PC-s méréstechnika kategória bejegyzései

Tud majd együtt dolgozni a Pico oszcilloszkópom, vagy adatgyűjtőm egy USB C-típusú porttal ?

Minden vélemény számít!

Igen!  Használhatja bármelyik Pico oszcilloszkópot, vagy adatgyűjtőt egy USB C-típusú porttal. Csatlakoztassa az  oszcilloszkóppal együtt szállított, kék színű Pico USB kábelt a Pico TA285  USB Type-C Standard A (anya) adapteren keresztül.

letöltés (1)

PicoScope csatlakoztatása USB-C-hez TA 285  adapterrel

letöltés (2)

  PicoScope 2208 B csatlakoztatása USB C-hez

Nem született minden adapter és kábel egyenlőnek!

A tesztelés során megfigyeltük, hogy a kábel és adapter gyártók helytelenül rendre megrövidítik a kábel földelő árnyékolását a táplálás visszatérő vezetékének mindkét végén a vonal ellenállás kellően alacsony értéken való tartásához és ,hogy a 3 A névleges áram elérhető legyen. Ez műszereinknél problémát vet fel. Az árnyékolás és a földelés megrövidítése a visszatérő táp mindkét végén létrehoz egy kis potenciált (a kábelen átfolyó áramnak köszönhetően) a PC port földje és a szkóp BNC-je között. Ez azt jelenti, hogy valaminek a mérésekor, ami összefügg a port földjével, feszültség eltolás léphet fel. Ezért itt a Pico Technology-nál bevizsgáltunk és specifikáltunk egy adaptert a Pico Scope-okkal való használatra, hogy biztosítsuk a minőség fenntartását és a mérés sérthetetlenségét megőrizzük.

Ezért is kötelező az együtt szállított Pico kék USB kábel használata, melynél nincs megrövidítve az árnyékolás mindkét végen.

USB kommunikációs protokollfejlesztések

Amikor az USB kommunikációs szabvány legutóbbi változata, az USB 3.1 megjelent 2013-ban, felváltva az USB 3.0-t, akkor az inkább egy gyakorlatnak tűnt, mely kaput kíván nyitni az elkövetkező változatoknak, köztük a több utas adat vonalaknak. Az USB 3.0 gyakorlatilag azonos az USB 3.1 első generációval, mindkettő 5 Gb/s maximális átvitelű volt, ami SuperSpeed (SS) –ként ismertünk. A gyorsabb, második generációs USB 3.1, ami szintén ma is kapható kétszeres,10 Gb/s adatsebességgel SuperSpeed Plus (SS+)- ként ismert.

Szabad tér az USB csatlakozók és kábelek fejlesztéséhez

Míg az USB 3.0/3.1 meghatározta az USB szabvány adatátviteli sebesség területén nagyon szükséges fejlesztéseit, ezután szükségessé vált a csatlakozókkal és tápellátással kapcsolatos hozzáállás újragondolása. A létező és öröklött csatlakozások a gazdától az USB eszközig zavarba ejtő mennyiségű dugótól dugóig kombinációban kaphatók, beleértve a Standard-A és B csatlakozókat, Mini-A és B, Mikro -A és B és legutóbb a C típust. Mindegyik kapható USB 2.0 és USB 3.1 kommunikációs standard szerinti kivitelben bár nem mind támogatják az SS és SS+ kommunikációkat.

USB-Connector-Types

USB 2.0 és 3.1 csatlakozó típusok

USB C típus: mi ez az egész felhajtás ?

