Nowoczesne przenośne oscyloskopy - rodzaje, cechy, możliwości i cechy użytkowania

Oscyloskop to oczy mistrza naprawiającego elektronikę i krótkofalowca. Ale koszt zaawansowanych modeli jest niezrozumiały dla początkujących, a nawet dla wielu doświadczonych rzemieślników. Na przykład, nie najfajniejszy oscyloskop cyfrowy UNI-T UTD2025CL z dwoma kanałami z możliwością przesyłania sygnałów o częstotliwości do 25 MHz kosztuje ponad 200 USD, a niektóre RIGOL MSO2302A-S to potężny dwukanałowy oscyloskop z dwoma kanałami i szerokością pasma 300 MHz z funkcja rejestratora kosztuje prawie 4000 USD.

Ale gdzie pójść do prostego chłopa? Na początek możesz przejść do produktów producentów z Bliskiego Królestwa. Istnieje wiele przenośnych oscyloskopów na Aliexpress o różnych cechach i możliwościach, rozważymy niektóre z nich w tym artykule.

Charakterystyka

Na początek, jeśli mówimy o przenośnych oscyloskopach, to prawie we wszystkich przypadkach są to urządzenia cyfrowe. Nie należy oczekiwać specjalnej dokładności pomiaru napięcia, ale sprawdzić obecność i przybliżony poziom różnych sygnałów, przybliżony pomiar poziomu tętnienia, sprawdzić zniekształcenia w kaskadach.

Jak każde urządzenie pomiarowe w oscyloskopach Istnieje szereg cech, przede wszystkim w segmencie budżetowym, należy zwrócić uwagę na dwa główne:

• Częstotliwość próbkowania to liczba próbek, które oscyloskop może wytworzyć w ciągu sekundy. Mówiąc prościej, parametr ten odzwierciedla, ile razy na sekundę „mózgi” oscyloskopu „mierzą” lub, jeśli chcesz, „odczytują” sygnał z wejścia. Im częściej się to zdarza, tym wyższa częstotliwość, którą można zmierzyć sygnał. Jest mierzony liczbą próbek (próbek) na sekundę, chociaż zwykle jest wskazywany w milionach próbek na sekundę. W specyfikacjach znajduje się skrót „MSa / s” - to jest to.

• Przepustowość Jest to pasmo częstotliwości, na którego górnej granicy poziom mierzonego sygnału zmniejsza się o 3 dB. Ten parametr mówi nam o maksymalnej częstotliwości sygnału, którą można zmierzyć. Ten parametr jest mierzony w hercach, a raczej w kilogramach lub megahercach. Pożądane jest, aby szerokość pasma była 3 ... 5 razy większa niż częstotliwość mierzonego sygnału w celu przeprowadzenia pomiarów bez zniekształceń amplitudy.

W przypadku normalnego wyświetlania sygnału częstotliwość próbkowania powinna być o rząd wielkości (co najmniej) większa niż częstotliwość mierzonego sygnału. Łatwo to zrozumieć, wystarczy spojrzeć na poniższą ilustrację. Zielone kropki warunkowo przedstawiają „odczyt” poziomu sygnału z określoną częstotliwością, a linia, która je łączy, jest wyglądem fali, która zostanie na nich zbudowana.

W górnej części znajdują się 4 punkty dla okresu fali sinusoidalnej, aw dolnej części figury jest 8 punktów i między nimi jest narysowana linia. Jak widać, im wyższa częstotliwość próbkowania, tym bardziej gładki i dokładny kształt fali będzie się odnosił do mierzonego sygnału. Należy pamiętać, że oscyloskopy cyfrowe mogą wygładzić (i wygładzić) powstały obraz, a oscylogram jest gładki.

W przypadku oscyloskopów analogowych nie ma czegoś takiego jak „częstotliwość próbkowania”; tam zdolność do pomiaru sygnału zależy w większym stopniu od szerokości pasma urządzenia.

Odpowiednio, jeśli oscyloskop nie jest zaprojektowany dla częstotliwości mierzonego sygnału, otrzymasz zniekształcone podobieństwo lub niezrozumiałą krzywą, która jest całkowicie nieprawdziwa.

Warto również zauważyć, że oscyloskopy są jednokanałowe i mają dużą liczbę kanałów. Wśród budżetu powszechne są modele jednokanałowe i dwukanałowe. Kilka kanałów pozwala na porównywanie sygnałów lub jednoczesne obserwowanie kilku sygnałów, które mogą być konieczne podczas naprawy lub regulacji obwodu.

