Moderné prenosné osciloskopy - typy, vlastnosti, možnosti a vlastnosti použitia

Osciloskop je očami majstra opravujúcej elektroniky a rádia amatérskeho. Náklady na moderné modely sú pre začiatočníkov a dokonca aj pre mnohých skúsených remeselníkov nepochopiteľné. Napríklad nie najchladnejší digitálny osciloskop UNI-T UTD2025CL s dvoma kanálmi so schopnosťou prenášať signály s frekvenciou do 25 MHz stojí viac ako 200 dolárov, a niektoré RIGOL MSO2302A-S je výkonný dvojkanálový osciloskop s dvoma kanálmi a šírkou pásma 300 MHz s funkcia rekordéra stojí takmer 4 000 dolárov.

Ale kam ísť na jednoduchého roľníka? Na začiatok sa môžete obrátiť na výrobky výrobcov zo Stredného kráľovstva. Na Aliexpresse je veľa prenosných osciloskopov s rôznymi charakteristikami a schopnosťami, niektoré z nich budeme zvažovať v tomto článku.

charakteristiky

Na úvod, ak hovoríme o prenosných osciloskopoch, potom sú to takmer vo všetkých prípadoch digitálne zariadenia. Nemali by ste očakávať špeciálnu presnosť pri meraní napätia, ale musíte skontrolovať prítomnosť a približnú úroveň rôznych signálov, približné meranie úrovne zvlnenia a kontrolu skreslenia v kaskádach.

Ako každé meracie zariadenie na osciloskopoch V rozpočtovom segmente je niekoľko charakteristík, mali by ste venovať pozornosť dvom hlavným:

• Vzorkovacia frekvencia je počet vzoriek, ktoré môže osciloskop vytvoriť za sekundu. Jednoducho povedané, tento parameter odráža, koľkokrát za sekundu „mozgy“ osciloskopu „merajú“ alebo, ak chcete, „čítajú“ signál zo vstupu. Čím častejšie sa to stane, tým vyššia je frekvencia signálu, ktorý je možné merať. Meria sa v počte vzoriek (vzoriek) za sekundu, hoci sa zvyčajne uvádza v miliónoch vzoriek za sekundu. V špecifikáciách nájdete skratku „MSa / s“ - to je všetko.

• Šírku pásma. Toto je frekvenčné pásmo, na hornom okraji ktorého úroveň meraného signálu klesá o 3 dB. Tento parameter nám hovorí o maximálnej frekvencii signálu, ktorú je možné merať. Tento parameter sa meria v hertzoch alebo skôr v kilogramoch alebo megahertzoch. Je žiaduce, aby šírka pásma bola 3 ... 5-násobok frekvencie meraného signálu, aby sa mohli uskutočňovať merania bez skreslenia amplitúdy.

Pre zobrazenie normálneho signálu by vzorkovacia frekvencia mala byť rádovo (aspoň) vyššia ako frekvencia meraného signálu. Je to ľahké pochopiť, stačí sa pozrieť na nasledujúcu ilustráciu. Zelené bodky podmienečne zobrazujú „čítanie“ úrovne signálu s určitou frekvenciou a čiara, ktorá ich spája, je vzhľad tvaru vlny, ktorý bude na nich vybudovaný.

V hornej časti sú 4 body za obdobie sínusovej vlny a v dolnej časti obrázku je 8 bodov a medzi nimi je nakreslená čiara. Ako vidíte, čím vyššia je vzorkovacia frekvencia, tým hladší a presnejší bude tvar vlny vzhľadom na nameraný signál. Malo by sa pamätať na to, že digitálne osciloskopy môžu vyhladiť (a vyhladiť) výsledný obrázok a oscilogram je hladký.

Pre analógové osciloskopy neexistuje taká koncepcia, ako je „vzorkovacia frekvencia“, pri ktorej je schopnosť merať signál určovaná vo väčšej miere šírkou pásma zariadenia.

Preto, ak osciloskop nie je navrhnutý pre frekvenciu meraného signálu, dostanete buď skreslenú podobnosť alebo nezrozumiteľnú krivku, ktorá je úplne nepravdivá.

Je tiež potrebné poznamenať, že osciloskopy sú jednokanálové a majú veľký počet kanálov. V rámci rozpočtu sú bežné jednokanálové a dvojkanálové modely. Niekoľko kanálov umožňuje porovnávať signály alebo súčasne sledovať niekoľko signálov, ktoré môžu byť potrebné pri oprave alebo úprave obvodu.

