WaveForms
20019. 6.27　Ver.1.002

更新履歴
2019.06.04　Ver.1.000　新規作成
2019.06.18　Ver.1.001　記事追加
2019.06.27　Ver.1.002　記事追加

WaveForms 20019. 6.18　Ver.1.001
1. 【はじめに】
第一章WaveForms

【はじめに】

Analog discovery 2はDIGILENT社の製品です。

なお、データをCSV形式で、出力できますので、Excelまたは、Libre office のCalcで処理できます。
データの処理検討には、Excelまたは、Libre office のCalcが必要です。
現実に、10:1プローブのデータは1/10になっていますので、それを処理するときに必要になってきます。

Analog discovery 2のソフトは、WaveFormsですが、Linux版もありますので、その場合Libre office のCalcがLinuxに対応していますので、Libre office のCalcを使ったほうがいいでしょう。Libre office のCalcはExcelのフォーマットをサポートしてますので、便利です。

Analog discovery 2はUSBでPCにつなぎます。
負荷によって、USBの0.5A制限を超えることがあるので、5V3Aくらいの電源を用意したほうがいいかもしれません。

第一章WaveForms

WaveFormsを起動すると以下の画面が出てきます。この画面はカスタマイズできますが、デフォルトの場合です。HelpをクリックするとHelpが表示されます。

図１　起動画面

左の並んだアイコンは、動作モード、設定の選択です。
・Scopeはオシロスコープモードです。入力は2チャンネルあり、帯域は30MHzなので、分解能からして、方形波なら3MHz程度が限界です。
・Wavegenは信号源の設定で、信号源は2つあります。位相を180°ずらすと平衡出力もできます。
・Supplesは電圧源出力で、＋とーの2つがあります。外部回路を追加するときの電源供給です。
・Voltmeterは電圧計です。2つあります。
・Loggerは電圧の時間変化のように長時間の測定につかいます。
・Logicはデジタル用です。
・Paternsはデジタル用です。
・StaticIDはデジタル用です。
・Spectrumはスペクトラムアナライザで50MHzまでみれます。
・Networkはネットワークアナライザです。周波数特性を10MHzまで測れます。
・Impedanceはインピーダンス測定です。
・Protcolはデジタル用です。
・Scriptは、自分で測定するプログラムを記述し実行させるものです。

Analog discovery 2はオーディオの測定では2チャンネルの入力と2チャンネルの発振器から成り立っています。

第一節オシロスコープ

Scopeをクリックするとこの画面が出てきます。Welcomeをクリックすると例えばWavegenに切り替えることができます。

図１－１－１Scope画面

トリガー条件設定

オシロスコープはトリガーがないと画面は更新されません。

図１－１－２　トリガーモード

Runを押します。トリガーモード設定の条件はトリガー源がChannel　１の立ち上がり　レベル　0Vに設定されていますので、その条件で引掃されます。

図１－１－３　引掃画面

水平軸はTimeのところですが、画面にマウスを持っていき、ホイールを回すと時間軸の拡大縮小ができますし、マウスで画面を左ボタンつかんで左右に動かすことができます。

図１－１－４　水平軸　垂直軸

垂直軸は、Channnel1,2のRangeとOffsetを調整すれば、変えられます。

WavegenをChannel　1,2につなぐとこうなります。

図１－１－５　オシロスコープ表示例

左下のXを押すとカーソルが出ます。カーソルはいくでも表示できます。カーソルを動かすとそのカーソルの交点の電圧が表示されます。

図１－１－６　カーソル

赤いカーソルの下の番号の隣の▼をクリックしてプルダウンメニューを表示してRemoveで削除できます。

微小信号の測定

図１－１－７　微小信号の測定

微小信号を測定するとこのように表示されることがあります。これは、Analog discovery2のA/Dのノイズによると思われますが、そのノイズを含んだピークツウピークが背景に表示されています。要するに、注意喚起です。これを消すには、水平軸垂直軸の設定のOptionsの▼のプルダウンメニューを表示しNoiseのチェックを外すと消せます。

