Moderne bærbare oscilloskop - typer, egenskaper, muligheter og funksjoner ved bruk

Oscilloskopet er øynene til en mester som reparerer elektronikk og en radioamatør. Men kostnadene for avanserte modeller er uforståelig for nybegynnere og til og med for mange erfarne håndverkere. For eksempel koster ikke det kuleste digitale oscilloskopet UNI-T UTD2025CL med to kanaler med mulighet til å overføre signaler med en frekvens på opptil 25 MHz mer enn $ 200, og noe RIGOL MSO2302A-S er et kraftig to-kanals oscilloskop med to kanaler og en båndbredde på 300 MHz med en opptaksfunksjon koster nesten $ 4.000.

Men hvor skal jeg dra til den enkle bonden? For det første kan du henvende deg til produktene fra produsenter fra Midt-riket. Det er mange bærbare oscilloskop på Aliexpress med forskjellige egenskaper og muligheter, vi vil vurdere noen av dem i denne artikkelen.

kjennetegn

Til å begynne med, hvis vi snakker om bærbare oscilloskoper, er dette i nesten alle tilfeller digitale enheter. Du må ikke forvente spesiell nøyaktighet når du måler spenning, men for å sjekke om tilstedeværelsen og omtrentlig nivå av forskjellige signaler, for en tilnærmet måling av krusningsnivået, og for å kontrollere forvrengninger i kaskader.

Som alle måleinstrumenter ved oscilloskop Det er en rekke egenskaper, først av alt, i budsjettsegmentet, bør du ta hensyn til to hovedområder:

• Prøvetakingshastigheten er antall prøver som oscilloskopet kan produsere i løpet av et sekund. Enkelt sagt gjenspeiler denne parameteren hvor mange ganger per sekund “hjernen” til oscilloskopet “måler” eller, hvis du vil, “leser” signalet fra inngangen. Jo oftere dette skjer, jo høyere frekvens kan signalet måles. Det måles i antall prøver (prøver) per sekund, selv om det vanligvis er indikert i millioner prøver per sekund. I spesifikasjonene kan du finne forkortelsen "MSa / s" - dette er det.

• Båndbredde. Dette er et frekvensbånd ved den øvre grensen hvor nivået for det målte signalet synker med 3 dB. Denne parameteren forteller oss om den maksimale signalfrekvensen som kan måles. Denne parameteren måles i hertz, eller rettere sagt, i kilo eller megahertz. Det er ønskelig at båndbredden er 3 ... 5 ganger frekvensen til det målte signalet for å utføre målinger uten forvrengning i amplitude.

For en normal signalvisning skal samplingsfrekvensen være i en størrelsesorden (minst) større enn frekvensen til det målte signalet. Det er lett å forstå, bare se på illustrasjonen nedenfor. Grønne prikker skildrer “betinget” signalnivået med en viss frekvens, og linjen som forbinder dem er utseendet til bølgeformen som skal bygges på dem.

I den øvre delen er det 4 punkter for sinusbølgeperioden, og i den nedre delen av figuren er det 8 punkter og det trekkes en linje mellom dem. Som du kan se, jo høyere samplingsfrekvens, jo mer jevn og nøyaktig vil bølgeformen være i forhold til det målte signalet. Det må huskes at digitale oscilloskop kan jevne (og glatte) det resulterende bildet, og oscillogrammet er glatt.

For analoge oscilloskop er det ikke noe som heter "samplingsfrekvens"; der bestemmes evnen til å måle et signal i større grad av båndbredden til enheten.

Følgelig, hvis oscilloskopet ikke er designet for frekvensen av det målte signalet, vil du enten få en forvrengt likhet, eller en uforståelig kurve som er helt usann.

Det er også verdt å merke seg at oscilloskopene er en-kanals og med et stort antall kanaler. Blant budsjettet er enkeltkanals- og to-kanalsmodeller vanlige. Flere kanaler lar deg sammenligne signaler eller samtidig observere flere signaler, som kan være nødvendig når du reparerer eller justerer kretsen.

