37000 тысяч осциллограмм в секунду - не догнать, так хоть согреться (о вреде торопливости.) - часть 3

21.05.2007

Как я и  догадывался, версия «навета» г-на Дедюхина на ЭЛИКС  от 15 мая 2007 года на момент  22-30 по Московскому времени оказалась весьма ветхой, я бы сказал - шитой белыми нитками, но именно  поэтому - не последней.

В поисках правдоподобия статья 17 мая опять претерпела изменения:

Изменилось название  - стало более «продаваемым», добавились скриншоты и пояснения,  прибавились  «тонкие» намеки на умственную неполноценность оппонента, в общем-то - привычный букет.

Можно было более не отвечать, новых аргументов у Автора не прибавилось, однако, т.к. наша цель данной дискуссии - вовсе не пикировка с г-ном Дедюхиным, а формирование у читателей взгляда на вопрос с другой стороны и восстановление истины - поэтому будем отвечать: но рассмотрим только те вопросы, которые дадут читателю более четкое понимание сути предмета, т.к. главные аргументы автора уже рассмотрены:

В статье существенно расширилась вводная часть.  Автор добавил в рассуждение 2 положения:

- необходимость снижать длину памяти для увеличения скорости захвата (это потом ему пригодится )

Цитата1: Чем меньше длина внутренней памяти осциллографа - тем большее число осциллограмм с секунду он способен захватить.

 - мысль о том, что вывод на экран - не единственная возможность отображать собранные осциллограммы:

Цитата 2:- Вывод информации на экран - это наиболее распространенное последействие.

Сохранение массива данных на разного рода носителях и его накопление при захвате последующих осциллограмм (последнее время широкое распространение получили осциллографы вообще без экрана, например модульные осциллографы LeCroy серии PXD или  Agilent Technologies серии DSO-6000L).

Тонко! Читатель должен быть подготовлен к последующему выводу Автора, что осциллографу экран, в общем-то, необязателен!

Что касается самых коротких разверток:

Цитата 3: Из графика явно видно, что при быстрых развёртках скорость сбора информации осциллографа Tektronix существенно уменьшается. Ах, эти американские парни из Tektronix, они всегда оставляют лазейку, чтобы что-нибудь усовершенствовать в дальнейшем и, вероятнее всего, в какой-нибудь прошивке 2.22 будет устранён и этот дефект.

Никакой это не дефект, г-н Дедюхин. Если немного понажимать кнопки, то увидите, что максимальная частота  захвата осциллограмм до 37 тыс. в секунду достигается  и на максимальной частоте дискретизации прибора (2,5 GS/s для DPO4034 при длине записи как 1000, так и 10000 точек). Самые короткие развертки не добавляют прибору временного разрешения, а только представляют собой обычную  временную растяжку. Поэтому регистрацию аномалий можно проводить с максимальной скоростью на максимальной частоте дискретизации.

Еще Автор дает мне «бой» по теме «мертвое время» в осциллографах WR Xi:

Цитата 4: Из каких информационных листков Tektronix о LeCroy распространители дезинформации начитались о «существенных задержках,  достигающих секунду или более» оставим на их совести, хотя четко видно, что для этой конкретной осциллограммы время между пакетами сегментов, как максимум, составляет порядка 30 мс.

 Что за картинку в доказательство  демонстрирует нам Автор? Какие режимы сбора данных (длина записи, частота дискретизации, кол-во сегментов и развертка) выставлены на WR Xi? Неизвестно!  Из его пояснений следует только одно, что там разное кол-во пакетов.  Оптимизированное...Какое? Неизвестно? Из предыдущей таблицы?

Нет сомнений, что на осциллографе WR Xi (в т.ч. даже на TDS1001B ценой чуть более $1000)  можно получить мертвое время 30 мс и даже 10 мс! При минимальной памяти (да плюс при выключенном дисплее) оно, видимо так и есть. (Вот зачем была нужна фраза о короткой памяти). Однако,  Автор забыл сказать, какие задержки на WR Xi при включенном экране и установленной памяти 20 М.  Мы то c его слов помним, как обстояло дело ранее на  WR6000. Ниже  - картинка из его  статьи за 2004 год, где он впервые пытался выдать режим сегментированной памяти в LeCroy WR6000 за альтернативу технологии цифрового фосфора TEKTRONIX.