Pretože osciloskop je zložité meracie zariadenie, má množstvo ďalších parametrov, od ktorých závisí presnosť meraní a funkcií, ale v tomto článku ich neuvádzame, pretože sa zameriame na rozpočtové riešenia pre amatérov a začiatočníkov.

Prehľad rozpočtových osciloskopov

Poďme teda na recenzie. Všetky uvažované modely sú napájané nízkym jednosmerným napätím, čo znamená, že môžu pracovať buď z batérií alebo akumulátorov, alebo zo zdroja energie so zodpovedajúcim výstupným napätím. Nezabúdajte však na to, že ak sú na výstupe zdroja silné vlny, na obrazovke osciloskopu uvidíte veľa šumu a rušenia. Zvlnenie musí byť preto vyhladené pomocou kondenzátorov (elektrolytických veľkokapacitných aj keramických).

Asi najlacnejším a najobľúbenejším osciloskopom z Číny jednokanálový osciloskop 200 kHz DSO138, Model sa predáva ako montážna súprava alebo ako zostavené zariadenie pripravené na použitie. Prvá možnosť je o niečo lacnejšia a bude pre fanúšikov zaujímavé, aby si niečo zbierali vlastnými rukami. Zostavená verzia stojí asi 1000 rubľov, je dodávaná vo forme dosky s plošnými spojmi s konektormi, ovládacími prvkami a displejom. Nachádza sa tiež v priehľadnom obale (alebo v obale predanom samostatne).

Zahrnutá je sonda s krokodílmi na koncoch. Takáto sonda v zásade umožňuje merať nízkofrekvenčné signály, ale nemôže konkurovať „skutočným“ sondám pre osciloskopy.

Existuje verzia „DSO138 mini“, ktorá sa líši len tvarom dosky s plošnými spojmi a umiestnením ovládacích prvkov. Osciloskop má pravouhlý výstup signálu na ladenie sondy, na fotografii nižšie je vidno v pravom hornom rohu - na doske je nakreslený malý prepojka a obdĺžnikový impulz.

Prístroj je založený na mikrokontroléri ARM STM32F103C8T6 (32-bitový na základe jadra Cortex M3) a má nasledujúce charakteristiky:

• počet kanálov - 1;

• šírka pásma - 0-200 kHz;

• vzorkovacia rýchlosť 1 MSa / s;

• vstupná impedancia: 1MOhm / 20pF;

• maximálne vstupné napätie: 50 V pri sonde 1: 1 a 400 V, ak ide o sondu s deličom 1:10;

• komunikačné režimy: DC / AC / GND;

• napájacie napätie - 9 voltov;

• spotreba prúdu - asi 100 mA;

• citlivosť - 10 mV / div - 5 V / div s presnosťou 5%;

• ADC - 12 bitov;

• rozsah rozmítania od 10 μs / div do 500 s / div;

• displej - farba, 2,4 palca s rozlíšením 320x240;

• Veľkosť DPS ​​- 117 * 76 mm.

Osciloskop meria amplitúdu signálu, jeho frekvenciu a periódu, pracovný cyklus, berie do úvahy napätie - maximum, minimum, RMS. Je tiež možné nakonfigurovať, na ktorej hrane sa má synchronizovať (stúpanie alebo klesanie). Nie je v ňom žiadna funkcia nahrávania. Citlivosť je regulovaná polohou dvoch jazdcov SEN1 a SEN2 - multiplikátora a rádu (10 mV, 0,1V, 1V).

Šírka pásma 200 kHz sa môže javiť dokonca dosť dobre, ale neponáhľajte sa vyvodiť závery. Upozorňujeme, že miera vzorkovania je iba 1 milión vzoriek za sekundu. Je to 5-násobok frekvencie 200 kHz, čo podľa definície neumožňuje snímať takéto signály vo vysokej kvalite.

Tento osciloskop sa cíti dobre vo zvukovom rozsahu, keď signál prekročí 20 kHz, signál sa začne deformovať, ale stále ostáva stráviteľný a nad 50 - 70 kHz je skreslenie pomerne silné. Zametania 10 μs / div nie sú príliš zvláštne a umožňujú vám túlať sa pri vysokých frekvenciách, pretože doba signálu s periódou 100 kHz je už 10 μs.