A C- típus jövője íróasztalunk rendbetételéről szól, és ha Önnek annyi eszköze van, mint nekünk akkor a rendbetétel az életünkre is vonatkozik! A töltés, SS+ adatátvitel és táplálás egy kábelben való kombinálásával a C-típus ígérete, hogy ez lesz az egyetlen interfész kábel és csatlakozó, amire szüksége lesz telefonhoz, monitorhoz, laptophoz és perifériákhoz, komolyan egyszerűsítve az interfészt és a táplálás csatlakoztathatóságát. Elegendően kompakt ahhoz, hogy gyorsítsa a fogyasztói elektronika miniatürizálását, fenntartva bizonyos mértékű robusztusságot az ipari felhasználáshoz. Pillanatnyilag azonban azt kell mondanunk, hogy messze vagyunk még attól, hogy a C-típus legyen az egyetlen kábel/csatlakozó megoldás az asztalon. Egyelőre hagyományos USB eszközeinket akarjuk C-típusú portokhoz csatlakoztatni, ehhez várjuk, hogy a piacon megjelenjen az adapterek bőséges kínálata.

A C-típus nem definiál kommunikációs, vagy protokoll szabványt. Ez csupán egy kábel/csatlakozó fizikai eszköz.

letöltés (3)

TA285 USB Type-C → Type-A adapter

A C típusú USB kulcsfontosságú előnyei
A C típusú USB kábelek a következő jelentős előnyökkel rendelkeznek elődeikhez képest
  • A C típus a kábel mindkét végén ugyanazt a megfordítható csatlakozót használja, minimalizálva ezzel a felhasználó kábel iránnyal kapcsolatos kétségeit.
  • A C típusú csatlakozó új kialakítású. Egyszerre karcsú és robusztus, szükségtelenné téve a háromféle kivitelt (standard,, mini és mikro).
  • A C típusú kábelekre vonatkozó egyetlen szabványosított követelmény a minimum 3 A  terhelhetőség. Ez egy nagy lépés az USB 2.0 500 mA-éhez és az USB 3.1 900 mA-éhez képest. Az elektronikai besorolású kábelek 5 A-ig terhelhetők.
  • A C típus alapú eszközfelismerésbe beletartozik a korábbi csatlakozások támogatása (visszafelé kompatibilis USB 2.0-val és 3.1-el)
  • A Type-C ecosystem rendszerek támogatják a teljes megfelelőségű C típusú eszközöket 100 W-ig USB PD (power delivery) használatával

A szabványon belül néhány kulcsfontosságú terminológia megváltozott. Például a Host és Device definiciók Downward Facing Port DFP) illetve Upward Facing Port (UFP) elnevezést kaptak, támogatva ezzel olyan új jellemzőket, mint készülékérzékelés (device detection) és interfészkonfigurálás egyúttal eltávolítva a zavaró „kábelirány” és „csatlakozó típus” kifejezéseket az USB ecosystem-ből.

C típusú USB teljesítmény lehetőségei

Az összes C típusú kábel és csatlakozó terhelhetősége 20V, 3 A kell, hogy legyen.

A C típus a teljesítményszállítást is támogatja (USB PD) a legfeljebb 100 W teljesítményű és független USB alapú kommunikációk USB eszközeinek táplálásával Az USB PD  CC (konfigurációs csatorna) vonalat használ a teljesítményszállítás intézésére. Az USB PD-vel a tápfeszültség 20 V-ig konfigurálható, Azt követően, hogy a PD eszköz táplálást kért a PD nem szolgáltat 3 A-nél nagyobb áramot a kábel elektronikus beazonosítása nélkül

Megjegyzés: Az USB táplálású PicoScope-ok remekül dolgoznak bármelyik C típusú porttal, függetlenül az USB PD kompatibilitástól.

  1. Táblázat: USB teljesítmény adatok és opciók

Működési mód

Névleges feszültség

Legnagyobb áram

Mejegyzés

USB 2.0

5 V

500 mA

Alapáram, alap specifikáció alapján

USB 3.1

5 V

900 mA

Alapáram, alap specifikáció alapján

USB BC 1.2

5 V

max 1,5 A

Megelőző töltés

USB PD

Konfigurálható

 20 V-ig

Konfigurálható

5 A-ig

Irányvezérlés és teljesítmény szint kezelés

C típusú USB

Áram@ 1,5 A

5 V

1,5 A

Nagyobb teljesítményű eszközöket támogat

C típusú USB

Áram@ 3,0 A

5 V

3 A

Nagyobb teljesítményű eszközöket támogat


<<Pico termékek a műszerház kínálatában. >>


A gyújtás primer áramköre

Minden vélemény számít!

