Oscilloscopes portables modernes - types, caractéristiques, capacités et caractéristiques d'utilisation

L'oscilloscope est l'œil d'un maître réparateur d'électronique et d'un radio-amateur. Mais le coût des modèles avancés est incompréhensible pour les débutants et même pour de nombreux artisans expérimentés. Par exemple, pas l'oscilloscope numérique le plus cool UNI-T UTD2025CL avec deux canaux avec la capacité de transmettre des signaux avec une fréquence allant jusqu'à 25 MHz coûte plus de 200 $, et certains RIGOL MSO2302A-S est un puissant oscilloscope à deux canaux avec deux canaux et une bande passante de 300 MHz avec une fonction d'enregistrement coûte près de 4 000 $.

Mais où aller chez le simple paysan? Pour commencer, vous pouvez vous tourner vers les produits des fabricants de l'Empire du Milieu. Il existe de nombreux oscilloscopes portables sur Aliexpress avec différentes caractéristiques et capacités, nous en examinerons certains dans cet article.

CARACTÉRISTIQUES

Pour commencer, si nous parlons d'oscilloscopes portables, il s'agit dans presque tous les cas d'appareils numériques. Vous ne devez pas vous attendre à une précision particulière dans la mesure de la tension, mais pour vérifier la présence et le niveau approximatif de divers signaux, pour une mesure approximative du niveau d'ondulation, pour vérifier les distorsions dans les cascades.

Comme tout appareil de mesure aux oscilloscopes Il existe un certain nombre de caractéristiques, tout d'abord, dans le segment budgétaire, vous devez prêter attention à deux principales:

• Le taux d'échantillonnage est le nombre d'échantillons que l'oscilloscope peut produire en une seconde. En termes simples, ce paramètre reflète le nombre de fois par seconde que les «cerveaux» de l'oscilloscope «mesurent» ou, si vous le souhaitez, «lisent» le signal de l'entrée. Plus cela se produit souvent, plus la fréquence du signal peut être mesurée. Il est mesuré en nombre d'échantillons (échantillons) par seconde, bien qu'il soit généralement indiqué en millions d'échantillons par seconde. Dans les spécifications, vous pouvez trouver l'abréviation "MSa / s" - c'est tout.

• Bande passante Il s'agit d'une bande de fréquence à la limite supérieure dont le niveau du signal mesuré diminue de 3 dB. Ce paramètre nous renseigne sur la fréquence maximale du signal qui peut être mesurée. Ce paramètre est mesuré en hertz, ou plutôt en kilo ou mégahertz. Il est souhaitable que la largeur de bande soit de 3 à 5 fois la fréquence du signal mesuré afin d'effectuer des mesures sans distorsion en amplitude.

Pour un affichage de signal normal, la fréquence d'échantillonnage doit être (au moins) d'un ordre de grandeur supérieur à la fréquence du signal mesuré. C'est facile à comprendre, il suffit de regarder l'illustration ci-dessous. Les points verts représentent conditionnellement la «lecture» du niveau du signal avec une certaine fréquence, et la ligne qui les relie est l'apparence de la forme d'onde qui sera construite sur eux.

Dans la partie supérieure, il y a 4 points pour la période d'onde sinusoïdale, et dans la partie inférieure de la figure, il y a 8 points et une ligne est tracée entre eux. Comme vous pouvez le voir, plus la fréquence d'échantillonnage est élevée, plus la forme d'onde sera lisse et précise par rapport au signal mesuré. Il convient de garder à l'esprit que les oscilloscopes numériques peuvent lisser (et lisser) l'image résultante, et l'oscillogramme est lisse.

Pour les oscilloscopes analogiques, il n'y a pas de «fréquence d'échantillonnage», là, la capacité de mesurer un signal est déterminée dans une plus large mesure par la bande passante de l'appareil.

Par conséquent, si l'oscilloscope n'est pas conçu pour la fréquence du signal mesuré, vous obtiendrez soit une similitude déformée, soit une courbe incompréhensible qui est complètement fausse.

Il convient également de noter que les oscilloscopes sont monocanaux et avec un grand nombre de canaux. Parmi le budget, les modèles monocanal et bicanal sont courants. Plusieurs canaux vous permettent de comparer des signaux ou d'observer simultanément plusieurs signaux, ce qui peut être nécessaire lors de la réparation ou du réglage du circuit.