To znamená, že aj keby mohol primerane zobrazovať priebeh signálu s frekvenciou rovnajúcou sa deklarovaným 200 kHz, potom by v jednej bunke súradnicovej osi na obrazovke boli dve periódy. Okrem toho je uhlopriečka obrazovky 2,4 palca a rozlíšenie je 320 x 240 pixlov - aj keď budete chcieť, nebudete môcť tento signál normálne vidieť. V zásade môžete „sledovať“ jednoduché spínacie zdroje, frekvencia PWM nepresahuje 50 - 100 kHz, nižšie uvidíte, prečo.

Na obrázku vyššie môžete pozorovať, ako to vyzerá, alebo skôr, ako toto zariadenie vidí pravouhlý signál pri rôznych frekvenciách, ako aj to, ako sa tvar vlny mení pri vysokých frekvenciách (signál z pravouholníka sa zmení na zdeformovaný sínusoid). Poznamenávam, že obdĺžnikový signál sa považuje za veľmi komplexný, takže odhad frekvencie pomocou nej je veľmi spravodlivý.

Venujte pozornosť tomu, čo je zvýraznené červenou farbou. Toto je deliaca cena horizontálnej osi, t.j. každá bunka je 10 mikrosekúnd. To znamená, že už nie je možné natiahnuť signál na obrazovke pre podrobnejšiu štúdiu, to je to, čo som povedal vyššie. Ak pri 60 kHz stále existujú obrysy pravouhlých impulzov, potom pri 100 a ešte viac pri 200 kHz nie je jasné, čo.

Takéto charakteristiky sú však prinajmenšom, ale dokonca umožňujú použitie tohto zariadenia pri oprave počítačového vybavenia, napríklad notebookov, ako autori nasledujúcich videí.

Existuje niekoľko modelov, ktoré sú do istej miery logickým pokračovaním modelu DSO138, ale líšia sa vzhľadom a usporiadaním, takže DSO150 pre 1700 rubľov, v súprave ktorej už existuje dobrá sonda s deličom (fotografia hore) funkčne opakuje predchádzajúce zariadenie, ale navonok je už atraktívnejšia a vyzerá ako hotové zariadenie. Ovláda sa nie pomocou posúvačov, ako v predchádzajúcom prípade, ale pomocou 4 tlačidiel a kódovacieho zariadenia. Žiadne ďalšie rozdiely sa nepozorujú, takže sa nebudeme zdržiavať.

DSO188 - pokročilejší osciloskop zapnutý 1 MHz, ale rovnako ako predchádzajúci nemá pamäť a jednokanálový. Jeho cena je 1600-1900 rubľov. Kompaktný (trochu viac ako krabica na zápalky) a prenosný, pretože je už napájaný z batérie - nemusíte sa starať o problémy galvanickej izolácie so zariadeniami, v ktorých sa merania vykonávajú. Puzdro je zostavené z textitových panelov, ale jeho bočné steny nie sú chránené pred cudzími predmetmi a vlhkosťou.

Používajú sa sondy s konektormi MMCX, v predchádzajúcich boli štandardné konektory BNC. Toto nie je problém, pretože zvyčajne sa dodáva s adaptérom MMCX-BNC. Sonda je v súprave, rovnako ako v prvom modeli - s dvoma krokodílmi a bez deliča.

Jeho technické vlastnosti sú o niečo lepšie ako predchádzajúce možnosti:

• počet kanálov - 1;

• šírka pásma - 0 - 1 MHz;

• vzorkovacia rýchlosť 5 MSa / s;

• ADC - 12 bitov;

• vstupná impedancia: 1MOhm;

• maximálne vstupné napätie: 40 V so sondou 1: 1 a 800 V, ak je sonda s deličom 1:10;

• zdroj energie - vstavaná batéria 230 mAh;

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

• rozsah rozmítania od 2 μs / div do 100 ms / div;

• displej - farba, 1,8 palca s rozlíšením 320x240;

• rozmery zariadenia - 57 * 34 * 11 mm.

Je logické, že by ste nemali dúfať, že budete merať signály pri frekvencii 1 MHz, avšak vzorkovacia frekvencia 5 miliónov výberov za sekundu vám umožní ľahko merať signály pri 300 až 500 kHz, čo už stačí na opravu a akékoľvek prispôsobenie väčšiny spínaných zdrojov energie. Tento prístroj nie je vhodný na jemné doladenie a laboratórne testovanie.