Ponieważ oscyloskop jest złożonym urządzeniem pomiarowym, ma wiele innych parametrów, od których zależy dokładność pomiarów i funkcji, ale nie wymienimy ich w tym artykule, ponieważ skupimy się na rozwiązaniach budżetowych dla amatorów i początkujących.

Przegląd oscyloskopów budżetowych

Przejdźmy więc do recenzji. Wszystkie rozważane modele są zasilane niskim napięciem stałym, co oznacza, że ​​mogą pracować zarówno z akumulatorów lub akumulatorów, jak iz zasilacza o odpowiednim napięciu wyjściowym. Należy jednak pamiętać, że jeśli na wyjściu zasilacza występują silne tętnienia, wówczas na ekranie oscyloskopu będzie dużo hałasu i zakłóceń. Dlatego tętnienie należy wygładzić za pomocą kondensatorów (zarówno elektrolitycznych o dużej pojemności, jak i ceramicznych).

Być może jest to najtańszy i najpopularniejszy oscyloskop z Chin jednokanałowy oscyloskop 200 kHz DSO138. Model jest sprzedawany jako zestaw montażowy lub jako zmontowane urządzenie gotowe do użycia. Pierwsza opcja jest nieco tańsza i będzie interesująca dla fanów, którzy zbierają coś własnymi rękami. Kosztuje około 1000 rubli za wersję zmontowaną, ma postać płytki drukowanej ze złączami, elementami sterującymi i wyświetlaczem. Występuje również w przezroczystym etui (lub etui sprzedawanym oddzielnie

W zestawie znajduje się sonda z krokodylami na końcach. Taka sonda w zasadzie pozwala mierzyć sygnały o niskiej częstotliwości, ale nie może konkurować z „prawdziwymi” sondami dla oscyloskopów.

Istnieje wersja „DSO138 mini”, która różni się jedynie kształtem płytki drukowanej i rozmieszczeniem elementów sterujących. Oscyloskop ma wyjściowy prostokątny sygnał do strojenia sondy, na zdjęciu poniżej widać go w prawym górnym rogu - mały zworek, a na planszy narysowany jest prostokątny puls.

Urządzenie zbudowane jest w oparciu o mikrokontroler ARM STM32F103C8T6 (32-bit oparty na rdzeniu Cortex M3) i ma następujące cechy:

• liczba kanałów - 1;

• szerokość pasma - 0-200 kHz;

• częstotliwość próbkowania 1 MSa / s;

• impedancja wejściowa: 1MOhm / 20pF;

• maksymalne napięcie wejściowe: 50 V z sondą 1: 1 i 400 V, jeżeli sonda z dzielnikiem 1:10;

• tryby komunikacji: DC / AC / GND;

• napięcie zasilania - 9 woltów;

• pobór prądu - około 100 mA;

• czułość - 10 mV / dz - 5 V / dz z dokładnością 5%;

• ADC - 12 bitów;

• zakres zamiatania od 10 μs / dz do 500 s / dz;

• wyświetlacz - kolorowy, 2,4 cala o rozdzielczości 320x240;

• Rozmiar płytki drukowanej - 117 * 76 mm.

Oscyloskop mierzy amplitudę sygnału, jego częstotliwość i okres, cykl pracy, uwzględnia napięcie - maksimum, minimum, RMS. Możliwe jest również ustawienie, na którym froncie ma być synchronizowany (wznoszący się lub opadający). Nie ma w nim żadnej funkcji nagrywania. Czułość jest regulowana przez pozycję dwóch suwaków SEN1 i SEN2 - mnożnik i kolejność (10 mV, 0,1 V, 1 V).

Pasmo 200 kHz może nawet wydawać się wystarczające, ale nie spiesz się z wyciąganiem wniosków. Należy pamiętać, że częstotliwość próbkowania wynosi tylko 1 milion próbek na sekundę. Jest to 5-krotność częstotliwości 200 kHz, co z definicji nie pozwala na rejestrowanie takich sygnałów o wysokiej jakości.

Oscyloskop dobrze czuje się w zakresie dźwięku, gdy przekracza 20 kHz, sygnał zaczyna się zniekształcać, ale nadal pozostaje strawny, a powyżej 50-70 kHz zniekształcenia stają się dość silne. Przesunięcia o wartości 10 μs / dz są również niezbyt specjalne i pozwalają wędrować przy wysokich częstotliwościach, ponieważ okres sygnału z okresem 100 kHz wynosi już 10 μs.