A gyújtás primer áramkörében kezdődik a benzinmotorok gyújtási folyamata, mivel a primer áramkör adja az alapot a szekunder áramkör nagyfeszültségű szikrájához.

A primer áramkör komoly fejlődésen ment keresztül a korábbi mechanikus – kondenzátoros rendszertől a mai motoroknál használt elosztó nélküli, hengerenkénti tekercses gyújtásig. Ezen rendszerek működésének alapja a mágneses indukció jelensége.

A primer tekercs körül mágneses mező jön létre a benne folyó áram hatására azáltal, hogy a megszakító vagy az erősítő zárja a primer áramkört. Ilyenkor a mágneses erőtér teljesen telítetté válik. A gyújtás meghatározott pillanatában a primer tekercs testelése megszakad, és a mágneses mező hirtelen megszűnik a tekercs 250-350 menete körül, ami 200-350 V feszültséget indukál a tekercsben.

Az indukált feszültség nagyságát a következő tényezők határozzák meg:

  • a primer tekercs menetszáma
  • a mágneses mező erőssége
  • a mező megszűnésének sebessége, ami az áramkör bontásának gyorsaságától függ

A primer tekercs menetszámát a gyártó határozza meg, így a mágneses mező erősségét érdemes mérni, ami egyenesen arányos a primer tekercsben folyó árammal, valamint a mért görbéről leolvasható az áramkör bontásának sebessége is.


1. ábra

Az 1. ábrán látható primer áramköri áramerősség hirtelen elkezd emelkedni 6 A-ig, majd ez az érték marad egészen az áramkör bontásáig. A megszakítási sebesség leolvasható a görbe függőlegesbe hajlásáról. Bármilyen késedelem vagy lassú megszakítás lejtős görbeként jelenne meg, ami alacsony gyújtófeszültséget eredményez, míg az áramkör megfelelő bontása függőleges görbét mutat.

A következő ábra (2.) az indukált feszültség görbéjét mutatja, amely ebben az esetben 326 V-nál éri el a maximumát. Ez a feszültség a primer tekercs körül hirtelen összeomló mágneses erőtérnek a következménye. A mérés elvégzése azért fontos, mert az alacsony primer feszültség nem hoz létre megfelelő gyújtószikrát.


2. ábra

A zárásszög

A zárásszög hagyományos mechanikus gyújtás esetén azt az elfordulást jelenti, ameddig az elosztófej zárt kapcsolatban tartja a kalapácsot és az üllőt. Négyhengeres motornál ez általában 45 fok, ami a fele az egy hengerre jutó osztófej elfordulásnak.


3. ábra

A mechanikus gyújtás egyik hátrányos tulajdonsága, hogy a fordulatszám emelésével nem marad elég idő a tekercs körüli mágneses mező teljes létrejöttére. A 3. ábrán a fordulatszám 1000 fordulat/perc, az megszakító 16,3 ms-ra van zárva. A mért primer feszültség 286,3 V. Ahogy a motor sebessége 3000 fordulat/percre növekszik (4. ábra), a megszakító fordítottan arányosan rövidebb ideig van zárva, így a tekercs körüli mágneses mező nem tud tökéletesen felépülni. Ebben az esetben a primer tekercs 5,6 ms-ig van áram alatt, az indukált feszültség 275,4 V, ami a szekunder tekercsben létrejövő feszültséget is arányosan csökkenti.


