Moderni oscilloscopi portatili: tipi, caratteristiche, capacità e caratteristiche d'uso

L'oscilloscopio è l'occhio di un maestro che ripara l'elettronica e un radioamatore. Ma il costo dei modelli avanzati è incomprensibile per i principianti e anche per molti artigiani esperti. Ad esempio, non l'oscilloscopio digitale più cool UNI-T UTD2025CL con due canali con la capacità di trasmettere segnali con una frequenza fino a 25 MHz costa più di $ 200, e alcuni RIGOL MSO2302A-S è un potente oscilloscopio a due canali con due canali e una larghezza di banda di 300 MHz con una funzione di registrazione costa quasi $ 4.000.

Ma dove andare dal semplice contadino? Per cominciare, puoi rivolgerti ai prodotti dei produttori del Medio Regno. Su Aliexpress ci sono molti oscilloscopi portatili con caratteristiche e capacità diverse, ne prenderemo in considerazione alcuni in questo articolo.

caratteristiche

Per cominciare, se parliamo di oscilloscopi portatili, in quasi tutti i casi si tratta di dispositivi digitali. Non dovresti aspettarti una precisione particolare nella misurazione della tensione, ma per verificare la presenza e il livello approssimativo di vari segnali, per una misurazione approssimativa del livello di ondulazione, per controllare le distorsioni in cascata.

Come qualsiasi dispositivo di misurazione agli oscilloscopi Ci sono una serie di caratteristiche, prima di tutto, nel segmento di budget, dovresti prestare attenzione a due principali:

• La frequenza di campionamento è il numero di campioni che l'oscilloscopio può produrre in un secondo. In termini semplici, questo parametro riflette quante volte al secondo i "cervelli" dell'oscilloscopio "misurano" o, se vuoi, "leggi" il segnale dall'ingresso. Più spesso ciò accade, maggiore è la frequenza con cui è possibile misurare il segnale. Viene misurato nel numero di campioni (campioni) al secondo, sebbene sia generalmente indicato in milioni di campioni al secondo. Nelle specifiche puoi trovare l'abbreviazione "MSa / s" - eccola.

• Larghezza di banda. Questa è una banda di frequenza al limite superiore di cui il livello del segnale misurato diminuisce di 3 dB. Questo parametro ci dice della massima frequenza del segnale che può essere misurata. Questo parametro è misurato in hertz, o meglio in chilo o megahertz. È auspicabile che la larghezza di banda sia 3 ... 5 volte la frequenza del segnale misurato al fine di eseguire misurazioni senza distorsione in ampiezza.

Per una normale visualizzazione del segnale, la frequenza di campionamento dovrebbe essere di un ordine di grandezza (almeno) maggiore della frequenza del segnale misurato. È facile da capire, basta guardare l'illustrazione qui sotto. I punti verdi descrivono condizionalmente la "lettura" del livello del segnale con una certa frequenza e la linea che li collega è l'aspetto della forma d'onda che verrà costruita su di essi.

Nella parte superiore, ci sono 4 punti per il periodo dell'onda sinusoidale e nella parte inferiore della figura ci sono 8 punti e tra loro è tracciata una linea. Come puoi vedere, maggiore è la frequenza di campionamento, più uniforme e accurata sarà la forma d'onda relativa al segnale misurato. Va tenuto presente che gli oscilloscopi digitali possono levigare (e levigare) l'immagine risultante e l'oscillogramma è uniforme.

Per gli oscilloscopi analogici, non esiste una "frequenza di campionamento", in quanto la capacità di misurare un segnale è determinata in misura maggiore dalla larghezza di banda del dispositivo.

Di conseguenza, se l'oscilloscopio non è progettato per la frequenza del segnale misurato, si otterrà una somiglianza distorta o una curva incomprensibile completamente falsa.

Vale anche la pena notare che gli oscilloscopi sono a canale singolo e con un gran numero di canali. Tra il budget, i modelli a canale singolo e a due canali sono comuni. Diversi canali consentono di confrontare i segnali o di osservare contemporaneamente più segnali, che possono essere necessari durante la riparazione o la regolazione del circuito.

Poiché l'oscilloscopio è un dispositivo di misurazione complesso, ha una serie di altri parametri che dipendono dall'accuratezza delle misurazioni e delle funzioni, ma non ne menzioneremo in questo articolo, poiché ci concentreremo su soluzioni economiche per dilettanti e principianti.