Étant donné que l'oscilloscope est un appareil de mesure complexe, il possède un certain nombre d'autres paramètres dont dépend la précision des mesures et des fonctions, mais nous ne les mentionnerons pas dans cet article, car nous nous concentrerons sur les solutions budgétaires pour les amateurs et les débutants.

Présentation des oscilloscopes budgétaires

Passons donc aux critiques. Tous les modèles considérés sont alimentés par une faible tension continue, ce qui signifie qu'ils peuvent fonctionner à la fois sur piles ou accumulateurs, et sur une alimentation avec la tension de sortie correspondante. Mais gardez à l'esprit que s'il y a de fortes ondulations à la sortie de l'alimentation, alors sur l'écran de l'oscilloscope, vous verrez beaucoup de bruit et d'interférences. Par conséquent, l'ondulation doit être lissée à l'aide de condensateurs (à la fois électrolytiques à haute capacité et en céramique).

L'oscilloscope le moins cher et le plus populaire de Chine est peut-être oscilloscope monocanal 200 kHz DSO138. Le modèle est vendu en kit de montage ou en appareil assemblé prêt à l'emploi. La première option est un peu moins chère et sera intéressante pour les fans de collecter quelque chose de leurs propres mains. Il coûte environ 1000 roubles pour la version assemblée, il se présente sous la forme d'une carte de circuit imprimé avec des connecteurs, des commandes et un écran. Également trouvé dans un étui transparent (ou étui vendu séparément.

Inclus est une sonde avec des crocodiles aux extrémités. Une telle sonde, en principe, vous permet de mesurer des signaux basse fréquence, mais ne peut rivaliser avec les "vraies" sondes pour oscilloscopes.

Il existe une version de «DSO138 mini», qui ne diffère que par la forme de la carte de circuit imprimé et l'emplacement des commandes. L'oscilloscope a une sortie de signal rectangulaire pour régler la sonde, sur la photo ci-dessous, vous pouvez le voir dans le coin supérieur droit - un petit cavalier et une impulsion rectangulaire est dessinée sur la carte.

L'appareil est construit sur la base du microcontrôleur ARM STM32F103C8T6 (32 bits basé sur le cœur du Cortex M3) et présente les caractéristiques suivantes:

• nombre de canaux - 1;

• largeur de bande - 0-200 kHz;

• taux d'échantillonnage 1 MSa / s;

• impédance d'entrée: 1MOhm / 20pF;

• tension d'entrée maximale: 50 V avec une sonde 1: 1 et 400 V, si la sonde avec un diviseur 1:10;

• modes de communication: DC / AC / GND;

• tension d'alimentation - 9 volts;

• consommation de courant - environ 100 mA;

• sensibilité - 10 mV / div - 5 V / div avec une précision de 5%;

• ADC - 12 bits;

• plage de balayage de 10 μs / div à 500 sec / div;

• écran - couleur, 2,4 pouces avec une résolution de 320x240;

• Taille PCB - 117 * 76 mm.

L'oscilloscope mesure l'amplitude du signal, sa fréquence et sa période, son rapport cyclique, considère la tension - maximale, minimale, RMS. Il est également possible de configurer sur quel front synchroniser (ascendant ou descendant). Il n'y a pas de fonction d'enregistrement. La sensibilité est régulée par la position de deux curseurs SEN1 et SEN2 - multiplicateur et ordre (10 mV, 0,1V, 1V).

Une bande passante de 200 kHz peut même sembler suffisante, mais ne vous précipitez pas pour tirer des conclusions. Notez que le taux d'échantillonnage n'est que de 1 million d'échantillons par seconde. C'est 5 fois la fréquence de 200 kHz, ce qui, par définition, ne permet pas de filmer de tels signaux de haute qualité.

Cet oscilloscope se sent bien dans la plage sonore, quand il dépasse 20 kHz, le signal commence à se déformer, mais reste digeste, et au-dessus de 50-70 kHz les distorsions deviennent assez fortes. Les balayages de 10 μs / div ne sont pas non plus très spéciaux et vous permettent de parcourir les hautes fréquences, car la période du signal avec une période de 100 kHz est déjà de 10 μs.