Судя по опубликованному скриншоту, отображающему  импульсы триггера в этом режиме,  «мертвое» время между пачками сегментов  на длине памяти в 2 МБ и включенном экране составляло 0,45 с. Интересно, какое мертвое время у прибора было бы, если бы была задействована максимальная память прибора (24 МБ)?

Изменилась ли  величина «мертвого» времени в режиме максимальной памяти у более нового осциллографа WR Xi? Наверное. Кардинально? Вряд ли...

Хотя с другой стороны, ответ  на этот вопрос не слишком важен, и  я покажу  далее почему.

Напомним, что обвинения ЭЛИКС в «технической дезинформации» со стороны г-на Дедюхина  строится на том, что, по его мнению, осциллографы LeCroy  WR Xi способны захватывать больше осциллограмм, чем TEKTRONIX DPO4000.

Для целостности понимания вопроса немного повторимся:

Вот выдержка из брошюрки по параметрам WR Xi:

Скорость захвата осциллограмм для этого прибора в ней и указана - до  8000 осциллограмм в секунду (в 4,5 раза меньше, чем в DPO4000). Собственно все, обвинение г-на Дедюхина опроверг сам производитель.

А что же измерял г-н Дедюхин? Что было в 27 раз лучше? Это была скорость захвата сегментов.

Чем отличается сегмент от осциллограммы?  Опять ответ  находим в мануле на WR Xi:

Т.о. в руководстве пользователя  на осциллограф WR 64Xi черным по белому написано:

Перевод: В Sequence Mode (в режиме сегментированной памяти) полная осциллограмма состоит из набора сегментов фиксированного размера, захватываемых в  режиме однократного запуска.

Прямое следствие из этого - тот параметр, который измерял Автор - это не скорость захвата осциллограмм - Это скорость срабатывания триггера. Поэтому, исходя даже из терминологии компании LeCroy,   для подсчета скорости захвата осциллограмм г-н Дедюхин  должен был  измеренную частоту  на выходе внешней синхронизации разделить на количество установленных сегментов (например, на 10000). Это - формальный подход,

На самом деле фактическое положение дел   для г-на Дедюхина еще хуже!

Допустим даже, что сегменты (вопреки терминологии производителя) при расчете мы прировняем к полноценным осциллограммам. Г-н Дедюхин утверждает, что WR Xi  способен захватить, например,  297000 осциллограмм в секунду. Отсюда следует, что  за одну секунду пользователь может получить  информацию (в том или ином виде) о 297 тысячах сегментов (осциллограмм).

Так или это?

Проверяем:

В осциллографе WR Xi количество сегментов в осциллограмме ограничено 10000 (в   мануале цифра на один порядок меньше, но на сайте  и в статье г-на Дедюхина указано 10000 - ей и поверим). Т.о. пользователь получит информацию только от  одной осциллограммы, соcтоящей из 10000 сегментов-осциллограмм, над которыми  словами г-на  Дедюхина сможет:

Цитата 5: произвести измерения, математические действия, сохранить, распечатать или совершить любые другие действия для обычной осциллограммой) 

При постоянном перезапуске сегментированной осциллограммы  вновь собранные сегменты будут затирать старые,  и число доступных сегментов все равно не будет превышать 10000.

Т.е. при выключенном дисплее (да и при  включенном тоже)  в буфере прибора будет всегда только не более 10000 осциллограмм. Нет, запуски идти-то будут,  схема триггера будет исправно запускаться, частотомер будет показывать «победные» 297000 осциллограмм в секунду, но когда пользователь,  насобирав вдоволь осциллограммы, через одну секунду после начала сбора  включит монитор, чтобы насладится собранной информацией и поискать в ней аномалии, то вместо 297000 сегментов получит последнюю сегментированную осциллограмму, содержащую все те же 10000 осциллограмм. Т.о. РЕАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ СБОРА СЕГМЕНТОВ (осциллограмм  - по терминологии г-на Дедюхина) будет 10000 в секунду. Если сбор будет продолжаться 10 секунд (напомним, Автор считает этот интервал регистрации оптимальным для таких измерений)- скорость соответственно упадет до 1000 в секунду (10000 надо делить на 10), если 100 секунд - до 100 осциллограмм в секунду и т.д. Это - оборотная сторона той хитрой математики, которой г-н Дедюхин пытался заменить  реальные захваты информации.

