Обучающий модуль ADALM2000

К сожалению обзор данного прибора с автор убрал в черновики. Уже давно…
А потому пишу сам. Покупал лично.
Обзор личный, мнения личные. Денег AD за это не платит ( жаль конечно ).

Данный модуль является Advanced Active Learning Module. Т.е. основное назначение — обучение основам радиотехники. Хотя конечно запретить использование для других целей никто не сможет.
На борту:
— Двухканальный цифровой осциллограф
— Двухканальный функциональный генератор
-16 канальный логический анализатор (1.8, 3.3 и 5 вольт)
-16 канальный генератор выходных последовательностей (UART, SPI, I2C, I2S и десяток других интерфейсов)
-16 канальный набор цифровых входов-выходов
— двух канальный вольтметр ( AC, DC +-20 вольт)
— Анализатор цепей (графики Боде, Найквиста..)
— Анализатор спектра
— Два программируемых источника питания (0… +- 5 Вольт)



Источники питания максимум 50 mA. Входа защищены от статики и перенапряжения ( в разумных пределах ес-но).

Давно хотел приобрести. И вот мечта свершилась. Данный прибор предназначен для заполнения «промежуточной» ниши измерительных приборов. У начинающих радиолюбителей обычно китайский DSO138 или аналоги. С ценой тысячу-полтора и полосой в единиц мегагерц. У профессионалов уже профессиональные приборы с ценой 16 т.р. и более. Например DSO512p.
А как быть тем, кто уже перерос простейшие осциллографы, но морально не готов платить большие деньги за профессиональный прибор? Этот прибор удачно закрывает эту нишу.

Сердцем прибора является чип SoC: XC7Z010 (Dual-core ARM Cortex-A9 ) 667 MHz. В данном случае — у нас Линукс машинка, с 512 Мб ОЗУ, 32 Мб загрузочной QSPI флешью. Память идет на 500 МГц по 16 битной шине.
АЦП и ЦАП — одночиповое решение от AD — AD9963
Естественно все чипы на плате от Analog Devices. Кто-бы сомневался…

Для любителей медитировать над схемой: ссылка
Подробнее по железу: ссылка

Подключается прибор по USB2.0 high-speed. USB поддерживает OTG и может работать с WiFi-USB и сетевыми картами. Список совместимых карт — на сайте. Программное обеспечение — Scopy — есть версии для Windows, Linux и Mac. Весь софт и прошивка OpenSource. Scopy — написана на С++ c библиотеками от Qt, весьма понятным образом. Hardware — даются все схемы. Прошивка для ZynQ — доступна на гитхабе как исходные Линукс коды, так и Verilog для «прошивки» FPGA части чипа.

В системе виден как 3 устройства:
1) СОМ — порт ( консоль)
2) Linux File — Stor Gadget USB Device. Видится как диск в системе.
3) IIO — непосредственно канал данных.

На встроенном диске — несколько вспомогательных файлов. info.html — выдаст информацию о системе, версии прошивки, при необходимости даст ссылку на более новую версию прошивки, софта и драйвера.

Процесс прошивки очень прост: кидаем файл прошивки на встроенный диск. Потом выполняем размонтирование этого диска. Светодиод на adalm2000 начинает часто мигать секунд 30. Не отключаем питание в этот момент! После adalm2000 автоматом перезагрузится.

Если шаловливые ручки убили систему — доступен режим DFU.

Если умудрились убить и DFU… на плате разведен jtag. Паяем туда гребенку и шьем программатором. На гитхабе все есть.

Фото платы:

верх:


низ:


А теперь давайте посмотрим, как это все работает в действительности. Прошивка и софт самые актуальные. Scope v 1.1.1

Осциллограф:

Имеем 2 входа. ±25 V, 1 MΩ || 30 pF, 12-Bit, 100 MSPS ADC with, 25 MHz BW.
По затуханию -3dB аналоговый тракт имеет полосу 27MHz. (не мое)

Входа дифференциальные, что очень удобно для замера тока и построения графиков типа X-Y ( например вольт-амперной характеристики.)

К сожалению у меня сейчас под рукой нет тестового генератора с крутыми фронтами. Но энтузиасты пытали adalm2000 генератором с фронтом в 30ps (не мое).

Программа позволяет выставить на щупах коэффициенты: 0.1Х, 1Х, 10Х, 100Х. Это избавляет от ручного пересчета напряжений.

Спектроанализатор:

Спектр 100 кГц. Треугольник. ( не очень удачно получилось)

Четные и нечетные гармоники.

Спектр 100 кГц. Прямоугольник.

Только нечетные гармоники.