Autrement dit, même s'il pouvait afficher correctement la forme d'onde du signal avec une fréquence égale aux 200 kHz déclarés, alors dans une cellule de l'axe des coordonnées sur l'écran, il y aurait 2 périodes. De plus, la diagonale de l'écran est de 2,4 pouces et la résolution est de 320x240 pixels - même si vous le souhaitez, vous ne pourrez pas voir ce signal normalement. En principe, vous pouvez "regarder" des alimentations à découpage simples, la fréquence PWM ne dépassant pas 50-100 kHz, vous verrez ci-dessous pourquoi.

Dans l'illustration ci-dessus, vous pouvez observer à quoi il ressemble, ou plutôt, comment cet appareil voit un signal rectangulaire à différentes fréquences, ainsi que comment la forme d'onde change à des fréquences élevées (un signal d'un rectangulaire se transforme en une sinusoïde déformée). Je note qu'un signal rectangulaire est considéré comme très complexe, donc l'estimation de la fréquence avec son aide est très juste.

Faites attention à ce qui est surligné en rouge. Il s'agit du prix de division de l'axe horizontal, c'est-à-dire chaque cellule est de 10 microsecondes. Cela signifie qu'il n'est plus possible d'étirer le signal à l'écran pour une étude plus détaillée, c'est ce que j'ai dit plus haut. Si à 60 kHz il y a encore des contours d'impulsions rectangulaires, alors à 100, et encore plus à 200 kHz, on ne sait plus quoi.

Néanmoins, de telles caractéristiques sont pour le moins, mais elles permettent même l'utilisation de cet appareil dans la réparation de matériel informatique, par exemple des ordinateurs portables, comme les auteurs des vidéos suivantes.

Il existe un certain nombre de modèles qui, dans une certaine mesure, sont une continuation logique du DSO138, mais diffèrent en apparence et en disposition, donc DSO150 pour 1700 roubles, dans le kit dont il y a déjà une bonne sonde avec un diviseur (photo ci-dessus) répète fonctionnellement l'appareil précédent, mais extérieurement il est déjà plus attrayant et ressemble à un appareil fini. Il est contrôlé non pas avec un jeu de curseurs, comme dans le cas précédent, mais avec 4 boutons et un encodeur. Plus aucune différence n'est observée, nous ne nous attarderons donc pas sur elle.

DSO188 - oscilloscope plus avancé sur 1 MHz, mais aussi comme le précédent n'a pas de mémoire et monocanal. Son coût est de 1600-1900 roubles. Compact (un peu plus qu'une boîte d'allumettes) et portable, car il est déjà alimenté par une batterie - vous n'avez pas à vous soucier des problèmes d'isolation galvanique avec les appareils dans lesquels les mesures sont effectuées. Le boîtier est assemblé à partir de panneaux textolite, mais ses faces latérales ne sont pas protégées contre les objets étrangers et l'humidité.

Des sondes avec connecteurs MMCX sont utilisées, dans les précédentes il y avait des connecteurs BNC standard. Ce n'est pas un problème car il est généralement fourni avec l'adaptateur MMCX-BNC. La sonde est dans le kit, comme dans le premier modèle - avec deux crocodiles et sans diviseur.

Ses caractéristiques techniques sont légèrement supérieures aux options précédentes:

• nombre de canaux - 1;

• largeur de bande - 0-1 MHz;

• taux d'échantillonnage 5 MSa / s;

• ADC - 12 bits;

• impédance d'entrée: 1MOhm;

• tension d'entrée maximale: 40 V avec sonde 1: 1 et 800 V, si la sonde avec un diviseur de 1:10;

• source d'alimentation - batterie intégrée de 230 mAh;

• sensibilité - 50 mV / div - 200 V / div;

• plage de balayage de 2 μs / div à 100 ms / div;

• écran - couleur, 1,8 pouces avec une résolution de 320x240;

• dimensions de l'appareil - 57 * 34 * 11 mm.

Il est logique de ne pas espérer mesurer des signaux à une fréquence de 1 MHz, cependant, une fréquence d'échantillonnage de 5 millions de sélections par seconde vous permettra de mesurer facilement des signaux à 300-500 kHz, ce qui est déjà suffisant pour la réparation et tout ajustement de la plupart des alimentations à découpage. Cet instrument ne convient pas pour un réglage fin et des tests en laboratoire.

