Esto se reduce a una cuestión de ancho de banda y latencia. Para un sistema simple, supongamos una sonda con un ancho de banda de 100 MHz con una velocidad de muestreo de 1GS / sy un convertidor A / D de 10 bits (he tenido malas experiencias con ámbitos de 8 bits).
Quiero una pantalla en tiempo real en la PC con una ventana de muestreo mínima de digamos 10ns - 1 ciclo de una onda sinusoidal de 100MHz y una ventana máxima de (seré generoso en esto) medio segundo. En otras palabras, el ajuste de tiempo más bajo será algo así como 1ns / div y el más alto es .05s / div. También quiero varios modos de voltaje: rango de 100mV hasta 20V, digamos.
¿Qué tipo de tasas de datos implica esto?
1Gs / s * 10 bits / muestra = 10Gbits / s
Esas no son velocidades USB. Lejos de ahi. Y ni siquiera tuve en cuenta los gastos generales. En primer lugar, simplemente no tienes el ancho de banda. Y tampoco es solo ancho de banda. Para su visualización en tiempo real, debe ser coherente. Debe transferir 100 bits a su capa de aplicación cada 10 nano segundos. Ese tipo de consistencia no se puede obtener desde USB. No está diseñado para atender a un dispositivo con demandas extravagantes, está diseñado como un autobús. Y no puede controlar cuándo es dueño del autobús: los dispositivos son solo esclavos. Si el host permite que otro dispositivo hable cuando necesita enviar datos, estos se pierden.
Puede estar llorando mal, ¿por qué transferir datos en tiempo real a la computadora cuando el 'tiempo real' para una persona es 60Hz? Si todo lo que necesita hacer es actualizar la pantalla, ciertamente no necesita tanta información. Excepto que lo haga, su pantalla es una combinación lineal de todas las muestras que ha recopilado. Interpolación de spline cúbica aproximada, media cuadrática aproximada, no importa. Para hacer una bonita pantalla bonita que no sea solo un montón de puntos, necesita la mayoría de todos esos datos y debe publicar el proceso. ¿Alguna provocación? Los cálculos deben hacerse en el host, en la capa de aplicación. No importa de qué manera lo corte, para pantallas en tiempo real a velocidades de 1GS / s para cualquier precisión que valga la pena, debe transferir órdenes de magnitud más datos de los que puede manejar el USB y debe hacerlo de manera más confiable que usted '
¿Cuáles son las formas de evitar esto? No haga una visualización en tiempo real. Algunos ámbitos USB solo ofrecen modos activados. El disparo se maneja en el dispositivo y cuando se encuentra un disparador, los datos se recopilan en un búfer. Cuando el búfer se llena, el osciloscopio USB lo transfiere lentamente a la aplicación y luego la aplicación lo muestra. Eso es suficiente para un gran uso del alcance, pero no es en tiempo real. Y la transferencia, eso también lleva un tiempo. Es inconveniente Y generalmente los conductores apestan. Se nota que he tenido malas experiencias.
Siempre me he preguntado por qué Firewire no se usó para los ámbitos. Evita algunos de los dolores de cabeza de USB. Es de igual a igual, ofrece modos isócronos (sincronización constante) y tiene un ancho de banda relativamente alto. Es posible que pueda hacer un alcance de 10MHz en tiempo real más o menos con eso.
Para abordar sus puntos después de la edición:
La usabilidad de un alcance aumenta enormemente con el precio. Cuando saltas de un alcance USB de $ 200 a un equipo autónomo de $ 500, obtienes enormes aumentos en las características y la funcionalidad básica. ¿Por qué gastar solo $ 200 cuando por un poco más puede obtener un alcance real? Ahora que China ha abierto las compuertas de alcances baratos y efectivos, hay pocas razones para querer ahorrar $ 300 que lo frustrarán más tarde. Los ámbitos 'elegantes' que tienen estas características son baratos hoy en día.
Sí, limitar su transferencia de datos para proporcionar solo datos consistentes de alrededor de 60Hz será más fácil con USB, pero eso todavía no es algo que desee hacer. No se olvide de sus clases de DSP: solo tomar ciertos datos de la transmisión equivale a la aniquilación. Cuando diezma, debe agregar filtros antialiasing. Cuando haces eso, pierdes ancho de banda. Esto hace que su alcance sea menos útil: limitará su ancho de banda en la pantalla en tiempo real (y solo para los modos activados en tiempo real estaría bien) a mucho menos que el ancho de banda de su front-end analógico. La gestión de los aspectos de procesamiento de señal de un osciloscopio es un asunto complicado.
