Описание ПО «PowerGraph»
Программное обеспечение (ПО) «PowerGraph» предназначено для регистрации, визуализации, обработки и хранения аналоговых сигналов, записанных с помощью различных устройств сбора данных, и позволяет использовать персональный компьютер в качестве стандартных измерительных и регистрирующих приборов (вольтметров, самописцев, осциллографов, спектроанализаторов и др.).
Использование устройств сбора данных
Поддержка различных устройств сбора данных
Программное обеспечение «PowerGraph» содержит расширяемую библиотеку драйверов для различных устройств:
- Внутренние платы и внешние модули АЦП.
- Виртуальные генераторы.
- Цифровые приборы и датчики.
- Компьютерные устройства ввода и звукозаписи платы.
- Системные устройства компьютера и др.
Чтобы использовать какой-либо источник сигналов, достаточно при загрузке программы выбрать его в списке поддерживаемых устройств.
Поддержка широкого спектра устройств сбора данных осуществляется за счет универсальной системы драйверов, что позволяет подключать к ПО «PowerGraph» любые источники сигналов.
Поддержка любых аппаратных и программных настроек АЦП
ПО «PowerGraph» позволяет использовать любые аппаратные и программные настройки устройств сбора данных:
- Поддержка любой разрядности АЦП.
- Поддержка индивидуальных аппаратных настроек различных устройств, в том числе управление ЦАП'ами и цифровыми линиями.
- Возможность разделения "физических" и "логических" каналов.
- Независимая настройка диапазонов измерений и параметров регистрации для каждого из каналов.
- Предварительный мониторинг входных сигналов.
- Программная коррекция и калибровка входных сигналов.
- Использование любых единиц измерения сигналов.
Регистрация данных
Удобная система регистрация данных
- Поддержка любых скоростей записи.
- Неограниченный размер регистрируемых данных.
- Запись произвольного набора каналов (до 32).
- Программная и аппаратная синхронизация сбора данных (счетчики, таймеры, по уровню сигнала с записью пред- и пост-истории).
- Использование индивидуальных настроек для каждого типа измерений.
- Определение параметров сигналов по графикам с помощью скользящих маркеров.
- Отображение полезной информации о записанных данных (дата и время начала записи, тип АЦП, размер данных).
- Эффективная система навигации по данным.
- Возможность редактирования данных.
Блочная система записи данных
ПО «PowerGraph» позволяет последовательно записывать в один файл серию измерений в виде отдельных блоков данных.
- Порядок следования блоков может быть изменен в соответствии с более логичной последовательностью проведения измерений.
- Блоки можно копировать, удалять, а также добавлять из других файлов.
- Каждый блок данных имеет собственные независимые параметры - скорость регистрации, продолжительность записи, количество записанных каналов и др.
- Каждый блок хранит полезную информацию о записанных данных (дату и время начала записи, тип и параметры АЦП).
- Как для всего файла, так и для каждого блока Вы можете ввести дополнительную текстовую информацию (протокол эксперимента, заметки и т.п.).
Выделение участка данных
С помощью мыши Вы можете выделить произвольный участок данных.
- Программа «PowerGraph» отображает дополнительную информацию об области выделения - индексы и время начальной и конечной точек, а также размер.
- Выделение можно использовать как измерительный инструмент для определения разницы по амплитуде и времени между начальной и конечной точками.
- Выделенный участок данных можно скопировать в отдельный блок или удалить.
- Выделение используется для ограничения объема данных (выборки) при анализе и обработке данных (см. далее).
- Программа «PowerGraph» позволяет экспортировать выделенный участок данных в различных файловых форматах (см. далее).
Текстовые метки
Программа «PowerGraph» позволяет устанавливать на ленте записи комментарии (текстовые метки), обозначающие определенную точку данных внутри блока. Комментарии отображаются на графиках как вертикальные линии и пояснительный текст, расположенные в заданных точках шкалы времени. Использование комментариев позволяет:
- Фиксировать в процессе регистрации различные события.
- Разделять непрерывный набор данных блока на логические участки;
- Отмечать на ленте записи отдельные значения сигнала (например, максимальное или минимальное).