Siden oscilloskopet er et komplekst måleinstrument, har det en rekke andre parametere som avhenger av nøyaktigheten til målinger og funksjoner, men vi vil ikke nevne dem i denne artikkelen, siden vi vil fokusere på budsjettløsninger for amatører og nybegynnere.

Oversikt over budsjettoscilloskop

Så la oss gå videre til vurderingene. Alle modellene som vurderes drives av lav likespenning, noe som betyr at de kan fungere både fra batterier eller akkumulatorer, og fra en strømforsyning med tilsvarende utgangsspenning. Men husk at hvis det er sterke krusninger ved utgangen fra strømforsyningen, så på oscilloskopskjermen vil du se mye støy og forstyrrelser. Derfor må krusningen jevnes ut ved hjelp av kondensatorer (både elektrolytisk høykapasitet og keramikk).

Kanskje er det billigste og mest populære oscilloskopet fra Kina enkeltkanal 200 kHz oscilloskop DSO138. Modellen selges som et monteringssett eller som en montert enhet klar til bruk. Det første alternativet er noe billigere og vil være interessant for fans å samle noe med egne hender. Det koster omtrent 1000 rubler for den samlede versjonen, den kommer i form av et trykt kretskort med kontakter, kontroller og et display. Finnes også i en gjennomsiktig sak (eller sak selges separat.

Inkludert er en sonde med krokodiller i endene. En slik sonde lar deg i prinsippet måle lavfrekvente signaler, men kan ikke konkurrere med de "virkelige" sonder for oscilloskop.

Det er en versjon av “DSO138 mini”, som bare skiller seg ut i form av kretskortet og plasseringen av kontrollene. Oscilloskopet har en rektangulær signalutgang for innstilling av sonden, på bildet nedenfor kan du se det i øvre høyre hjørne - en liten hopper, og en rektangulær puls trekkes på tavlen.

Enheten er bygget på basis av ARM-mikrokontrolleren STM32F103C8T6 (32-bits basert på kjernen i Cortex M3) og har følgende egenskaper:

• antall kanaler - 1;

• båndbredde - 0-200 kHz;

• prøvetakingshastighet 1 MSa / s;

• inngangsimpedans: 1MOhm / 20pF;

• maksimal inngangsspenning: 50 V med en 1: 1-sonde og 400 V, hvis sonden med en 1:10 divider;

• kommunikasjonsmåter: DC / AC / GND;

• forsyningsspenning - 9 volt;

• strømforbruk - omtrent 100 mA;

• følsomhet - 10 mV / div - 5 V / div med en nøyaktighet på 5%;

• ADC - 12 biter;

• feieområdet fra 10 μs / div til 500 sec / div;

• display - farge, 2,4 tommer med en oppløsning på 320x240;

• PCB-størrelse - 117 * 76 mm.

Oscilloskopet måler amplituden til signalet, dets frekvens og periode, driftssyklus, vurderer spenningen - maksimum, minimum, RMS. Det er også mulig å sette opp på hvilken front som skal synkroniseres (stiger eller faller). Det er ingen opptaksfunksjon i den. Følsomheten reguleres av stillingen til to skyvekontroller SEN1 og SEN2 - multiplikator og rekkefølge (10 mV, 0.1V, 1V).

En båndbredde på 200 kHz kan til og med virke ganske nok, men ikke hastverk med å trekke konklusjoner. Merk at prøvetakingshastigheten bare er 1 million prøver i sekundet. Dette er 5 ganger frekvensen på 200 kHz, som per definisjon ikke tillater høy kvalitet å skyte slike signaler.

Dette oscilloskopet føles godt i lydområdet, når det går over 20 kHz, begynner signalet å forvrenges, men forblir fortsatt fordøyelig, og over 50-70 kHz blir forvrengningene ganske sterke. Feier på 10 μs / div er heller ikke veldig spesielle og lar deg streife rundt ved høye frekvenser, fordi signalperioden med en periode på 100 kHz allerede er 10 μs.