Oznacza to, że nawet gdyby potrafił odpowiednio wyświetlić przebieg fali o częstotliwości równej deklarowanej częstotliwości 200 kHz, wówczas w jednej komórce osi współrzędnych na ekranie byłyby 2 okresy. Co więcej, przekątna ekranu wynosi 2,4 cala, a rozdzielczość 320 x 240 pikseli - nawet jeśli chcesz, nie widzisz tego sygnału normalnie. Zasadniczo można „oglądać” proste zasilacze impulsowe, częstotliwość PWM nie przekracza 50-100 kHz, poniżej zobaczysz dlaczego.

Na powyższej ilustracji można zobaczyć, jak to wygląda, a raczej, jak to urządzenie widzi prostokątny sygnał o różnych częstotliwościach, a także jak kształt fali zmienia się przy wysokich częstotliwościach (sygnał z prostokąta zmienia się w zniekształconą sinusoidę). Zauważam, że prostokątny sygnał jest uważany za bardzo złożony, więc oszacowanie częstotliwości za jego pomocą jest bardzo uczciwe.

Zwróć uwagę na to, co jest zaznaczone na czerwono. Jest to cena podziału osi poziomej, tj. każda komórka trwa 10 mikrosekund. Oznacza to, że nie jest już możliwe rozciągnięcie sygnału na ekranie w celu przeprowadzenia bardziej szczegółowych badań, tak powiedziałem powyżej. Jeśli przy 60 kHz nadal istnieją kontury prostokątnych impulsów, to przy 100, a nawet więcej przy 200 kHz, nie jest już jasne, co.

Niemniej jednak takie cechy są co najmniej, ale można je nawet wykorzystać do naprawy sprzętu komputerowego, na przykład laptopów, jak autorzy poniższych filmów.

Istnieje wiele modeli, które w pewnym stopniu są logiczną kontynuacją DSO138, ale różnią się wyglądem i układem, więc DSO150 za 1700 rubli, w których zestawie jest już dobra sonda z dzielnikiem (zdjęcie powyżej), funkcjonalnie powtarza poprzednie urządzenie, ale na zewnątrz jest już bardziej atrakcyjne i wygląda jak gotowe urządzenie. Nie jest sterowany za pomocą zestawu suwaków, jak w poprzednim przypadku, ale za pomocą 4 przycisków i enkodera. Nie obserwuje się już żadnych różnic, więc nie będziemy się nad tym rozwodzić.

DSO188 - włączony bardziej zaawansowany oscyloskop 1 MHz, ale podobnie jak poprzedni nie ma pamięci i jednokanałowy. Jego koszt to 1600-1900 rubli. Kompaktowy (trochę więcej niż pudełko zapałek) i przenośny, ponieważ jest już zasilany z baterii - nie musisz się martwić problemami izolacji galwanicznej z urządzeniami, w których dokonywane są pomiary. Obudowa jest złożona z paneli textolite, ale jej boczne ściany nie są chronione przed ciałami obcymi i wilgocią.

Stosowane są sondy ze złączami MMCX, w poprzednich były standardowe złącza BNC. Nie stanowi to problemu, ponieważ zwykle jest dostarczany z adapterem MMCX-BNC. Sonda znajduje się w zestawie, podobnie jak w pierwszym modelu - z dwoma krokodylami i bez rozdzielacza.

Jego parametry techniczne są nieco lepsze od poprzednich opcji:

• liczba kanałów - 1;

• szerokość pasma - 0-1 MHz;

• częstotliwość próbkowania 5 MSa / s;

• ADC - 12 bitów;

• impedancja wejściowa: 1MOhm;

• maksymalne napięcie wejściowe: 40 V z sondą 1: 1 i 800 V, jeżeli sonda z dzielnikiem 1:10;

• źródło zasilania - wbudowana bateria 230 mAh;

• czułość - 50 mV / dz - 200 V / dz;

• zakres zamiatania od 2 μs / dz do 100 ms / dz;

• wyświetlacz - kolorowy, 1,8 cala o rozdzielczości 320x240;

• wymiary urządzenia - 57 * 34 * 11 mm.

Logiczne jest, że nie powinieneś mierzyć sygnałów o częstotliwości 1 MHz, jednak częstotliwość próbkowania 5 milionów wyborów na sekundę pozwoli ci łatwo zmierzyć sygnały przy 300-500 kHz, co jest już wystarczające do naprawy i regulacji większości zasilaczy przełączających. Ten instrument nie nadaje się do dokładnego strojenia i testów laboratoryjnych.