Network Analyser:

Кварц на 8 МГц. Его и посмотрим. Точнее окрестности резонанса.


Сигнал генератор:
±5 V, 50 Ω, 12-Bit,
150 MSPS DAC
with 30 MHz BW

Синус, прямоугольник, треугольник, трапеция, восходящая и нисходящая пила. Если мало — выражаем через формулу:

Если и этого мало — экспортируем из файла.

Логический анализатор:
3.3V CMOS and 1.8V or 5V tolerant, 100MS/s
Стандартный анализатор на базе sigrok.

Обмен с OLED ssd1306. i2c address = 0x3c



Генератор цифровых последовательностей.
3.3V CMOS, 100MS/s

Позволяет сформировать выходную последовательность. UART, SPI, I2C и т.д. Выход двухтактный или ОК.

Вольтметр:

Источник сигнала — ad584lh. Точность источника не хуже 5 mV. 1 столбец — ad584lh, 2 столбец — adalm2000, 3 столбец — замер ZOYI ZT-X
2.5 — 2,496 — 2,500
5 — 5,013 — 5,005
7,5 — 7,508 — 7,507
10 — 10,009 — 10,00

В принципе измеряет точно.

Источник питания:
Прогнал с замером ZOYI ZT-X ( Не эталон конечно, но достаточно точный)
1В — 1,000
2В — 2,002
3В — 2,993
4В — 3,990
5В — 4,988

Для блока питания очень хорошая точность. А на 5 вольтах — возможно на USB кабеле падение. Или 5 вольт на компе немного занижено.

Отдельный вход триггера:
3.3 V or 1.8 V, 100 MSPS, 5 V tolerant
Активно опиливается в новых версиях прошивок. В предпоследней версии прошивки ( 0.24) добавлены каскадные режимы работы триггеров.

Прибор понравился.
Что понравилось:
1) Весь софт и прошивка в открытом доступе. Не нравится – пилим сами. Возможно для кого-то это важно.
2) Софт и прошивка активно развивается. Все ошибки софта и прошивки оперативно устраняются. Хотя конечно замечания еще есть.
3) Удобный софт. Хотя это конечно субъективно.
4) Держит USB «намертво». Подобные приборы грешат сбоями и отвалами по USB интерфейсу. А ADALM – держит без разрывов. Главное нормальный кабель.
5 ) Наличие пакета интеграции с MATLAB ( не проверял)

Не понравилось:
1) Аналоговые входы на штырях. Нужно использовать переходную плату. По цоколевке разьем полностью совместим с Analog Discovery 2 и можно использовать его переходную платы с входами и выходами на BNC. Или самому спаять.
2) Нет поддержки платы измерения импеданса от Analog Discovery. Если вдруг это вам важно.
3) Для покупки со скидкой по купону нужно пройти не хилый такой квест.

Удобный прибор для того, что бы взять с собой в командировку. Особенно если нет возможности взять нормальные приборы. Легко можно кинуть в сумку к ноуту.

По купону «student» на сайте AD стоит 99$.
Но если есть желание быстро купить: на ebay цена 13,5-14,5 т.р.
И добавив всего 11 т.р. купить «Analog Devices ADALP 2000» — набор выводных деталей. Резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и немного микросхем в DIP корпусе. ссылка

Ближайшие аналоги ( ориентировочные цены взял на www.elitan.ru):
1) Analog Discovery 2 — 21 т.р
2) PicoScope 2205 (2210) – 13 т.р. или более

А теперь «вишенка на торт» — правильное прохождение квеста «купить со скидочным купоном»:
На сайте «analog.com» иногда сплывает такая штука:

Всплывает редко, а в последнее время я её вообще не видел. Но пока вроде действует. Как действовать:
1) Вам нужно определиться с способом доставки из США. Нужен «не засвеченный» перевозчик. Шопфан, бандеролька и шипито — «засвечены». Если на один адрес закажут несколько человек — обзовут реселлером и отклонят заказ.
2) Заводим учетку на analog.com. Говорим что мы студент, указываем один из учебных заведений. Выбирайте не слишком известный.
3) Делаем покупку с купоном. Платим кредиткой. У меня привязана к русскому банку, но похоже это не проверяется. Главное — деньги.
4) Указываем правильно адрес перевозчика.Не пересылают на почтовый ящик и до востребования. Но это как правильно записать. Например у меня ящик на шипито записан как «Suite #12345» (номер изменен).
5) Ждем. Это самое сложное.

P.S.: При подключении через USB гальваноразвязки нет. Но если запитать от повербанка и воткнуть WiFi свисток — будет развязка. Естественно скорость связи через WiFi буден ниже.