Det vil si, selv om han i tilstrekkelig grad kunne vise bølgeformen til signalet med en frekvens lik den deklarerte 200 kHz, ville det i en celle av koordinataksen på skjermen være to perioder. Dessuten er skjermdiagonalen 2,4 tommer, og oppløsningen er 320x240 piksler - selv om du ønsker det, vil du ikke kunne se dette signalet normalt. I prinsippet kan du "se" enkle vekslende strømforsyninger, PWM-frekvensen overstiger ikke 50-100 kHz, under ser du hvorfor.

På illustrasjonen over kan du se hvordan det ser ut, eller rettere sagt, hvordan denne enheten ser et rektangulært signal ved forskjellige frekvenser, samt hvordan bølgeformen endres ved høye frekvenser (et signal fra en rektangulær blir til en forvrengt sinusoid). Jeg bemerker at et rektangulært signal anses å være veldig sammensatt, så estimeringen av frekvensen med dens hjelp er veldig rettferdig.

Vær oppmerksom på hva som er fremhevet i rødt. Dette er delingsprisen på den horisontale aksen, dvs. hver celle er 10 mikrosekunder. Dette betyr at det ikke lenger er mulig å strekke signalet på skjermen for en mer detaljert undersøkelse, det er dette jeg sa ovenfor. Hvis det fremdeles er konturer av rektangulære pulser ved 60 kHz, så ved 100, og enda mer på 200 kHz, er det ikke lenger klart hva.

Likevel er slike egenskaper i det minste, men de tillater til og med bruk av denne enheten til reparasjon av datautstyr, for eksempel bærbare datamaskiner, som forfatterne av følgende videoer.

Det er en rekke modeller som til en viss grad er en logisk fortsettelse av DSO138, men avviker i utseende og utforming, så DSO150 for 1700 rubler, i settet hvor det allerede er en god sonde med en skillelinje (bildet over) gjentar funksjonelt den forrige enheten, men utad er den allerede mer attraktiv og ser ut som en ferdig enhet. Det styres ikke med et sett skyvekontroller, som i forrige tilfelle, men med 4 knapper og en koder. Ingen flere forskjeller blir observert, så vi vil ikke dvele ved det.

DSO188 - mer avansert oscilloskop på 1 MHz, men også som den forrige ikke har minne og en-kanal. Kostnadene er 1600-1900 rubler. Kompakt (litt mer enn en fyrstikkeske) og bærbar, siden den allerede er drevet av et batteri - du trenger ikke å bekymre deg for problemer med galvanisk isolering med enhetene som målingene gjøres i. Dekselet er satt sammen fra tekstolittsider, men sideflatene er ikke beskyttet mot fremmedlegemer og fuktighet.

Prober med MMCX-kontakter brukes, i de forrige var det standard BNC-kontakter. Dette er ikke et problem fordi det vanligvis leveres med MMCX-BNC adapter. Sonden er i settet, som i den første modellen - med to krokodiller og uten skillelinje.

De tekniske egenskapene er litt bedre enn tidligere alternativer:

• antall kanaler - 1;

• båndbredde - 0-1 MHz;

• prøvetakingshastighet 5 MSa / s;

• ADC - 12 biter;

• inngangsimpedans: 1MOhm;

• maksimal inngangsspenning: 40 V med sonde 1: 1 og 800 V, hvis sonden med en divider på 1:10;

• strømkilde - innebygd 230 mAh batteri;

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

• feieområdet fra 2 μs / div til 100 ms / div;

• skjerm - farge, 1,8 tommer med en oppløsning på 320x240;

• enhetsmål - 57 * 34 * 11 mm.

Det er logisk at du ikke skal håpe å måle signaler med en frekvens på 1 MHz, men en samplingsfrekvens på 5 millioner valg per sekund vil tillate deg å enkelt måle signaler ved 300-500 kHz, noe som allerede er nok for reparasjon og eventuell justering av de fleste vekslende strømforsyninger. Dette instrumentet er ikke egnet for finjustering og laboratorietesting.