Existuje užitočná funkcia „freeze frame“. Súbor parametrov zobrazovaných na obrazovke (frekvencia, napätie atď.) Sa vo všeobecnosti zhoduje s predchádzajúcimi modelmi. Nižšie je video s prehľadom a testovaním tohto modelu. Toto video vás bude navyše zaujímať, ak neviete, akú šírku pásma a vzorkovaciu frekvenciu potrebujete, autor o tom hovorí podrobne.

Pre 1600 rubľov je to menej výhodné (kvôli rozmerom, ale je to záležitosť vkusu), ale funkčnejší osciloskop ako ten istý DSO150 alebo 138.

Ak sú vyššie uvedené niektoré pomerne staré modely, potom nasledujúci v čase písania sa dá nazvať aj novinkou. Je to tak 100 MHz osciloskop Fnirsi 5012hStojí to asi 4600 rubľov. Je jednokanálový, konektory pre sondy sú univerzálne - BNC a samotné zariadenie beží na batérii s kapacitou až 5 000 mAh (podľa iných zdrojov - 3 000 mAh, môže to závisieť od konfigurácie alebo revízie). Dodáva sa so sondou P6100 s 10x deličom a šírkou pásma až 100 MHz.

Puzdro zariadenia je plastové v žltom silikónovom puzdre, ktoré poskytuje aspoň určitú ochranu pred poškodením.

špecifikácie:

• počet kanálov - 1;

• šírka pásma - 100 MHz;

• vzorkovacia rýchlosť 500 MSa / s;

• ADC - 12 bitov;

• vstupná impedancia: 1MOhm / 25pF;

• komunikačné režimy: AC / DC;

• spúšťací režim: Single, Normal, Auto;

• typy spúšťačov: vzostupný / zostupný odpočinok;

• meranie kurzora: amplitúda, čas;

• maximálne vstupné napätie: 80 V s 1: 1 sondou a 800 V, ak je sonda s deličom 1:10;

• zdroj energie - vstavaná batéria 5 000 mAh;

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

• rozsah rozmítania od 6 ns / div do 50 s / div;

• displej - farba, 2,4 palca s rozlíšením 320x240;

• rozmery: 114 x 74 x 33 mm, hmotnosť: 300 g.

Takýto osciloskop je pre dielňu relatívne lacným riešením, v skutočnosti môže merať signály s frekvenciou 20 - 30 MHz (a vyššou - ale bude tam väčšie skreslenie), čo je o niekoľko rádov viac ako predchádzajúci model v prehľade.

Ak je sonda s deličom, potom taký osciloskop postačuje na väčšinu úloh v dielni na opravu elektroniky, pre ktorú to nemusí stačiť, je to pre milovníkov rozhlasových staníc. Vďaka vstavanej batérii ju môžete používať, ak často musíte pracovať na cestách.

Mimochodom, od toho istého výrobcu existujú aj iné modely osciloskopov, ktoré sú lacnejšie, napríklad FNIRSI PRO so šírkou pásma 5 MHz a vzorkovacou frekvenciou 20 miliónov vzoriek. Ale to nie je o nič lacnejšie, menovite 2500 - 2600 rubľov, takže pri takýchto úsporách nemá zmysel.

V skutočnosti je model veľmi dobrý, ale má niekoľko nedostatkov:

• neexistuje kalibračný signál (potrebný na nastavenie sondy);

• iba jeden kanál (hoci prítomnosť dvoch kanálov nie je pre každého kritická);

• žiadne pripojenie k počítaču.

Nižšie je video, kde porovnávajú:

JINHAN JDS2022A - jedná sa o dvojkanálový osciloskop so vstupným pásmom 20 MHz, jeho cena sa pohybuje v rozmedzí 8 000 - 9 000 rubľov. Toto zariadenie vyzerá ako multimeter, väčší ako predchádzajúci. Je poháňaný vymeniteľnými batériami typu 18650. Je to pohodlnejšie ako vstavaná batéria, pretože ak sú vybité, môžete pracovať mimo dielne, môžete ich rýchlo vymeniť a pokračovať v práci. Nabíjanie je možné aj prostredníctvom štandardného konektora micro-USB, to znamená bez vybratia batérií z konektora.