Il existe une fonction utile "arrêt sur image". En général, l'ensemble des paramètres affichés à l'écran (fréquence, tension, etc.) correspond aux modèles précédents. Ci-dessous, une vidéo avec un aperçu et des tests de ce modèle. De plus, cette vidéo vous intéressera si vous ne savez pas de quelle bande passante et de quelle fréquence d'échantillonnage vous avez besoin, l'auteur en parle en détail.

Pour 1600 roubles, il est moins pratique (en raison des dimensions, mais c'est une question de goût), mais un oscilloscope plus fonctionnel que le même DSO150 ou 138.

Si ce qui précède sont des modèles assez anciens, alors le suivant au moment de la rédaction peut même être appelé une nouveauté. C'est 100 MHz oscilloscope Fnirsi 5012hIl en coûte environ 4600 roubles. Il est monocanal, les connecteurs des sondes sont universels - BNC, et l'appareil lui-même fonctionne sur une batterie d'une capacité allant jusqu'à 5000 mAh (selon d'autres sources - 3000 mAh, cela peut dépendre de la configuration ou de la révision). Livré complet avec une sonde P6100 avec un diviseur 10x et une bande passante jusqu'à 100 MHz.

Le boîtier de l'appareil est en plastique dans un boîtier en silicone jaune, qui offre au moins une certaine protection contre les dommages.

Spécifications:

• nombre de canaux - 1;

• largeur de bande - 100 MHz;

• taux d'échantillonnage 500 MSa / s;

• ADC - 12 bits;

• impédance d'entrée: 1MOhm / 25pF;

• modes de communication: AC / DC;

• mode de déclenchement: Unique, Normal, Auto;

• types de déclencheurs: répartition ascendante / descendante;

• mesures du curseur: amplitude, temps;

• tension d'entrée maximale: 80 V avec une sonde 1: 1 et 800 V, si la sonde avec un diviseur 1:10;

• source d'alimentation - batterie intégrée de 5000 mAh;

• sensibilité - 50 mV / div - 200 V / div;

• plage de balayage de 6 ns / div à 50 s / div;

• écran - couleur, 2,4 pouces avec une résolution de 320x240;

• dimensions: 114 x 74 x 33 mm, poids: 300 gr.

Un tel oscilloscope est une solution relativement peu coûteuse pour l'atelier, en réalité, il peut mesurer des signaux avec une fréquence de 20-30 MHz (et plus - mais il y aura plus de distorsions), ce qui représente quelques ordres de grandeur de plus que le modèle précédent de la revue.

Si la sonde est avec un diviseur, un tel oscilloscope suffit pour la plupart des tâches dans un atelier de réparation d'électronique, pour qui cela pourrait ne pas être suffisant, ce sont les amateurs de stations de radio. Grâce à la batterie intégrée, vous pouvez l'utiliser si vous devez souvent travailler sur la route.

Soit dit en passant, du même fabricant, il existe d'autres modèles d'oscilloscopes moins chers, par exemple, FNIRSI PRO avec une bande passante de 5 MHz et une fréquence d'échantillonnage de 20 millions d'échantillons. Mais cela ne coûte pas beaucoup moins cher, à savoir 2500-2600 roubles, il n'y a donc aucun sens particulier à de telles économies.

En fait, le modèle est très bon, mais il y a quelques inconvénients:

• il n'y a pas de sortie avec un signal d'étalonnage (nécessaire pour régler la sonde);

• un seul canal (bien que la présence de deux canaux ne soit pas critique pour tout le monde);

• aucune connectivité à l'ordinateur.

Voici une vidéo où ils se comparent:

JINHAN JDS2022A - il s'agit d'un oscilloscope à deux canaux avec une bande passante 20 MHz, son coût est de l'ordre de 8 000 à 9 000 roubles. Cet appareil ressemble à un multimètre, plus grand que le précédent. Il est alimenté par des batteries remplaçables de type 18650. C'est plus pratique que la batterie intégrée, car étant à l'extérieur de l'atelier, si elles sont déchargées, vous pouvez les remplacer rapidement et continuer à travailler. Il est également possible de charger via un connecteur micro-USB standard, c'est-à-dire sans retirer les piles du connecteur.