Panoramica degli oscilloscopi budget

Passiamo quindi alle recensioni. Tutti i modelli considerati sono alimentati da una bassa tensione CC, il che significa che possono funzionare sia da batterie o accumulatori, sia da un alimentatore con la corrispondente tensione di uscita. Ma tieni presente che se ci sono forti increspature all'uscita dell'alimentatore, sullo schermo dell'oscilloscopio vedrai un sacco di rumore e interferenze. Pertanto, l'ondulazione deve essere livellata usando condensatori (sia elettrolitici ad alta capacità che ceramici).

Forse l'oscilloscopio più economico e popolare dalla Cina è oscilloscopio a canale singolo 200 kHz DSO138. Il modello viene venduto come kit di assemblaggio o come dispositivo assemblato pronto per l'uso. La prima opzione è in qualche modo più economica e sarà interessante per i fan raccogliere qualcosa con le proprie mani. Costa circa 1000 rubli per la versione assemblata, si presenta sotto forma di un circuito stampato con connettori, controlli e un display. Anche trovato in una custodia trasparente (o custodia venduta separatamente.

Inclusa è una sonda con coccodrilli alle estremità. Tale sonda, in linea di principio, consente di misurare segnali a bassa frequenza, ma non può competere con le sonde "reali" per oscilloscopi.

Esiste una versione di "DSO138 mini", che differisce solo per la forma del circuito stampato e la posizione dei controlli. L'oscilloscopio ha un'uscita di segnale rettangolare per sintonizzare la sonda, nella foto sotto puoi vederla nell'angolo in alto a destra - un piccolo ponticello e un impulso rettangolare è disegnato sulla scheda.

Il dispositivo è costruito sulla base del microcontrollore ARM STM32F103C8T6 (a 32 bit basato sul core del Cortex M3) e presenta le seguenti caratteristiche:

• numero di canali - 1;

• larghezza di banda - 0-200 kHz;

• frequenza di campionamento 1 MSa / s;

• impedenza di ingresso: 1MOhm / 20pF;

• massima tensione di ingresso: 50 V con una sonda 1: 1 e 400 V, se la sonda con un divisore 1:10;

• modalità di comunicazione: DC / AC / GND;

• tensione di alimentazione - 9 volt;

• consumo di corrente - circa 100 mA;

• sensibilità - 10 mV / div - 5 V / div con una precisione del 5%;

• ADC - 12 bit;

• intervallo di scansione da 10 μs / div a 500 sec / div;

• display - colore, 2,4 pollici con una risoluzione di 320x240;

• Dimensione PCB - 117 * 76 mm.

L'oscilloscopio misura l'ampiezza del segnale, la sua frequenza e periodo, il ciclo di lavoro, considera la tensione - massima, minima, RMS. È anche possibile impostare su quale fronte sincronizzare (in salita o in discesa). Non è presente alcuna funzione di registrazione. La sensibilità è regolata dalla posizione di due cursori SEN1 e SEN2 - moltiplicatore e ordine (10 mV, 0,1 V, 1 V).

Una larghezza di banda di 200 kHz può persino sembrare abbastanza, ma non correre a trarre conclusioni. Si noti che la frequenza di campionamento è solo 1 milione di campioni al secondo. Questa è 5 volte la frequenza di 200 kHz, che per definizione non consente di catturare segnali di alta qualità.

Questo oscilloscopio si sente bene nella gamma del suono, quando supera i 20 kHz, il segnale inizia a distorcere, ma rimane ancora digeribile e oltre i 50-70 kHz le distorsioni diventano piuttosto forti. Anche gli sweep di 10 μs / div non sono molto speciali e consentono di eseguire il roaming ad alte frequenze, poiché il periodo del segnale con un periodo di 100 kHz è già di 10 μs.

Cioè, anche se fosse in grado di visualizzare adeguatamente la forma d'onda del segnale con una frequenza uguale ai 200 kHz dichiarati, allora in una cella dell'asse delle coordinate sullo schermo ci sarebbero 2 periodi. Inoltre, la diagonale dello schermo è di 2,4 pollici e la risoluzione è di 320x240 pixel - anche se lo desideri, non sarai in grado di vedere questo segnale normalmente. In linea di principio, puoi "guardare" semplici alimentatori a commutazione, la frequenza PWM non supera i 50-100 kHz, sotto vedrai perché.

Nell'illustrazione sopra, puoi osservare come appare, o meglio, come questo dispositivo vede un segnale rettangolare a frequenze diverse, nonché come la forma d'onda cambia ad alte frequenze (un segnale da un rettangolare si trasforma in una sinusoide distorta). Noto che un segnale rettangolare è considerato molto complesso, quindi la stima della frequenza con il suo aiuto è molto corretta.