4. ábra

Elektronikusan vezérelt gyújtású motornál a zárásidőt egy a primer áramot vezérlő áramkör szabályozza, ami az erősítőbe vagy az elektronikus vezérlő modulba (ECM) van beépítve. A motor felpörgésével a zárásidő arányosan megnövekszik, így a fordulatszámtól függetlenül mindig ugyanannyi ideig van áram alatt a primer tekercs. Az ilyen rendszert Variable DwellSystem-nek vagy Constant Energy System-nek nevezik.

Az „állandó energia” kifejezés a tekercsben fordulatszámtól függetlenül közel azonos indukált feszültségre utal, ami kiküszöböli a mechanikus gyújtás egyik fő hiányosságát, a változó zárásidőt. A tekercs feltöltési ideje az 5. ábrán látható, a fordulatszámtól függetlenül 3ms. Ez jóval rövidebb, mint a mechanikus rendszereknél akár magas fordulatszámon, de a megnövelt feszültség és a tekercs kisebb ellenállása miatt így is erősebb áram halad át a tekercsen, erősebb mágneses teret kialakítva maga körül.


5. ábra

Mint minden áramkörnél, a primer tekercs és tesztelése esetében is az átvizsgálást végző technikusnak meg kell győződnie annak sértetlenségéről, megfelelő vezetőképességéről. Ehhez nem elegendő egy egyszerű multiméter, hiszen az megtört, elfeslett vezetékek esetén is közel 0Ω ellenállást mér, nagyobb áramot adott esetben mégsem tud a vezeték továbbítani. Ez a példa is mutatja, hogy minden kapcsoló áramkört szükséges oszcilloszkóppal is megvizsgálni. Ideális testelés esetén egy egyenes vonalat látnánk, de gyakorlatban a feszültség ingadozhat 0,3V-ot. Egy áramkör negatív oldalán megengedhető akár 0,5V veszteség is, de a test oldalon a veszteségnek 0,25V alatt kell maradnia, így mindenképp a tesztelés ellenállásának minimalizálására kell törekedni.


6. ábra

A 6. ábra a primer áramkör tesztelésének feszültségveszteségét mutatja.  Látható, hogy zárt áramkörnél a feszültségveszteség folyamatosan emelkedik növekvő áramerősség mellett, egészen az áramkör megszakításáig. Elöregedett, rossz állapotú tesztelés esetén a feszültségveszteség-görbén az emelkedő szakaszok meredekebbé válnak, ami a vezeték átvizsgálásának, cseréjének a szükségességét mutatja.

A vizsgálatok az alábbi műszerekkel készültek: https://www.globalfocus.hu/termekkategoria/pc-s-merestechnika/

Videók a műszerek használatáról: https://www.youtube.com/channel/UCsdnmAAyDHova8PVM9dWOvQ/videos

Eredeti publikáció: The Institute of the Motor Industry, Nagy-Britannia

Mire figyeljen, ha új oszcilloszkópot vásárol?

Minden vélemény számít!

Segíthetek?

Sok műszaki embernek gondot jelent, ha új oszcilloszkópot kell vásárolni. Számtalan különböző modell kapható, különböző áron és különböző technikai adatokkal. Mi ilyenkor a teendő?
Ne sajnálja rá az időt, vegye fontolóra a következő szempontokat.

  • Milyen környezetben kell a készüléket használni?
  • Hány jelet kell egyszerre mérni?
  • Milyen a vizsgálandó jel legkisebb és legnagyobb értéke?
  • Mi a vizsgálandó jel legnagyobb frekvenciája?
  • A jel egyszeri lefutású vagy ismétlődő?
  • A jelet csak az idő, vagy a frekvencia függvényében is vizsgálni kell?
  • Szükség van-e a mérési adatok megőrzésére, visszaállítására?