¿Pantalla sensible y clara? La PC? No consistentemente Independientemente de cómo lo haga, debe almacenar los datos en el búfer. Como dije antes, el USB no garantiza cuándo pasan sus datos. Lo diré de manera diferente: el USB no está diseñado para admitir la transferencia de datos en tiempo real. Claro, para cantidades suficientemente pequeñas de datos a grandes intervalos puede obtener un buen rendimiento, pero no un rendimiento constante. USARÁ el almacenamiento en búfer y, de vez en cuando, extrañará transferir su búfer de manera oportuna. Luego, la pantalla se salta, los datos están obsoletos, etc. etc. Las pantallas claras y receptivas en tiempo real requieren enlaces de datos en tiempo real, punto.
Activación simple: nuevamente, volvemos a los costos versus la complejidad versus la capacidad de respuesta. Para activar el dispositivo para detectar transitorios, su dispositivo no puede ser simplemente una tubería de datos tonta que transfiere muestras de manera irresponsable a través de USB. Tienes que almacenar en búfer, buffer, muestras de buffer en el dispositivohasta que vea su condición desencadenante. Eso significa que necesita memoria e inteligencia en su dispositivo, ya sea un FPGA grande o un microcontrolador grande. Eso agrega tamaño y espacio. Si usa un FPGA, debe equilibrar la cantidad de lógica de activación con su necesidad de mucha RAM para el espacio de búfer. Por lo tanto, su búfer es más pequeño de lo que ya quisiera. Eso significa que obtienes una cantidad minúscula de datos alrededor de tu punto de activación. A menos que agregue memoria externa, puede hacer más. Sin embargo, eso aumenta el tamaño y el costo de su dispositivo; esto ciertamente no será solo una sonda con un cable USB conectado.
Tendría suerte de obtener un ancho de banda de 100MHz, generalmente 10 veces la frecuencia de muestreo se considera el límite mínimo para el ancho de banda. Entonces, si tiene una velocidad de muestreo de 1GS / s que apenas obtiene un ancho de banda de 100MHz. No puede obtener más: una onda cuadrada de 200MHz se verá como una onda sinusoidal de 200MHz. Eso apesta. Eso es tonto: no está cerca del nivel profesional.
Su otro conjunto de puntos:
- $ 200? ¿Cómo te imaginas? ¿Cuál es la lista de partes?
- Los buenos alcances para leer señales de alta velocidad no cuestan miles de dólares. Cuestan quizás mil dólares. 100MHz es un juego de niños en el departamento de alcance y su idea ni siquiera alcanzará ese punto de referencia, así como un alcance de $ 1000
- Sí, por la forma en que lo describe sería muy limitado. Los aspectos técnicos de incluso los pocos requisitos que tiene significan un dispositivo muy limitado.
- No sería tan útil como el alcance de $ 1100 que compré con un analizador lógico y un ancho de banda analógico de 60MHz. Prefiero pagar por mi equipo de prueba que juega con juguetes para niños intencionalmente limitados.
Vives y mueres por tu equipo de prueba como ingeniero. Si no está seguro, puede confiar en que está perdiendo el tiempo. Dada la falta de experiencia que ha demostrado sobre la comunicación de alta velocidad, el procesamiento de señales y la potencia del procesamiento integrado (en FPGA o microcontroladores), no apostaría que está dispuesto a diseñarlo usted mismo y nadie más que haya respondido es nada aparte de ambivalente.
Si hubiera un conjunto de requisitos mejor orientado que satisficiera una necesidad real en la comunidad que no estaba siendo atendida, podría ver que es técnicamente factible que estaría a bordo. Pero sus vagos requisitos no parecen investigados. Debe hacer una encuesta de las opciones disponibles para los aficionados: qué ámbitos USB y autónomos están utilizando las personas, cuáles son sus fortalezas y debilidades, y determinar si no se están llenando los nichos. De lo contrario, esto es solo fantasear.