špecifikácie:

• počet kanálov - 2;

• šírka pásma - 20 MHz;

• vzorkovacia rýchlosť 200 MSa / s;

• ADC - 8 bitov;

• vstupná impedancia: 1MOhm / 25pF;

• komunikačné režimy: AC / DC;

• spúšťací režim: Single, Normal, Auto;

• typy spúšťačov: vzostupný / zostupný odpočinok; 

• maximálne vstupné napätie: 40 V so sondou 1: 1 a 400 V; ak je sonda s deličom 1:10; 2 000 voltov, ak je sonda 1: 100;

• zdroj energie - 2 vymeniteľné 18650 batérií (v cene, ale nemusí byť - záleží na predajcovi);

• citlivosť - 10 mV / div - 5 V / div (ak je sonda 1: 1, ak je delič, vynásobte faktorom delenia);

• rozsah rozmítania od 10 ns / div do 5 s / div;

• displej - farba, 3,2 palca s rozlíšením 320x240;

• Rozmery: 19,5 cm * 9,5 cm 3,7 cm.

Veľmi podivná situácia s batériami - sú na nich 2 konektory, ale k obvodu je pripojený 1. Pri vybíjaní prvého je potrebné ich vymeniť za druhý.

v JINHAN JDS2022A najväčší displej medzi konkurentmi z tohto prehľadu, takže bude pohodlnejší pre prácu v teréne aj v domácej dielni. Môže merať iba amplitúdu a špičkové napätie a frekvenciu meraného signálu, existujú však režimy, ktoré vám umožňujú vykonávať matematické funkcie s nameranými signálmi na rôznych kanáloch a napríklad znázorňovať lissajousove čísla. Skutočné testy ukazujú, že s istotou zobrazuje obdĺžnikový signál pri frekvenciách do 5 MHz, skreslenie je dosť silné pri 10 MHz, ale vo všeobecnosti je možné vidieť prítomnosť signálu.

Toto zariadenie tiež nemá kalibračný výstup, čo je pri práci na ceste nepohodlné - musíte si vziať so sebou generátor. Je to pohodlný a vysoko kvalitný osciloskop a jeho vzhľad už nie je na rozdiel od hračky.Je však potrebné poznamenať, že šírka pásma je stále menšia ako v prípade siete Fnirsi, ale stojí to dvakrát rýchlejšie, ale je to dvojkanálové.

Jednou zo zaujímavých funkcií je možnosť uložiť obrázok z obrazovky. Do pamäte je možné uložiť až 6 snímok obrazovky, ktoré je možné stiahnuť do počítača prostredníctvom micro-USB.

Podrobnejší prehľad zariadenia si môžete pozrieť vo videu nižšie:

K dispozícii je jednokanálová verzia tohto zariadenia, ako aj dvojkanálová (jeden analógový a 1 digitálny kanál) s generátorom signálu - JDS2023 pre 7500 - 8000 rubľov a mnoho ďalších modelov, ktorých hlavné rozdiely sú uvedené v tabuľke nižšie.

záver

Preskúmali sme niekoľko populárnych modelov čínskych osciloskopov. Existujú ďalšie zariadenia podobné z hľadiska vlastností a ceny, ale absolútne nemá zmysel priniesť úplne každé z nich. Účelom tohto článku bolo ukázať, ktorým modelom by sa mala venovať pozornosť pri výbere prvého osciloskopu pre začínajúceho majstra.

Prvé dva modely v preskúmaní - rozpočet a nie príliš funkčné, posledné dva - pokrývajú väčšinu amatérskych potrieb a potrieb opráv. Nemožno povedať konkrétne, čo je lepšie, ale osobne sa mi páči Fnirsi kvôli schopnosti merať relatívne vysoké frekvencie.

Ak potrebujete ešte vyššie frekvencie, ale nie je potrebné žiadne množstvo peňazí, pozrite sa na sovietske analógové osciloskopy. Áno, nemajú schopnosti digitálnych modelov, ako je napríklad zaznamenávanie signálu alebo možnosť kurzora merať signál v danom bode, ale sú oveľa lacnejšie ako digitálne modely s podobným frekvenčným rozsahom.

Nespornou výhodou prenosných osciloskopov je schopnosť byť napájaný z batérie, čo znamená, že nemôže existovať galvanické spojenie so sieťou, takže zariadenie nespálite a nebudete šokovaní, ak sa počas merania dostanete do sieťového napätia.

Čo je možné urobiť pomocou osciloskopu

Meranie osciloskopu