Ha ezekre a kérdésekre választ tud adni, a gondok egy részén már túl van. A legtöbb szakember analóg oszcilloszkópon tanulta meg a mérést. Eljött az idő, amikor a nagy és energiaigényes analóg oszcilloszkópokat a digitális tároló oszcilloszkópok (DSO) tudásban és árban lassan kiszorítják a gyakorlatból. A műszergyártók egyre kevesebb analóg típust állítanak elő, a választékban a digitális szkópok egyre nagyobb részt követelnek maguknak. Hogy alakult ki ez a fejlődési irányzat? A választ nem lehet egy rövid mondatban összefoglalni, de tények magukért beszélnek.

https://www.globalfocus.hu/termekkategoria/oszcilloszkopok/

  • Egy digitális oszcilloszkóp mérete, súlya és energia igénye kisebb.
  • Megnőtt az analóg sávszélesség.
  • Képes egyszeri lefutású, nem ismétlődő jeleket rögzíteni.
  • Színes képernyője van.
  • Kurzorral a paraméterek közvetlenül mérhetők.
  • Lehetőség van a vizsgált eseményt megelőző jelenségek rögzítésére is.
  • A mérési eredmény tárolható, kinyomtatható, memóriából visszaállítható, adatfeldolgozás számára hozzáférhető.

Egy modern DSO számítógépes kapcsolattal könnyen integrálható bármilyen elektronikus mérőrendszerbe. Nagysebességű adatgyűjtő rendszerben a jel fogadására általában közvetlenül DSO-t használnak. Megjelenési formája több féle lehet: asztali, hordozható, PC-kártya és PC-hez kapcsolt külső egység (az utóbbi kettő a virtuális kategóriába tartozik, mert a szkóp a monitoron látható és billentyűkkel vagy egérrel kezelhető). Az asztali készülékek ára általában jóval magasabb, mint a hasonló tudású virtuális műszereké. A PC-be dugható kártya érzékenysége a zajos környezet miatt korlátozott. A piacon kapható és megfizethető, jelenleg leggyorsabb 100MS/s valós mintavételi sebességű DSO függőleges felbontása 8 bit. Ez kb. 3% pontosságot biztosít, ami jelek vizsgálathoz elegendő, de spektrum analízishez (FFT) bizony kevés. A legtöbb DSO valós és ekvivalens idejű mintavételi üzemmóddal rendelkezik. Az ekvivalens idejű módszer csak periodikus jelek vizsgálatára használható. A mintavételi sebesség és az analóg sávszélesség szoros kapcsolatban áll egymással. Ha a vizsgált jel nem tiszta szinusz, akkor magasabb frekvencia komponensek is jelen vannak. Az analóg sávszélesség a szinusz jel átvitelt határozza meg. Alapszabályként meg kell jegyezni, hogy a jel elfogadható visszaállításához az alapfrekvencia legalább 5-szörösével kell mintát venni. A memória nagysága és a mintavételi sebesség meghatározza a rögzíthető minta hosszát. Helyes triggerbeállítás (forrás, szint, kezdő irány, elő- és késleltetett indítás, szűrés) biztosítja a vizsgált jel legkedvezőbb vizsgálatát és a tiszta, stabil képet. A szkópok, általában ±50mV-tól ±20V-ig terjedő tartományban kínálnak beállítható méréstartományt. Ha ennél nagyobb jelet kell mérni, akkor megfelelő sávszélességű 10:1 vagy 100:1 mérőfejet kell használni. Kisebb jelek mérését nagyobb érzékenység, vagy nagyobb felbontás biztosítja. Pl.: egy 12 bites felbontás 16-szor finomabb részletet képes megkülönböztetni egy 8 biteshez képest.
Az analóg oszcilloszkóp napjai meg vannak számlálva. Az ár és a szolgáltatások versenyében a digitális tároló oszcilloszkópé a jövő. Egy notebook géppel összekapcsolt jól választott pc-szkóp hordozható, kisméretű eszköz kompromisszumok nélkül. Nem maradt más, dönteni kell. Több gyártó termékét össze kell hasonlítani. Meg kell vizsgálni, mit foglal magában az ár, milyen tartozékok vannak, milyen a szerviz háttér, stb.

https://www.globalfocus.hu/termekkategoria/oszcilloszkopok/

Világelső USB 3.0 oszcilloszkópok a Pico-tól

Minden vélemény számít!