Det er en nyttig funksjon "fryseramme". Generelt samsvarer settet med parametere som vises på skjermen (frekvens, spenning, etc.) de tidligere modellene. Nedenfor er en video med oversikt og testing av denne modellen. I tillegg vil denne videoen være av interesse for deg hvis du ikke vet hvilken båndbredde og utvalgshastighet du trenger, forfatteren snakker om dette i detalj.

For 1600 rubler er det mindre praktisk (på grunn av dimensjonene, men det er et spørsmål om smak), men et mer funksjonelt oscilloskop enn det samme DSO150 eller 138.

Hvis ovenstående er noen ganske gamle modeller, kan den neste i skrivende stund til og med kalles en nyhet. Det er det 100 MHz oscilloskop Fnirsi 5012hDet koster omtrent 4600 rubler. Det er enkanal, kontaktene for sonderne er universelle - BNC, og selve enheten kjører på et batteri med en kapasitet på så mye som 5000 mAh (i henhold til andre kilder - 3000 mAh, det kan avhenge av konfigurasjonen eller revisjonen). Leveres komplett med en P6100-sonde med en 10x skillelinje og en båndbredde på opptil 100 MHz.

Enheten til enheten er plast i et gult silikonetui, noe som gir minst en viss beskyttelse mot skade.

spesifikasjoner:

• antall kanaler - 1;

• båndbredde - 100 MHz;

• prøvetakingshastighet 500 MSa / s;

• ADC - 12 biter;

• inngangsimpedans: 1MOhm / 25pF;

• kommunikasjonsmodus: AC / DC;

• utløsermodus: Enkel, Normal, Auto;

• triggertyper: stigende / synkende breakout;

• markørmålinger: amplitude, tid;

• maksimal inngangsspenning: 80 V med en 1: 1-sonde og 800 V, hvis sonden med en 1:10 divider;

• strømkilde - 5000 mAh innebygd batteri;

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

• feieområdet fra 6 ns / div til 50 s / div;

• display - farge, 2,4 tommer med en oppløsning på 320x240;

• dimensjoner: 114 x 74 x 33 mm, vekt: 300 gr.

Et slikt oscilloskop er en relativt billig løsning for verkstedet, i virkeligheten kan det måle signaler med en frekvens på 20-30 MHz (og høyere - men det vil være mer forvrengning), som er et par størrelsesordrer mer enn den forrige modellen i gjennomgangen.

Hvis sonden er med en skillelinje, er et slikt oscilloskop nok for de fleste oppgaver i et elektronikkreparasjonsverksted, som det kanskje ikke er nok for, det er radiostasjonselskere. Takket være det innebygde batteriet kan du bruke det hvis du ofte må jobbe på veien.

Forresten, fra samme produsent er det andre modeller av oscilloskop som er billigere, for eksempel FNIRSI PRO med en båndbredde på 5 MHz og en samplingsfrekvens på 20 millioner prøver. Men det koster ikke mye billigere, nemlig 2500-2600 rubler, så det er ingen spesiell mening i slike besparelser.

Faktisk er modellen veldig bra, men det er et par ulemper:

• det er ingen utgang med kalibreringssignal (nødvendig for å justere sonden);

• bare en kanal (selv om tilstedeværelsen av to kanaler ikke er avgjørende for alle);

• ingen tilkobling til datamaskinen.

Nedenfor er en video hvor de sammenligner:

JINHAN JDS2022A - dette er et to-kanals oscilloskop med passbånd inn 20 MHz, kostnadene ligger i området 8000-9000 rubler. Denne enheten ser ut som en multimeter, større enn den forrige. Det drives av utskiftbare batterier av typen 18650. Dette er mer praktisk enn det innebygde batteriet, siden du er på jobb utenfor verkstedet, hvis de er utladet, kan du raskt bytte dem og fortsette å jobbe. Det er også mulig å lade via en standard mikro-USB-kontakt, det vil si uten å fjerne batteriene fra kontakten.

spesifikasjoner:

• antall kanaler - 2;

• båndbredde - 20 MHz;

• prøvetakingshastighet 200 MSa / s;

• ADC - 8 biter;