Визуализация данных
Отображение графиков для произвольного набора каналов
В программе «PowerGraph» разделены понятия "Канал" и "График". "Канал" - это набор данных, записанных с одного аналого-цифрового канала АЦП. "График" - это графическое представление данных. Это позволяет добиться максимальной гибкости и удобства при визуализации данных:
- Каждый график может отображать данные любого из каналов.
- Количество отображаемых графиков не зависит от количества записанных каналов.
- Каждый график имеет свои независимые параметры - масштаб, положение и др.
Масштабирование и свободное перемещение графиков
Для всех графиков использует единый набор масштабных коэффициентов. Это позволяет сравнивать уровни сигналов как визуально по графикам, так и путем сравнения значений масштаба. Свободное перемещение графиков по вертикали позволяет графически накладывать данные различных каналов друг на друга. В сочетании с различными стилями заливки графиков это также облегчает сравнение и анализ данных.
Маркировка графиков с помощью цвета и стиля
Помимо использования различного цвета графиков, ПО «PowerGraph» позволяет использовать различные стили заливки. При использовании заливки область данных от 0 до текущих значений закрашивается определенным образом, в соответствии с выбранным стилем. Это позволяет не только различать графики одного цвета, но и визуально определять абсолютный уровень сигнала.
Уровни амплитуды
Программа «PowerGraph» позволяет визуализировать для каждого графика дополнительные уровни, которые отображаются в виде горизонтальных пунктирных линий, соответствующих указанному значению на шкале амплитуды. Графические уровни амплитуды используются для визуализации возможных или допустимых диапазонов изменения сигналов, а также для определения точек, в которых сигнал достигает заданного значения.
Математическая обработка данных
Обширный набор функций цифровой обработки сигналов
В состав программного обеспечения «PowerGraph» входит постоянно расширяемая библиотека функций обработки сигналов (более 200 функций):
- Функции копирования, калибровки и нормализации сигналов.
- Арифметические и логические операции с сигналами.
- Функции амплитудной и частотной фильтрации сигналов.
- Функции усреднения и сглаживания сигналов.
- Функции дифференцирования и интегрирования сигналов.
- Функции обработки циклических сигналов.
- Функции выделения огибающей.
- Функции статистической обработки.
- Тригонометрические, логарифмические и другие математические функции.
Программа осуществляет автоматическую запись протокола используемых функций, который можно сохранить в специальный файл и использовать в следующих сеансах работы. Это позволяет создавать, редактировать и многократно использовать сложные алгоритмы обработки данных.
Широкий спектр операций с данными
Программа «PowerGraph» позволяет использовать две копии данных - исходные (записанные с АЦП) и расчетные (полученные в ходе математической обработки). Это существенно расширяет круг возможных операций с данными:
- До 64 наборов данных в каждом блоке.
- Неограниченное количество проводимых расчетов.
- Возможность восстановления исходных данных или замены записанных данных расчетными.
- Возможность создания новых каналов, с расчетными данными.
- Возможность использования большого количества промежуточных вычислений.
Простота и удобство использования
Для проведения расчетов необходимо приложить минимум усилий:
- Выбрать функцию математической обработки.
- Выбрать канал с исходными данными.
- Указать канал, в который будут скопированы расчетные данные.
На рисунке сверху пример сложения двух каналов, а на рисунке снизу пример умножения двух каналов и восстановления амплитудной огибающей (красные и синие графики содержат исходные данные, остальные графики отображают результаты вычислений).
Анализ данных
ПО «PowerGraph» имеет дополнительный набор инструментов анализа данных, который постоянно расширяется и дополняется новыми возможностями:
Таблицы расчетных значений
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет хранить вместе с каждым блоком данных дополнительную таблицу значений и содержит библиотеку функций для добавления в таблицу различных информационных и расчетных параметров:
- параметры блока данных (дата и время регистрации, параметры записи и др.);
- параметры области выделения (начало, конец и размер выборки);
- статистические значения (максимальное, минимальное, среднее, среднеквадратическое, дисперсия и др.);
- значения, характеризующие наклон кривой (дифференциальные);
- значения площади под кривой (интегральные).
Анализ и редактирование отдельных значений и участков сигнала
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет анализировать и редактировать отдельные значения и участки сигнала, а также проводить дополнительные графические построения и расчеты:
- построение проекций на оси времени и амплитуды;
- поиск максимального и минимального значений с построением соответствующей проекции;
- построение произвольной прямой, а также прямой, проходящей через две точки данных;
- расчет угла наклона и построение касательной в точке;
- расчет среднего уровня амплитуды и среднего угла наклона кривой с построением соответствующих прямых;
- определение точек пересечения касательных и проекций.