A Pico Technology cég kibocsátotta az első USB 3.0 interfésszel ellátott PicoScope-okat.

Az USB 3.0 port már megjelent a legtöbb új kiadású számítógépen és laptopon. Alan Tong, a Pico ügyvezető igazgatója szerint az új szkópok vásárlói méltán tarthatnak igényt a nagyobb adatátviteli sebességre. Az új USB 0.3 PicoScope-okkal a nagy mennyiségű adat gyűjtése és nagy adatcsomagok áramlása sokkal gyorsabb lesz.

A PicoScope 3207A kétcsatornás USB oszcilloszkóp sávszélessége 250 MHz, mintavételi sebessége 1 GS/s, puffer memóriája 256 MS. Beépített függvénygenerátorral és külső trigger bemenettel rendelkezik. Az időalap alappontossága +/- 2ppm. A főbb jellemzők, többek között: pontos és stabil hullámalak megjelenítést biztosító digitális triggerelés és valósidejű mintavételezés, mellyel az ismétlődő jelek mintavételi sebessége eléri a 10 GS/s-ot.

A 3207B típus 512 MS puffer memóriájú, és egy 32k-sample tetszőleges hullámalak generátorral is el van látva, melynek frissítési sebessége 100MS/s. Mivel a szkóp táplálása az USB-ről történik, nincs szükség hálózati adapter csatlakozásra.

Az oszcilloszkópok tartozéka a PicoScope Windows szoftver, mely a felhasználó számítógépét nagy tudású oszcilloszkóppá és spektrum analizátorrá változtatja. A szoftver számos fejlett jellemzővel rendelkezik, mint pl. automatikus mérés, soros dekódolás és maszk határ vizsgálat, melyek egyébként azonos kategóriájú oszcilloszkópoknál csak drága kiegészítőkkel valósíthatók meg.  

A szoftver frissítése ingyenes.

Egy ingyenes szoftver fejlesztő készlet szintén rendelkezésre áll azok számára, akik saját maguk kívánják megírni adatgyűjtő programjukat.

A PicoScope 3207A és 3207B USB 3.0 oszcilloszkópok két mérőfejjel ellátva már forgalomba kerültek. 

A Pico Technology cégről 

A cég több mint 20 éve vezető szerepet játszik a PC alapú nagy teljesítményű oszcilloszkópok és adatgyűjtők tervezésében, fejlesztésében és gyártásában. Az ISO 9001: 2008 feltételeinek megfelelő tervezés és gyártás imponáló terméklistáján ott találjuk a 12 GHz-ig terjedő PC szkóp sorozatot, a 16 bites és kevert jelű típusokat, a TC-08-as és PT-104-es hőmérséklet adatgyűjtőket, valamint a többszörös díjnyertes autóipari oszcilloszkóp készleteket.

A cég termékeit viszonteladói több mint 60 országban forgalmazzák. 

Oszcilloszkópok és Picoszkópok: https://www.globalfocus.hu/termekkategoria/oszcilloszkopok/

A Bletchley Park-i Kolosszus

Minden vélemény számít!

A Pico cég PC oszcilloszkópjait gyakran használják számítógépek jeleinek megjelenítésére, így aztán mikor lehetőség nyílt egyik szkópunk csatlakoztatására a történelem első számítógépéhez, elhatároztuk, hogy jobban megnézzük a dolgot.

Nagy-Britannia legjobban őrzött titka

A Londontól 90 km-re fekvő Bletchley Park volt a II. világháborúban az Egyesült Királyság kódfejtő központja (az u.n. X Station). Ez volt az a hely, ahol egy kiváló matematikusokból álló csapat dolgozott a német Enigma kódok és az ezeknél jóval összetettebb -a német főparancsnokság által használt üzenet kódok feltörésén.