Istnieje przydatna funkcja „stop-klatka”. Ogólnie zestaw parametrów wyświetlanych na ekranie (częstotliwość, napięcie itp.) Odpowiada poprzednim modelom. Poniżej znajduje się wideo z omówieniem i testowaniem tego modelu. Ponadto ten film będzie Cię interesował, jeśli nie wiesz, jakiej przepustowości i częstotliwości próbkowania potrzebujesz, autor szczegółowo o tym mówi.

Dla 1600 rubli jest to mniej wygodne (ze względu na wymiary, ale to kwestia gustu), ale bardziej funkcjonalny oscyloskop niż ten sam DSO150 lub 138.

Jeśli powyższe są niektórymi dość starymi modelami, to następny w momencie pisania można nawet nazwać nowością. Jest 100 MHz oscyloskop Fnirsi 5012hKosztuje około 4600 rubli. Jest jednokanałowy, złącza sond są uniwersalne - BNC, a samo urządzenie działa na akumulatorze o pojemności aż 5000 mAh (według innych źródeł - 3000 mAh, może to zależeć od konfiguracji lub wersji). W komplecie sonda P6100 z dzielnikiem 10x i przepustowością do 100 MHz.

Obudowa urządzenia jest plastikowa w żółtym silikonowym pudełku, co zapewnia przynajmniej pewną ochronę przed uszkodzeniem.

Dane techniczne:

• liczba kanałów - 1;

• szerokość pasma - 100 MHz;

• częstotliwość próbkowania 500 MSa / s;

• ADC - 12 bitów;

• impedancja wejściowa: 1MOhm / 25pF;

• tryby komunikacji: AC / DC;

• tryb wyzwalania: pojedynczy, normalny, automatyczny;

• typy wyzwalaczy: Rosnąco / Malejąco Breakout;

• pomiary kursora: amplituda, czas;

• maksymalne napięcie wejściowe: 80 V z sondą 1: 1 i 800 V, jeżeli sonda z dzielnikiem 1:10;

• źródło zasilania - wbudowana bateria 5000 mAh;

• czułość - 50 mV / dz - 200 V / dz;

• zakres zamiatania od 6 ns / dz do 50 s / dz;

• wyświetlacz - kolorowy, 2,4 cala o rozdzielczości 320x240;

• wymiary: 114 x 74 x 33 mm, waga: 300 gr.

Taki oscyloskop jest stosunkowo niedrogim rozwiązaniem dla warsztatu, w rzeczywistości może mierzyć sygnały o częstotliwości 20-30 MHz (i wyższej - ale będzie więcej zniekształceń), czyli o kilka rzędów wielkości więcej niż w poprzednim modelu w recenzji.

Jeśli sonda ma rozdzielacz, taki oscyloskop wystarczy do większości zadań w warsztacie naprawy elektroniki, dla którego może to nie wystarczyć, to miłośnicy stacji radiowych. Dzięki wbudowanemu akumulatorowi możesz go używać, jeśli często musisz pracować w drodze.

Nawiasem mówiąc, od tego samego producenta są tańsze modele oscyloskopów, na przykład FNIRSI PRO o szerokości pasma 5 MHz i częstotliwości próbkowania 20 milionów próbek. Ale kosztuje niewiele taniej, a mianowicie 2500-2600 rubli, więc takie oszczędności nie mają szczególnego sensu.

W rzeczywistości model jest bardzo dobry, ale ma kilka wad:

• nie ma wyjścia z sygnałem kalibracyjnym (potrzebnym do wyregulowania sondy);

• tylko jeden kanał (chociaż obecność dwóch kanałów nie jest krytyczna dla wszystkich);

• brak łączności z komputerem.

Poniżej znajduje się film, w którym porównują:

JINHAN JDS2022A - jest to dwukanałowy oscyloskop z pasmem wejściowym 20 MHz, jego koszt wynosi od 8000 do 9000 rubli. To urządzenie wygląda jak multimetr, większy niż poprzedni. Jest zasilany przez wymienne baterie typu 18650. Jest to wygodniejsze niż wbudowana bateria, ponieważ będąc w pracy poza warsztatem, jeśli są rozładowane, możesz je szybko wymienić i kontynuować pracę. Możliwe jest również ładowanie przez standardowe złącze micro-USB, to znaczy bez wyjmowania baterii ze złącza.