Presta attenzione a ciò che è evidenziato in rosso. Questo è il prezzo di divisione dell'asse orizzontale, ad es. ogni cella ha 10 microsecondi. Ciò significa che non è più possibile estendere il segnale sullo schermo per uno studio più dettagliato, questo è quello che ho detto sopra. Se a 60 kHz ci sono ancora contorni di impulsi rettangolari, quindi a 100 e ancora di più a 200 kHz, non è più chiaro cosa.

Tuttavia, tali caratteristiche sono almeno, ma consentono persino l'uso di questo dispositivo nella riparazione di apparecchiature informatiche, ad esempio computer portatili, come gli autori dei seguenti video.

Esistono numerosi modelli che, in una certa misura, sono una continuazione logica del DSO138, ma differiscono per aspetto e layout, quindi DSO150 per 1700 rubli, nel kit di cui esiste già una buona sonda con un divisore (foto sopra) ripete funzionalmente il dispositivo precedente, ma esternamente è già più attraente e sembra un dispositivo finito. È controllato non con un set di cursori, come nel caso precedente, ma con 4 pulsanti e un encoder. Non si osservano più differenze, quindi non ci soffermeremo su di essa.

DSO188 - oscilloscopio più avanzato acceso 1 MHz, ma come il precedente non ha memoria e canale singolo. Il suo costo è di 1600-1900 rubli. Compatto (un po 'più di una scatola di fiammiferi) e portatile, poiché è già alimentato da una batteria: non devi preoccuparti di problemi di isolamento galvanico con i dispositivi in ​​cui vengono effettuate le misurazioni. La custodia è assemblata da pannelli di textolite, ma le sue facce laterali non sono protette da corpi estranei e umidità.

Vengono utilizzate sonde con connettori MMCX, nelle precedenti c'erano connettori BNC standard. Questo non è un problema perché di solito viene fornito con l'adattatore MMCX-BNC. La sonda è nel kit, come nel primo modello - con due coccodrilli e senza un divisore.

Le sue caratteristiche tecniche sono leggermente superiori alle opzioni precedenti:

• numero di canali - 1;

• larghezza di banda - 0-1 MHz;

• frequenza di campionamento 5 MSa / s;

• ADC - 12 bit;

• impedenza di ingresso: 1MOhm;

• massima tensione di ingresso: 40 V con sonda 1: 1 e 800 V, se la sonda con un divisore di 1:10;

• fonte di alimentazione - batteria integrata da 230 mAh;

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

• intervallo di scansione da 2 μs / div a 100 ms / div;

• display - colore, 1,8 pollici con una risoluzione di 320x240;

• dimensioni del dispositivo - 57 * 34 * 11 mm.

È logico che non si debba sperare di misurare i segnali a una frequenza di 1 MHz, tuttavia, una frequenza di campionamento di 5 milioni di selezioni al secondo consentirà di misurare facilmente i segnali a 300-500 kHz, che è già sufficiente per la riparazione e qualsiasi regolazione della maggior parte degli alimentatori a commutazione. Questo strumento non è adatto per la messa a punto e le prove di laboratorio.

Esiste un'utile funzione "freeze frame". In generale, l'insieme dei parametri visualizzati sullo schermo (frequenza, tensione, ecc.) Corrisponde ai modelli precedenti. Di seguito è riportato un video con una panoramica e test di questo modello. Inoltre, questo video ti interesserà se non sai di quale larghezza di banda e frequenza di campionamento hai bisogno, l'autore ne parla in dettaglio.

Per 1600 rubli è meno conveniente (a causa delle dimensioni, ma è una questione di gusti), ma un oscilloscopio più funzionale rispetto allo stesso DSO150 o 138.

Se quanto sopra sono alcuni modelli piuttosto vecchi, allora il prossimo al momento della scrittura può anche essere chiamato una novità. Lo è 100 MHz oscilloscopio Fnirsi 5012hCosta circa 4600 rubli. È a canale singolo, i connettori per le sonde sono universali - BNC e il dispositivo stesso funziona con una batteria con una capacità fino a 5000 mAh (secondo altre fonti - 3000 mAh, può dipendere dalla configurazione o dalla revisione). Viene fornito completo con una sonda P6100 con un divisore 10x e una larghezza di banda fino a 100 MHz.

