горизонтальная развёртка: 10 нс/деление - 0.5 мс/деление
• Синхронизация (с комбинированием условий):
  • по активным каналам
  • по переднему/заднему фронтам
  • по совпадению/несовпадению заданной ширины импульса с уровнем напряжения, бóльшим или меньшим порогового значения
• Уровень порогового напряжения: +1.2...+3В
• Настраиваемые маркеры с автоматическим измерением характеристик выбранного участка сигнала
• Анализ протоколов: SPI, I2C, UART
• Декодирование данных: Ascii-символы, шестнадцатиричные HEX, десятичные DEC
• Встроенный программируемый 2-канальный ШИМ-генератор
  • Модулируемая частота: 1кГц...1МГц
  • Скважность: 10%...90%
  • Размах амплитуды: 3В
• Шаг перенастройки: 1-2-5
• Формат сохранения временных областей: BMP, CSV
• 10-контактный интерфейс
  • Каналов измерения на входе: 4
  • Диапазон напряжений: 0...+5В
  • Импеданс: 1 МОм
  • Программируемых каналов на выходе: 4
  • Источник 3-вольтового напряжения
  • Шаг между выводами: 2.54мм
• Порт microUSB - подключение к ПК, подзаряд батареи
• Центральный процессор: STM32F103VC
• Цветной TFT LCD экран
  • Диагональ: 2.8 дюйма
  • Разрешение: 320×240 точек
• Настраиваемая яркость экрана и громкость звука элементов управления
• Две функции энергосбережения
• Внутренняя память: 8 МБ
• Источник питания: литий-полимерная аккумуляторная батарея, 3.7В / 500мА
• Прямоугольный чёрный корпус из анодированного алюминиевого сплава
• Температура эксплуатации: 0°C...+50°C, влажность: 0-90% RH
• Размеры: 100 х 56 х 8.6 мм
• Вес с батареей: 83 гр
• Комплектация
  • Логический анализатор MiniDSO LA104 - 1 шт
  • Шлейф 10-проводной разноцветный DuPont 2.54мм мама-мама - 2 шт
  • Пробники-зажимы - 5 шт
  • Руководство пользователя – 1 шт

Комплектация Miniware MiniDSO LA104

Miniware MiniDSO LA104 упакован в просторный, красочный картонный бокс, стилизованный в тематику содержимого. Вместе с анализатором, в комплект входят два 10-пиновых шлейфа из разноцветных проводов DuPont с разъёмами мама-мама длиною 20см, которыми будет очень просто подключатся к припаянными штырьевым выводам входов/выходов общего назначения (GPIO) готовых микроконтроллерных плат или расширений наподобие популярных программируемых платформ Arduino, Raspberry Pi, STM32 и других. Кроме проводов, набор включает пять небольших подпружиненных пробников-зацепов, дающих возможность снимать сигналы непосредственно с ног микросхем, и пользовательское руководство, на английском и китайском языках рассказывающее о технических условиях эксплуатации устройства, его основных органах управления и способе обновления прошивки.

Управление логическим анализатором LA104

1. Базовые функции

• Кнопка SMPL — запуск синхронизации или остановка сбора данных;
• Кнопка MENU — раскрытие выпадающего списка параметров основного меню или дополнительного меню (иконка жёлтого подменю рядом с параметром);
• Кнопка ESC — закрытие выпадающего меню;
• Кнопка OK — подтверждение действий в меню (голубая иконка "ок" рядом с параметром), переключение между опциями меню времени;
• Энкодер А — движение курсора вправо/влево, изменение параметров;
• Энкодер В — движение курсора вверх/вниз

2. Быстрые функции

• Кнопка OK — переключение между опциями меню времени;
• Энкодер В — изменение значения текущего параметра меню времени (положение маркеров, масштабирование шкалы времени или перемещение по оси времени);
• Кнопки OK+SMPL — сохранение снимка экрана;
• Удерживание кнопки ОК + однократный поворот энкодера В вверх/вниз — автоматическое перемещение по оси времени в выбранном направлении.

Экран прибора и меню

Графическая и текстовая информация, относящаяся к исследуемым сигналам, отображается на большом цветном экране. В первой области находится основное меню, состоящее из разделов редактирования параметров цифровых интерфейсов каналов на входе и выходе, управления горизонтальной развёрткой, настройки шаблона синхронизации по логическим условиям с возможностью их комбинирования, назначения каналов автоматического измерения, файловый менеджер и системные настройки прибора.