Спектроанализатор
Программное обеспечение «PowerGraph» содержит встроенный многофункциональный спектроанализатор, позволяющий проводить спектральный анализ записанных данных, а также регистрацию спектров сигналов "on-line" (построение спектров сигналов в процессе их записи с АЦП). Спекроанализатор позволяет строить следующие типы графиков:
- амплитудно-частотный спектр;
- спектр мощности;
- спектр усиления (в dB);
- спектры комплексных составляющих (реальной и мнимой);
- фазово-частотные спектры.
Спекроанализатор также содержит большое количество дополнительных функций и настроек:
- регистрация спектров в режиме реального времени;
- выбор размера спектра (до 2^20) и типа оконной (весовой) функции;
- усреднение спектров по времени с выбором степени перекрытия спектральных окон;
- дополнительные функции обработки спектров (умножение и деление спектров на dF и F);
- калибровка спектров;
- расчеты статистических значений (максимальное, среднее, минимальное, уровни давления) в частотных полосах (различные варианты выбора полос: музыкальные октавы, с равномерным шагом, произвольные);
- сохранение результатов спектрального анализа в качестве отдельного блока данных.
X-Y Осциллограф
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет строить графики зависимости амплитуды сигналов, включая построение графиков зависимости в процессе регистрации данных (в режиме реального времени).
Гистограмма распределения сигнала по амплитуде
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет строить гистограммы распределения сигналов по амплитуде.
Файлы, импорт и экспорт данных
Файлы данных
Программное обеспечение «PowerGraph» использует собственный формат файлов, позволяющий хранить вместе с данными различные настройки, дополнительный текст, математические формулы обработки сигналов и таблицы расчетных значений.
Импорт данных
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет импортировать данные из файлов различных форматов:
- текстовых;
- двоичных;
- звуковых (на рисунке).
Экспорт данных
Программное обеспечение «PowerGraph» позволяет экспортировать данные в различных файловых форматах:
- текстовый;
- двоичный;
- звуковой.
Для экспорта можно использовать следующие наборы данных:
- Все данные файла.
- Данные одного блока.
- Данные выделенного участка.
- Единичные значение в любой точке оси времени.
Гибкие настройки экспорта позволяют копировать или сохранять данные произвольного набора каналов, осуществлять прореживание данных при экспорте, а также включать дополнительную информацию.
Дополнительные утилиты
В состав программного обеспечения «PowerGraph» входит набор дополнительных утилит:
"Digital Voltmeter"
Утилита Digital Voltmeter ("Цифровой вольтметр") предназначена для отображения численных значений входных сигналов и позволяет использовать АЦП в качестве обычного цифрового тестера. Поддерживается до 16 цифровых дисплеев, калибровка входных сигналов, однократный и циклический режимы измерений.
"File Recorder"
Утилита File Recorder ("Регистрация в файл") предназначена для непосредственной регистрации сигналов в файл. Позволяет осуществлять автоматическую запись серии файлов с синхронизацией по времени, счетчику значений и уровню сигналов. Может использоваться для автономного сбора данных, не требующего присутствия оператора.
Функциональные возможности утилиты File Recorder:
- Предварительный мониторинг и калибровка входных сигналов.
- Регистрация и визуализация произвольного набора каналов.
- Сохранение данных в файл непосредственно в процессе регистрации.
- Автоматическая запись серии файлов с синхронизацией по времени, счетчику значений и уровню сигналов.
- Автозапуск регистрации данных при включении и перезагрузке компьютера.
- Автозапуск программ обработки после завершения записи каждого файла.
- Автоматическое управление состоянием цифровых выходов в процессе регистрации.
"File Viewer"
Утилита File Viewer ("Просмотр в файлов") предназначена для быстрого просмотра и поиска файлов, содержащих аналоговые сигналы. Позволяет одновременно визуализировать данные в режимах осциллограммы и спектрограммы, экспортировать данные в текстовом, звуковом и двоичном форматах, а также разделять длинные файлы на серию файлов меньшего размера с заданным шагом.
Спектрограмма позволяет определить изменения частотных составляющих на различных участках сигнала.
|