Dane techniczne:

• liczba kanałów - 2;

• szerokość pasma - 20 MHz;

• częstotliwość próbkowania 200 MSa / s;

• ADC - 8 bitów;

• impedancja wejściowa: 1MOhm / 25pF;

• tryby komunikacji: AC / DC;

• tryb wyzwalania: pojedynczy, normalny, automatyczny;

• typy wyzwalaczy: Rosnąco / Malejąco Breakout; 

• maksymalne napięcie wejściowe: 40 V z sondą 1: 1 i 400 V; jeżeli sonda z dzielnikiem 1:10; 2000 woltów, jeżeli sonda wynosi 1: 100;

• zasilacz - 2 wymienne baterie 18650 (w zestawie, ale może nie być - zależy od sprzedawcy);

• czułość - 10 mV / dz. - 5 V / dz. (jeżeli sonda wynosi 1: 1, jeśli występuje dzielnik, należy pomnożyć przez współczynnik podziału);

• zakres zamiatania od 10 ns / dz do 5 s / dz;

• wyświetlacz - kolorowy, 3,2 cala o rozdzielczości 320x240;

• Wymiary: 19,5 cm * 9,5 cm 3,7 cm.

Bardzo dziwna sytuacja z akumulatorami - są do nich 2 złącza, ale do obwodu jest podłączone 1. Po rozładowaniu pierwszego należy je wymienić na drugie.

At JINHAN JDS2022A największy wyświetlacz wśród konkurentów z tego przeglądu, więc będzie wygodniejszy zarówno do pracy w terenie, jak i w domowych warsztatach. Może mierzyć tylko amplitudę i napięcie szczytowe oraz częstotliwość mierzonego sygnału, ale istnieją tryby, które pozwalają wykonywać funkcje matematyczne z mierzonymi sygnałami na różnych kanałach i, na przykład, przedstawiają liczby Lissajous. Prawdziwe testy pokazują, że pewnie wyświetla prostokątny sygnał przy częstotliwościach do 5 MHz, zniekształcenia są dość silne przy 10 MHz, ale ogólnie można zauważyć obecność sygnału.

To urządzenie również nie ma wyjścia kalibracyjnego, co jest niewygodne podczas pracy na drodze - musisz zabrać ze sobą generator. Jest to wygodny i wysokiej jakości oscyloskop, a jego wygląd już nie przypomina zabawki.Warto jednak zauważyć, że przepustowość jest nadal niższa niż na Fnirsi, ale kosztuje prawie 2 razy drożej, ale jest dwukanałowa.

Jedną z ciekawych funkcji jest możliwość zapisania obrazu z ekranu. W pamięci można zapisać do 6 zrzutów ekranu, które można pobrać na komputer przez micro-USB.

Bardziej szczegółowy przegląd urządzenia można obejrzeć na poniższym filmie:

Istnieje jednokanałowa wersja tego urządzenia, a także dwukanałowy (jeden kanał analogowy i 1 kanał cyfrowy) z generatorem sygnału - JDS2023 za 7500-8000 rubli i wiele innych modeli, których główne różnice widać w poniższej tabeli.

Wniosek

Sprawdziliśmy kilka popularnych modeli chińskich oscyloskopów. Istnieją inne urządzenia podobne pod względem właściwości i ceny, ale absolutnie nie ma sensu przynosić absolutnie każdego z nich. Celem tego artykułu było pokazanie, na które modele należy zwrócić uwagę przy wyborze pierwszego oscyloskopu dla początkującego mistrza.

Pierwsze dwa modele w przeglądzie - budżetowe i niezbyt funkcjonalne, dwa ostatnie - pokrywają większość potrzeb amatorskich i naprawczych. Nie można powiedzieć konkretnie, co jest lepsze, ale osobiście lubię Fnirsi ze względu na możliwość pomiaru stosunkowo wysokich częstotliwości.

Jeśli potrzebujesz jeszcze wyższych częstotliwości, ale nie potrzebujesz pieniędzy, spójrz na radzieckie oscyloskopy analogowe. Tak, nie mają możliwości modeli cyfrowych, takich jak rejestracja sygnału lub możliwość pomiaru kursora sygnału w danym punkcie, ale są znacznie tańsze niż modele cyfrowe o podobnym zakresie częstotliwości.

Niewątpliwą zaletą przenośnych oscyloskopów jest możliwość zasilania z baterii, co oznacza, że ​​nie może być galwanicznego połączenia z siecią, więc nie spalisz urządzenia i nie będziesz wstrząśnięty, jeśli dostaniesz się do napięcia sieciowego podczas wykonywania pomiarów.

Co można zrobić za pomocą oscyloskopu

Wykonywanie pomiaru oscyloskopowego