• inngangsimpedans: 1MOhm / 25pF;

• kommunikasjonsmodus: AC / DC;

• utløsermodus: Enkel, Normal, Auto;

• triggertyper: stigende / synkende breakout; 

• maksimal inngangsspenning: 40 V med sonde 1: 1 og 400 V; hvis sonden med en skillelinje på 1:10; 2000 volt, hvis sonden er 1: 100;

• strømkilde - 2 utskiftbare 18650 batterier (inkludert, men det kan ikke være - det kommer an på selgeren);

• følsomhet - 10 mV / div - 5 V / div (hvis sonden er 1: 1, hvis det er en skillelinje, multipliser med divisjonsfaktoren);

• feieområdet fra 10 ns / div til 5 s / div;

• skjerm - farge, 3,2 tommer med en oppløsning på 320x240;

• Mål: 19,5 cm * 9,5 cm 3,7 cm.

En veldig merkelig situasjon med batterier - det er to kontakter for dem, men 1 er koblet til kretsen. Når du lader den første ut, må de byttes med den andre.

i JINHAN JDS2022A den største skjermen blant konkurrenter fra denne gjennomgangen, så den vil være mer praktisk både for feltarbeid og hjemmeverksted. Den kan bare måle amplituden og toppspenningen og frekvensen til det målte signalet, men det er moduser som lar deg utføre matematiske funksjoner med de målte signalene på forskjellige kanaler og for eksempel skildre Lissajous-figurer. Ekte tester viser at det trygt viser et rektangulært signal ved frekvenser opp til 5 MHz, forvrengninger er ganske sterke ved 10 MHz, men i det store og hele kan du se tilstedeværelsen av et signal.

Denne enheten har heller ikke en kalibreringsutgang, noe som er upraktisk når du jobber på veien - du må ta en generator med deg. Dette er et praktisk oscilloskop av høy kvalitet, og utseendet er allerede ulikt et leketøy.Men det er verdt å merke seg at båndbredden fremdeles er lavere enn på Fnirsi, men den koster nesten 2 ganger dyrere, men den er dobbeltkanal.

En av de interessante funksjonene er muligheten til å lagre et bilde fra skjermen. Minnet kan lagre opptil 6 skjermbilder som kan lastes ned til en datamaskin via mikro-USB.

Du kan se en mer detaljert oversikt over enheten i videoen nedenfor:

Det er en en-kanals versjon av denne enheten, samt en to-kanals (en analog og en digital kanal) med en signalgenerator - JDS2023 for 7500-8000 rubler og mange andre modeller, de viktigste forskjellene du ser i tabellen nedenfor.

konklusjon

Vi har gjennomgått flere populære modeller av kinesiske oscilloskop. Det er andre enheter som har egenskaper og pris, men det gir absolutt ingen mening å ta med absolutt hver eneste en av dem. Hensikten med denne artikkelen var å vise hvilke modeller som må tas hensyn til når du valgte det første oscilloskopet for en nybegynnermester.

De to første modellene i gjennomgangen - budsjett og ikke for funksjonelle, de to siste - dekker det meste av amatør- og reparasjonsbehov. Det kan ikke sies spesifikt hvilken som er bedre, men personlig liker jeg Fnirsi på grunn av evnen til å måle relativt høye frekvenser.

Hvis du trenger enda høyere frekvenser, men det ikke er nødvendig penger, kan du se på sovjetiske analoge oscilloskop. Ja, de har ikke mulighetene til digitale modeller, for eksempel å registrere et signal eller muligheten for markormåling av et signal på et gitt punkt, men de er mye billigere enn digitale modeller med et lignende frekvensområde.

Den udiskutable fordelen med bærbare oscilloskop er muligheten til å bli drevet av et batteri, noe som betyr at det ikke kan være noen galvanisk forbindelse med nettverket, så du vil ikke brenne enheten, og du vil ikke bli sjokkert hvis du kommer inn i nettspenningen under målingene.

Hva kan gjøres med et oscilloskop

Å ta et oscilloskopmåling