Spécifications:

• nombre de canaux - 2;

• largeur de bande - 20 MHz;

• taux d'échantillonnage 200 MSa / s;

• ADC - 8 bits;

• impédance d'entrée: 1MOhm / 25pF;

• modes de communication: AC / DC;

• mode de déclenchement: Unique, Normal, Auto;

• types de déclencheurs: répartition ascendante / descendante; 

• tension d'entrée maximale: 40 V avec sonde 1: 1 et 400 V; si la sonde avec un diviseur de 1:10; 2000 volts, si la sonde est de 1: 100;

• alimentation - 2 piles 18650 remplaçables (incluses, mais ce n'est peut-être pas le cas - cela dépend du vendeur);

• sensibilité - 10 mV / div - 5 V / div (si la sonde est 1: 1, s'il y a un diviseur, multipliez par le facteur de division);

• plage de balayage de 10 ns / div à 5 s / div;

• écran - couleur, 3,2 pouces avec une résolution de 320x240;

• Dimensions: 19,5 cm * 9,5 cm 3,7 cm.

Une situation très étrange avec les batteries - il y a 2 connecteurs pour eux, mais 1 est connecté au circuit.Lors de la décharge du premier, ils doivent être échangés avec le second.

À JINHAN JDS2022A le plus grand écran parmi les concurrents de cette revue, il sera donc plus pratique à la fois pour le travail sur le terrain et dans l'atelier à domicile. Il ne peut mesurer que l'amplitude et la tension et la fréquence de crête du signal mesuré, mais il existe des modes qui vous permettent d'effectuer des fonctions mathématiques avec les signaux mesurés sur différents canaux et, par exemple, de représenter les chiffres de Lissajous. De vrais tests montrent qu'il affiche en toute confiance un signal rectangulaire à des fréquences allant jusqu'à 5 MHz, les distorsions sont assez fortes à 10 MHz, mais en général, la présence d'un signal peut être observée.

Cet appareil n'a pas non plus de sortie d'étalonnage, ce qui n'est pas pratique lorsque vous travaillez sur la route - vous devez prendre un générateur avec vous. Il s'agit d'un oscilloscope pratique et de haute qualité, et son apparence est déjà différente d'un jouet.Mais il convient de noter que la bande passante est toujours inférieure à celle de Fnirsi, mais elle coûte presque 2 fois plus cher, mais elle est double canal.

L'une des fonctionnalités intéressantes est la possibilité d'enregistrer une image de l'écran. La mémoire peut stocker jusqu'à 6 captures d'écran pouvant être téléchargées sur un ordinateur via micro-USB.

Vous pouvez regarder un aperçu plus détaillé de l'appareil dans la vidéo ci-dessous:

Il existe une version monocanal de cet appareil, ainsi qu'un deux canaux (un canal analogique et un canal numérique) avec un générateur de signal - JDS2023 pour 7500-8000 roubles et de nombreux autres modèles, dont vous voyez les principales différences dans le tableau ci-dessous.

Conclusion

Nous avons examiné plusieurs modèles populaires d'oscilloscopes chinois. Il existe d'autres appareils similaires en termes de caractéristiques et de prix, mais cela n'a absolument aucun sens d'apporter absolument chacun d'entre eux. Le but de cet article était de montrer à quels modèles il fallait prêter attention lors du choix du premier oscilloscope pour un maître novice.

Les deux premiers modèles de la revue - économiques et pas trop fonctionnels, les deux derniers - couvrent la plupart des besoins d'amateur et de réparation. On ne peut pas dire précisément ce qui est le mieux, mais personnellement, j'aime Fnirsi en raison de sa capacité à mesurer des fréquences relativement élevées.

Si vous avez besoin de fréquences encore plus élevées, mais qu'il n'y a pas d'argent nécessaire, regardez les oscilloscopes analogiques soviétiques. Oui, ils n'ont pas les capacités des modèles numériques, tels que l'enregistrement d'un signal ou la possibilité de mesurer le curseur d'un signal à un point donné, mais ils sont beaucoup moins chers que les modèles numériques avec une gamme de fréquences similaire.

L'avantage incontestable des oscilloscopes portables est la possibilité d'être alimenté par une batterie, ce qui signifie qu'il ne peut y avoir aucune connexion galvanique avec le réseau, donc vous ne brûlerez pas l'appareil et vous ne serez pas choqué si vous vous mettez sous tension pendant les mesures.

Que peut-on faire avec un oscilloscope

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