Г-н Дедюхин наверное скажет: а я, мол, включу монитор и бесконечную персистенцию, чтобы сохранить собранные сегменты на экране (как это можно сделать на DPO4000).

Но и тут его ждет «засада».

На экран WS xi  согласно данным мануала можно вывести НЕ БОЛЕЕ 80 СЕГМЕНТОВ:

Т.о. из  10000 собранных сегментов при перезаписи сегментированных осциллограмм на экране оставят след в лучшем случае всего  по 80 (т.е. 0,8%)!  Т.е. этот прием практически ему  никак не поможет!

Все это является следствием того, что режим сегментированной памяти не является режимом реального времени.  Он предназначен не для наблюдения (что необходимо для регистрации динамического поведения сигнала и фиксации наличия аномалий в сигнале),    а для анализа (однократный захват данных «single shot» и последующий off-line анализ и обработка).

Т.о. режим сегментирования памяти  не имеет никакого отношения к продекларированной цели:

производить захват, запись и анализ большего объёма данных, получить более динамичное отображение входного сигнала?

Тем более, что даже если бы все-таки можно было как-то сохранить все сегменты, по которым осуществлялся каждый запуск триггера (предположим, у г-на Дедюхина есть в запасе специальная секретная кнопка), то из-за суммарного  большого мертвого времени между сегментированными осциллограммами плюс мертвое время между сегментами (кстати, по данным компании LeCroy этот интервал равен не 300 нс, как написал г-н Дедюхин,  а 800 нс), то  кол-во информации, прошедшее через все сегменты осциллографа LeCroy существенно уступает информации,  попавшей на экран  DPO4000.

Показываем:

Полноту информации, доступной глазу пользователя обоих осциллографов оценить достаточно легко. Определим общее время захваченных осциллограмм за одну секунду  (у DPO4034) и сегментов (у WR Xi):

DPO4034: Каждая развертка содержит 1000 точек. На развертке 200 нс/дел каждая из захваченных осциллограмм имеет длину 10делений x 200 нс= 2 мкс. За секунду общая длина захваченной информации = 37500 х 2 мкс=75мс информации за 1 секунду, т.е. осциллограф DPO4034   в указанном режиме отобразил 7,5% от всей информации, поступившей на вход прибора!

Теперь WR64Xi: Для обсчета возьмем последний рекорд, 297 000 захватов сегментов.

Каждый сегмент содержит 50 точек, оцифрованных с частотой 5 GS/s (т.е. интервал между точками  - 200 пс). Длина одного сегмента = 200 пс*50=10 нс. Общая длина собранной информации = 297000 *10 нс= 2 970 000 нс = 2,93 мс за 1 секунду.

Получилось, что осциллограф WR64Xi в указанном режиме захватил  0,3% от всей информации, поступившей на вход прибора!  Т.е. в 25 раз ХУЖЕ, чем DPO4034. При этом далеко не каждая  из этих захваченных осциллограмм смогла попасть к пользователю.  Большая их часть была потеряна (перезаписана)

Г-н Дедюхин, прочитав эти расчеты, в предпоследней редакции своего нового навета ничего не смог им противопоставить, кроме фразы:

Цитата 6:  При определенных коэффициентах развертки, значение КПД обоих осциллографов может превышать величину 7,5%. Из таблицы 5 видно, что в то время как на развертке 100 мс КПД осциллографа Tektronix составляет 70%, осциллограф LeCroy  имеет значение КПД 90%.

Читатель понимает, что скорость захвата осциллограмм и % захваченной информации  ( КПД по терминологии Дедюхина)- это  разные вещи, и связаны они меду собой не напрямую, а через т.н. мертвое время цифрового осциллографа. Истина в том, что на развертке 100 мс/дел отношение  захваченного времени к общему времени регистрации (разница между ними и есть мертвое время) может быть достаточно близки к единице, т.к. скорость заполнения буфера - целая секунда и если мертвое время осциллографа будет даже 500 мс, его «КПД» будет достаточно высоким. Но также в этом случае  и для самого простого осциллографа «КПД» будет все равно хорошим. Осциллографы по этому параметру начинают разделяться на хорошие и плохие только на быстрых развертках, когда длина развертки начинает измеряться в микросекундах и становится существенно меньше его мертвого времени!  Т.е., «КПД» 7,5 % на развертке 100 нс/дел - недостижимый для г-на Дедюхина результат. Поэтому он предпочитает сравнивать скорости работы триггера, а не КПД. Поэтому и реальные примеры захвата аномалий он демонстрировать отказывается:

Цитата7: В данном разделе умышленно не приведены никакие осциллограммы «наглядно» отображающие сбор какой либо информации, аномалий или артефактов, генерируемых специально созданными генераторами сигналов, демо-платками и пр., поскольку любая демонстрация таких устройств даёт искаженное представление о реальных скоростях записи любого цифрового осциллографа в полном диапазоне развёрток, частот дискретизации и режимов сбора информации при исследовании реальных сигналов.

Мы теперь понимаем, что он просто в этом режиме ничего подходящего  показать  не сможет. Его удел - только морочить голову своим читателям,  подсчитывая  вместо реально захваченных осциллограмм запуски триггера.

В отличие от  сегментов   настоящие осциллограммы поступают на прибор в реальном времени,  то есть непрерывно (continuous) и создают живое, динамичное изображение сигнала.

Фирма LeCroy , в отличие от г-на Дедюхина, это понимает, поэтому никогда не представляла режим сегментированной памяти как средство выявления неизвестных (по которым нельзя настроить запуск) аномалий в сигнале и отображения поведения сигнала в динамике. Для этих целей в осциллографах WaveRunner Xi  был разработан специальный режим «WaveStream», который (далее перевод):

WaveStream  Mode - этот  режим обеспечивает градуированное по яркости с ослаблением со временем  изображение сигнала аналогично действию фосфора на экране аналогового осциллографа.   WaveStream работает на частоте дискретизации до 10 GS/s и со скоростями обновления до 8000 осциллограмм в секунду для лучшего захвата с большей частотой  аномальных событий.

Как видите, компания LeCroy, в отличие от г-на Дедюхина, не претендует на скорости захвата выше 8 тыс. в секунду при захвате аномалий! И если до выхода новой прошивки скорость захвата ОСЦИЛЛОГРАММ у WS превосходила DPO4000 ( 8000 против  3700), то после выхода прошивки 2.01 ситуация стала обратной, что и было отражено в нашем извещении.  

Наши выводы:

1. В режиме сегментированной памяти высокая скорость срабатывания триггера не обеспечивает такой же высокой скорости захвата информации, т.к. захваченная в сегменты информация, постоянно теряется, перезаписываясь новой при перезапуске режима сегментированного сбора данных. У пользователя суммарное  кол-во захваченных сегментов всегда равно установленной им самим цифре (не более 10000), как  долго он не делал бы захват.

2. Возможность зафиксировать собранную информацию на дисплее методом персистенции  ограничена максимальным количеством одновременно выводимых на дисплей сегментов (не более 80).  Режим сегментированной памяти не является режимом реального времени и поэтому не обеспечивает наблюдения всех собранных сегментов одновременно (on-line)

3. Эффективность захвата сегментов в этом режиме ограничена   "мертвым" временем: между сегментами (800 нс умножить на  кол-во сегментов) плюс "мертвое" время между сегментированными осциллограммами (от порядка 10 мс  до долей/единиц секунд - зависит от развертки, выставленной памяти, длины каждого сегмента и  кол-ва сегментов). В результате общая доля захваченной информации относительно  общего времени цикла регистрации  в режиме сегментированной памяти существенно уступает режиму цифрового фосфора TEKTRONIX, несмотря на измеренное высокое  кол-во  запусков триггера  в этом режиме.

4. Поэтому, нет никакой дезинформации со стороны ЭЛИКС, а есть очередная  попытка г-на Дедюхина  выдать желтое за жидкое, что он итак делает достаточно регулярно.  А вот у  пользователей DPO4000  с выходом новой прошивки действительно появился мощный инструмент для исследования динамического поведения тестируемого сигнала. И он действительно теперь превосходит по этому важному параметру осциллографы LeCroy. А режим сегментированной памяти предназначен вовсе не для  динамического отображения сигнала  и поиска  неизвестных аномалий в сигнале, а для, скорее, исследовательских целей, как то:  захват нерегулярных пачек импульсов, экономия памяти за счет отбрасывания периода ожидания между изучаемыми событиями. Это режим, впрочем,  есть в осциллографах TEKTRONIX серии TDS5034B, DPO7000/70000...