Az éjjel-nappal dolgozó munkatársak létszáma a háború folyamán több ezerre nőtt, ennek ellenére a német hadvezetésnek nem jutott tudomására, hogy biztonsága mennyire sérül: meg voltak győződve, hogy a kódokat nem lehet feltörni.

Történészek szerint a kódfejtők sikeres munkája kulcs szerepet játszott a szövetségesek győzelmében: mintegy két évvel megrövidítette a háborút, megmentve így ezrek életét.

A háború után mindent, ami a tevékenységre utalhatott elégettek és megsemmisítettek. A nyomok eltüntetése olyan szakértelemmel történt, hogy egészen a 70-es évek közepéig semmi sem szivárgott ki a történtekről. Az ott tevékenykedők közül sokan a mai napig nem hajlandók beszélni.

A háború alatt sok leleményes segítő eszközt és szerkezetet fejlesztettek ki. Ezek egyike volt a Colossus-a világ első elektronikus számítógépe.

(Hosszú évekig az USA ENIAC számítógépét tartották a világ első computerének. Az utóbbi néhány évben a USA és a UK szakemberei újraértékelték a két számítógépet, és ennek eredményeként ma már a történészek többsége elfogadja, hogy valóban a Colossus volt az első elektronikus számítógép.)

A német kódok

A német hadsereg főparancsnoksága nem bízott az említett Enigma rendszerben, ezért a Lorenz cég által kifejlesztett kódolt távnyomtató berendezést használta.

A Lorenz gép távnyomtatóval készített lyukszalaggal dolgozott, melynek kódolásakor véletlenszerű eloszlásban zavaró karaktereket szúrtak be.A vevő oldalon ugyanezen zavaró karakter sorozattal dekódolták az üzenetet.

A hibát ott követték el, hogy a zavaró karakterek elhelyezése csak kvázi véletlenszerű volt, mert ezeket forgó kerekekkel hozták létre és így bizonyos ismétlődés volt megfigyelhető. Ez alapján sikerült megépíteni a Lorenz gép mását és a kódok feltörhetővé váltak. A munka azonban nagyon lassú és fáradságos volt, így előfordult, hogy mire az üzenetet megfejtették az információ már használhatatlan volt.

A Colossus rövid története

Több lépcsőben fejlesztették tovább a rendszert, de a zavaró karaktereket hordozó mechanikus lyukszalag olvasó és az üzenetolvasó között szinkronizálási problémák miatt még mindig csak 1000 karakter/s működési sebességet tudtak elérni. A zavaró jelek tárolására papír lyukszalag helyett mechanikus, majd elektronikus kapcsolóelemek alkalmazásával sikerült a szinkronizálási problémát kiküszübölni és lényegesen növelni a működési sebességet.

A Colossus tervezése 1943 márciusában kezdődött és az első berendezés 1944 januárjára készült el. A Colossus és a Lorenz gép másolat együtt rögtön hatalmas eredményeket hozott. A berendezéssel nagy bonyolultságú kódolt üzeneteket is néhány óra alatt megfejtettek. Ez különösen hasznosnak bizonyult a D-Day patraszállási manővereinél. A Colossus sebessége mai szemmel is hihetetlen volt: a dekódolási feladatra beprogramozott modern Pentium PC-vel a feladat elvégzése kétszer annyi időt vett igénybe.

Összesen 10 Colossus épült folyamatos fejlesztés mellett. A gépekkel több tízezer elfogott német üzenetet sikerült dekódolni.Ez nagyban hozzájárult a Szövetséges győzelemhez.

A háború után a 10 Colossus-t szétszerelték, a tervrajzokat elégették.

A Colossus újraépítése

Az 1990-es évek elején kampány indult a Bletchley maradványainak megmentésére és létrehozták a Bletchley Park Museum-ot.

1993-ra a múzeum kurátora Tony Sale összegyüjtött minden fellelhető maradványt és ismeretet a Colossus-ról. Ezek birtokában határozta el az ujjáépítést.