図１－１－８　Noiseのチェックを外した時

データファイル出力

Fileをクリックするとプルダウンメニューを表示します。ExportがCSVファイル出力です。
CSVファイルを表計算ソフト（ExcelとかLibre office Calc)で、グラフ化できます。とくに、10:1のプローブで測定したデータは電圧が1/10なので、これを元に戻すときは便利です。これは Analog Discovery 2の入力電圧範囲が±25Vなので、10:1のプローブを使うとプローブにもよりますが、10倍拡大されて、±250Vまで測定できます。また、C結合により、交流分だけを測定できます。

図１－１－９　表計算ソフトでCSVデータをグラフ化した例

第2節　信号源

図１－２－１　Ｗａｖｅｇｅｎの画面

波形選択

図１－２－２波形選択

Ｓｉｎｅの▼でプルダウンメニューを表示させて選びます。

振幅、周波数、オフセット

振幅、周波数、オフセットはこのメニューでプルダウンメニューを表示して選んでもいいし、直接記入してもよい。メニューにないときは、、直接記入する。

図１－２－３　振幅、周波数など

２チャンネル

上のほうのChannelsの▼より２にチェックを入れると２信号モードになります。また、No synchronaizationの▼より、Auto synchronaizaitionを選ぶと同期し位相が指定した位相関係になります。

図１－２－４　平衡出力の設定例

２つの信号源出力を２つの入力につなぎました。それをオシロスコープモードで観測しました。

図１－２－５　平衡出力（オシロスコープの表示）

第３節Network（周波数特性）

Networkは、周波数特性を測定するときに使います。WavegenとScopeは無効化されます。

図１－３－１　Network画面

測定の条件はここで設定します。

図１－３－２　測定条件設定

図１－３－３　測定条件・表示設定

図１－３－４　測定例

上のグラフはゲインです。黄色はCH1です。青はCH2です。
下のグラフはCH2の位相です。
左下のXをクリックするとカーソルを表示できます。

FileのExportでCSVファイルとして出力できます。 Excelまたは、Libre office のCalcで、処理します。

図１－３－５　表計算で処理した例

CSVファイルは、数値データなので、数値を得ることができます。

第４節Spectrum（高調波特性）

図１－４－１　Spectrum画面

図１－４－２　解析設定

図１－４－３　チャンネル設定など

チャンネルのSampleの▼で、積分方法が選べます。
TraceのXの左をクリックするとサブメニューがでます。WindowのFLAT Topの▼を選ぶとウインドウ関数が選択できます。
TraceのCountは積分回数で、大きくすると画面の更新に時間がかかりますが、ノイズレベルはさがります。

図１－４－４　Spectrum測定例

Viewをクリックするとプルダウンメニューを表示します。そこで、Measurementsを選び、Addをクリックすると、

図１－４－５　高調波の選択画面

高調波の選択をします。FF（基本波）をクリックして、Addをおします。同様にして必要な高調波を一つずつすべてAddし、Closeをすると、 ValueとFrequencyが表示されます。

第５節インピーダンス測定

図１－５－１　インピーダンス測定画面

図１－５－２　測定設定

オープンショート校正

Compensationをクリックします。

図１－５－２－１　Compensationの画面

インピーダンスアダプタのクリップ付きリードをオープンして、基準抵抗、例えば、10Ωのdo open compensationをクリックします。同様に100Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ、1MΩも１つづつやります。もちろん、必要な基準抵抗だけでもいいです。
なお、

図１－５－２－２　条件設定

条件設定を変えると全部やり直しですから、注意が必要です。

つぎに、インピーダンスアダプタのクリップ付きリードをクリップ同士をかみ合わせてショートして、do short compensationをクリックします。同様に100Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ、1MΩも１つづつやります。もちろん、必要な基準抵抗だけでもいいです。

オープンショート校正は条件にもよりますが時間がかかります。

オープンショート校正はリードやクリップによる誤差も修正しますので、リード付きクリップを変えるともう一度オープンショート校正が必要です。

終わったら、closeをおします。