В первых четырёх секциях второй, центральной области экрана, строятся диаграммы из собранных логических импульсов входных каналов. Результаты проводимого интегрированными алгоритмами MiniDSO LA104 анализа и декодирования последовательных протоколов передачи данных SPI, I2C или UART выводятся по линиям 5-6 виртуальных каналов в форматах ASCII, DEC или HEX. В этой же области, пользователем устанавливается чувствительность шкалы времени и положение измерительных маркеров, осуществляется прокрутка формы сигнала вперёд/назад, или её масштабирование. Иконки нумерации каналов и представленные в них формы различаются цветовой окраской: голубой, жёлтый, фиолетовый и зелёный.

В табличной части третьей области экрана, облегчающей и ускоряющей процесс исследования амплитудных форм, содержатся детальные сведения о составе сигнала в пределах заданных границ измерительных маркеров. Суммирование длин отрицательных (N-PWSum) и положительных (P-PWSum) сторон импульсов, подсчёт количества передних (UpNum) и задних (DownNum) фронтов для двух выбранных входных каналов, выполняется анализатором Miniware LA104 в реальном времени. Дополнительно, в сводную таблицу передаются актуальные координаты маркеров Т1 и Т2, и общий интервал времени между ними.

Последняя, четвёртая область экрана — миниатюрная, немасштабируемая форма всех собранных логических импульсов, хранящихся в памяти буфера захвата.

Генератор ШИМ-сигнала

Логический анализатор Miniware MiniDSO LA104 оснащён встроенными двухканальным генератором цифровой широтно-импульсной модуляции с общей частотой и разной скважностью импульсов. Оба канала ШИМ-генератора могут служить источником воздействующих сигналов идеальной прямоугольной формы, способствующих диагностике поведения изучаемых электронных схем (например, содержащих аналого-цифровые преобразователи) в процессе их тестирования. Диапазон частотных характеристик выходного ШИМ-сигнала составляет 1 кГц ... 1 МГц, коэффициент заполнения — 10-90%, размах амплитуды — 3В.

Сохранение собранных данных

LA104 позволяет сохранять синхронизированные формы логических импульсов двумя способами. Первый способ — это простой снимок экрана с разрешением 320х240 точек в формате растровых графических изображений BMP, открываемого для просмотра на любом ПК, ноутбуке, планшете, смартфоне и других устройствах. Второй способ — прямой экспорт временных характеристик импульсов (длительность в нс от фронта до фронта) и их последовательность по четырем каналам из буфера захвата в текстовый файл с расширением CSV.

Time(nS), CH1, CH2, CH3, CH4,
0000103960,00,00,00,00,
0000312000,01,01,00,00,    (длительность 312мкс, канал 1 - лог.ед, канал 2 - лог.ед.)
0000104000,00,00,00,00,
0000104000,01,01,00,00,
0000104000,00,00,00,00,
0000104000,01,01,00,00,
0000104000,00,00,00,00,
0000104000,01,01,00,00,
0000104000,00,00,00,00,
0000312000,01,01,00,00,
.....

Обратная загрузка ранее сохранённых файлов в память LA104 невозможна.

Питание LA104 и обновление ПО

Имея собственную сменную литий-полимерную батарею ёмкостью 500мА, LA104 не нуждается в постоянном внешнем источнике питания. Накапливаемая энергия перезаряжаемого аккумулятора восполняется 5-вольтовым напряжением, подключаемому к интерфейсу microUSB. Одного полного заряда батареи вполне достаточно для 2-3 часов непрерывной работы. В анализаторе LA104 предусмотрено две функции энергосбережения с индивидуальными временными интервалами задержки: снижение яркости экрана до минимальной (Standby) и отключение питания (PowerOff).

В LA104 реализован упрощённый способ обновления программного обеспечения через проводное USB-соединение с компьютером. Удерживание клавиши SMPL в момент включения питания прибора, открывает доступ к сменному накопителю DFU V3_61_D, на который копированием переносится файл прошивки с расширением HEX. Подробная пошаговая инструкция по обновлению ПО представлена в Руководстве пользователя LA104 раздела технической документации.

Техническая документация:

1. Руководство пользователя Miniware MiniDSO LA104 (англ., PDF)
2. Электрическая принципиальная схема LA104 V1.5B

Ссылки:

1. LA104 оригинальная стоковая прошивка V1.03 (ZIP-архив)
2. Открытый исходный код LA104 прошивки V1.03 (ZIP-архив)