A munka 1994-ben indult az egyik eredeti Colossus helyén.1996 júniusára készen álltak a bekapcsolásra. A megnyitó ünnepségen, melyen jelen volt a Colossus tervezője Dr.Tommy Flowers is, a berendezést Kent Grófja indította el. A munka jelen cikk megírásakor is folyik. Az új Colossus megtekinthető a múzeum nyitvatartási ideje alatt.

A Bletchley Park Kolosszusa6

Pico Scope és az optikai szalagolvasó

Az egyik eredeti nehézség a mechanikus szalag üzenetolvasó volt, mely hagyományos módon olvasott. Ennek egyik jellemzője volt a mechanikus szalagtovábbítás a szalag középvonalában futó lyuksorral, ami 1000 karakter/s fölött a szalag kettészakadásához vezetett.

A Bletchley Park Kolosszusa5

A Colossus-hoz még 1942-ben optikai szalagolvasót terveztek. Ezzel 5000 karakter/s volt elérhető. A szalag kis súrlódású kerekeken futott így a sebesség nem volt kritikus. A középvonali lyuksort idő impulzus adóként lehetett használni az egész számítógép szinkronizálásához (hasonlóan a modern gépekhez).

Az ujjáépített Colossus fenti képén a szalagolvasó a jobb oldalon látható.A szalagot erős fénnyel világították át a túloldali vákuum fotcellákra fókuszálva. A fotocellák (ld.az alábbi képet) az eredeti Colossus alkatrészei voltak.

A fotocellák előtt a fényt maszkkal négyzetesre formázták.

A fotocellák előtt a fényt maszkkal négyzetesre formázták.

Az újáépített Colossus egyik oldalán a látogatók számára kialakított ablakkal ellátott teremben helyezkedik el. Sajnos a fotocellák az ablakon keresztül nem láthatók elég jól. A szalagolvasó működésének jobb megértéséhez a kiállítók elhatározták, hogy a fotocellákból érkező jeleket felfogva, azokat megjelenítik egy PC alapú oszcilloszkópon, mely nagy képernyő méretű monitorra viszi a jeleket.

Amikor a Pico-nál egy csoport vállalkozott a feladat megoldására, azt gondoltuk, hogy a feladat egyszerű. Végül is megszokott feladat szkóp jeleket a Colossus-énál akár 1000-szer nagyobb óra sebességgel is számítógépre vinni. Eredeti elképzelésünk az volt, hogy egy PC-t és egy PicoScope ADC-212 PC alapú oszcilloszkópot helyezünk el a látogatói oldalon és az analóg jeleket hosszú kábeleken juttatjuk el a szkóp bemenetére.

Az összekötő kábelezés által létrehozott nagy kapacitás azonban megakadályozta az olvasó helyes működését. A problémát egy nagy bemenő impedanciájú kis kapacitású puffer erősítő beépítésével oldottuk meg.

A Bletchley Park Kolosszusa3

A puffer erősítő (a kép baloldalán) a fotodiódákról érkező jelet kb. 10 m-es kábelen juttatja el a jobb oldalon látható PC szkóphoz.A z erősítő táplálását is ezen a kábelen vezettük vissza.

A fenti képen a puffer erősítő látható az optikai szalagolvaső mellett.

A fenti képen a puffer erősítő látható az optikai szalagolvaső mellett.

A Bletchley Park Kolosszusa

A rendszer az első bekapcsolásra működött. A felső (kék) hullámalak a szalagról érkező időimpulzust mutatja, az alsó (vörös) hullám a szalagról érkező adatáram.

A kijelző alján bekapcsoltunk egy PicoScope automatikus mérést az időjel frekvenciájának kijelzésére. Látható, hogy ez nagyon közel van az olvasó tervezett 5000 karakter/s –os sebességéhez.

Mérési alapok PicoScope PC-s oszcilloszkóppal- videó.