Logiciel Picoscope pour décodage CAN-FD avec module oscilloscope USB

Atouts et limites de l’instrumentation modulaire au format USB

  • Au côté des instruments traditionnels, se présentant dans un boîtier avec une interface homme machine (IHM) et un écran, s’est développée une offre conséquente d’instruments modulaires se pilotant par un PC via leur liaison USB.
  • Jean-Michel Catherin, président de Testoon, présente les performances, les applications visées, les limites et les évolutions attendues par ce type d’instrumentation. 

 

Jean-Michel Catherin, président fondateur de Testoon

Jean-Michel Catherin, président fondateur de Testoon


1- Certains constructeurs d’instruments modulaires parlent d’instrumentation virtuelle ou de virtualisation. Pourtant ces instruments n’ont rien de virtuels. Où se situe la virtualisation ?

La virtualisation est un concept marketing qui signifie que l’Interface Homme Machine (IHM) de l’instrument est séparée de la partie assurant l’acquisition des signaux. Au final, il y a toujours un capteur et un câble pour se connecter au phénomène à mesurer.

2- Ces modules instruments, qui se connectent via une liaison USB se pilotent par PC via un logiciel. Est-ce qu’il est toujours nécessaire de télécharger une application spécifique ? Leur contrôle par un smartphone ou une tablette est-il possible ?
Le constructeur fournit toujours un logiciel spécifique à installer. Les applications dédiées aux smartphones ou aux tablettes sont peu développées et pas tellement demandées par les utilisateurs. Tektronix propose par exemple une application pour récupérer les données issues d’un oscilloscope sur une tablette ou un smartphone mais cela relève plutôt du gadget. Fluke a quant à lui développé une plate-forme logicielle pour rapatrier les mesures prises par leurs instruments via le Cloud pour offrir un environnement de partage des données.

3- Ces modules USB sont souvent dédiés à une fonction de mesure. Certains modules combinent-ils plusieurs fonctionnalités?
Les modules USB proposent généralement qu’une seule fonction : générateur, oscilloscope ou analyseur de spectre. L’intégration de multiple fonctions est une tendance que l’on observe pour les oscilloscopes traditionnels qui peuvent réunir plusieurs outils de test : analyseur de bus, générateur de fonctions et de pattern, multimètre, analyseur FFT, test de gabarits. Certains modules USB de Pico Technology rassemblent néanmoins deux à quatre entrées analogiques de 60 à 200 MHz de bande passante associées à une sortie générateur arbitraire ou de fonctions et 16 entrées numériques. Il n’existe pas de source d’alimentation dans ce format car les besoins des utilisateurs sont extrêmement variés. Imposer un certain type d’alimentation, c’est prendre le risque que cela n’intéresse personne. Lorsqu’un constructeur conçoit un instrument multifonctions, il faut que l’association des différents fonctions répondent aux attentes du plus grand nombre.

4- Quelles sont les applications typiques visées par de tels instruments ?
Du fait que ce type d’instruments modulaires n’affichent pas de très hautes performances, ils sont le plus souvent utilisés pour le débogage de petits systèmes électroniques. Ce sont aussi des produits idéals lorsqu’on a besoin d’un appareil très portable qui loge dans une valise de maintenance.

5- Quel est l’avantage pour l’utilisateur des modules USB ?
Leur atout tient dans leur prix très peu élevé (de 100 à 2500 euros pour la plupart d’entre eux) , leur compacité, leur légèreté et la possibilité qu’ils offrent d’être employés aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire.

6- Est-ce que tous ces modules peuvent être alimentés par la liaison USB du PC ? Est ce que la vitesse de transfert de l’USB ou la compacité du boîtier affectent leurs performances ?
Ce type de modules sont alimentés par la liaison USB du PC auquel ils sont reliés. Mais ils peuvent également se connecter au secteur.

7- Quelles sont les principales avancées qu’ont récemment  connu ces instruments ?
L’arrivée de l’USB 3.0, qui offre un débit beaucoup plus rapide (625 Mo/s théorique) que l’USB 2.0 (60 Mo/s théorique), change complètement la façon d’employer ces instruments. Auparavant les phases d’acquisition et d’analyse étaient décorrélées. L’envoi de données en temps réel vers le PC est désormais possible. La vitesse de transmission élevée autorise le rafraîchissement et l’affichage temps réel du signal à l’écran du PC. On observe immédiatement les effets d’un changement de réglage sur la mesure et il devient possible de capturer des signaux non récurrents. Ce sont les capacités de traitement du PC et non plus la vitesse de transfert de l’USB qui peuvent limiter les performances de l’application. L’USB 3.0 offre la possibilité à l’instrumentation modulaire de proposer des performances équivalentes à celle d’un appareil de mesure traditionnel de milieu de gamme. Le module oscilloscope Picoscope 6407 de Pico Technology par exemple, vendu par Testoon à 7945 euros et doté de quatre entrées, affiche une bande passante de 1 GHz et une cadence d’échantillonnage maximale de 5 Géch/s sur 1 voie, 2,5 Géch/s sur 2 voies et 1,25 Géch./s sur 3 ou 4 voies.

8 – Pour quels types de mesures, de niveaux de performances et d’applications les instruments traditionnels restent incontournables ?
Au delà de 1 GHz, on ne trouve plus d’oscilloscopes au format de module USB. En analyse spectrale Tektronix monte à 6,2 GHz, Aaronia à 9,4 GHz, et les mini modules de la forme d’une clé USB de Triarchy atteignent 13,5 GHz. Les générateurs USB présentent des performances plus limitées. Les modules oscilloscopes intègrent un générateur dont la bande de fréquences est en adéquation à celle du générateur qu’ils embarquent. Les constructeurs de ce type de modules adoptent un compromis en terme de prix et de performances pour proposer un appareil deux à trois fois moins cher qu’un instrument traditionnel aux caractéristiques équivalentes.