La custodia del dispositivo è in plastica in una custodia in silicone giallo, che fornisce almeno una protezione dai danni.

specifiche tecniche:

• numero di canali - 1;

• larghezza di banda - 100 MHz;

• frequenza di campionamento 500 MSa / s;

• ADC - 12 bit;

• impedenza di ingresso: 1MOhm / 25pF;

• modalità di comunicazione: AC / DC;

• modalità trigger: singolo, normale, automatico;

• tipi di trigger: Breakout crescente / decrescente;

• misure del cursore: ampiezza, tempo;

• massima tensione di ingresso: 80 V con una sonda 1: 1 e 800 V, se la sonda con un divisore 1:10;

• fonte di alimentazione - batteria integrata da 5000 mAh;

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

• intervallo di scansione da 6 ns / div a 50 s / div;

• display - colore, 2,4 pollici con una risoluzione di 320x240;

• dimensioni: 114 x 74 x 33 mm, peso: 300 gr.

Un tale oscilloscopio è una soluzione relativamente economica per l'officina, in realtà può misurare segnali con una frequenza di 20-30 MHz (e superiore - ma ci sarà più distorsione), che è un paio di ordini di grandezza in più rispetto al modello precedente nella recensione.

Se la sonda è con un divisore, un tale oscilloscopio è sufficiente per la maggior parte delle attività in un'officina di riparazione elettronica, per la quale potrebbe non essere sufficiente, è per gli amanti delle stazioni radio. Grazie alla batteria integrata, puoi usarla se devi lavorare spesso su strada.

A proposito, dallo stesso produttore ci sono altri modelli di oscilloscopi più economici, ad esempio FNIRSI PRO con una larghezza di banda di 5 MHz e una frequenza di campionamento di 20 milioni di campioni. Ma non costa molto meno, vale a dire 2500-2600 rubli, quindi non ha alcun senso particolare in tali risparmi.

In effetti, il modello è molto buono, ma ci sono un paio di inconvenienti:

• non c'è uscita con un segnale di calibrazione (necessario per regolare la sonda);

• solo un canale (sebbene la presenza di due canali non sia critica per tutti);

• nessuna connettività al computer.

Di seguito è un video in cui si confrontano:

JINHAN JDS2022A - questo è un oscilloscopio a due canali con una banda passante 20 MHz, il suo costo è compreso tra 8000-9000 rubli. Questo dispositivo sembra un multimetro, più grande del precedente. È alimentato da batterie 18650 sostituibili, il che è più conveniente della batteria integrata, poiché essendo al lavoro fuori dall'officina, se sono scariche, è possibile sostituirle rapidamente e continuare a lavorare. È anche possibile caricare tramite un connettore micro-USB standard, cioè senza rimuovere le batterie dal connettore.

specifiche tecniche:

• numero di canali - 2;

• larghezza di banda - 20 MHz;

• frequenza di campionamento 200 MSa / s;

• ADC - 8 bit;

• impedenza di ingresso: 1MOhm / 25pF;

• modalità di comunicazione: AC / DC;

• modalità trigger: singolo, normale, automatico;

• tipi di trigger: Breakout crescente / decrescente; 

• massima tensione di ingresso: 40 V con sonda 1: 1 e 400 V; se la sonda con un divisore di 1:10; 2000 volt, se la sonda è 1: 100;

• fonte di alimentazione - 2 batterie 18650 sostituibili (incluse, ma potrebbero non esserlo - dipende dal venditore);

• sensibilità - 10 mV / div - 5 V / div (se la sonda è 1: 1, se è presente un divisore, moltiplicare per il fattore di divisione);

• intervallo di scansione da 10 ns / div a 5 s / div;

• display - colore, 3,2 pollici con una risoluzione di 320x240;

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

Una situazione molto strana con le batterie: ci sono 2 connettori per loro, ma 1 è collegato al circuito e quando si scarica il primo, devono essere scambiati con il secondo.

in JINHAN JDS2022A il più grande display tra i concorrenti di questa recensione, quindi sarà più conveniente sia per il lavoro sul campo che nell'officina domestica. Può solo misurare l'ampiezza e la tensione di picco e la frequenza del segnale misurato, ma ci sono modalità che consentono di eseguire funzioni matematiche con i segnali misurati su canali diversi e, ad esempio, raffigurano figure di Lissajous. Test reali mostrano che mostra con sicurezza un segnale rettangolare a frequenze fino a 5 MHz, le distorsioni sono piuttosto forti a 10 MHz, ma nel complesso è possibile vedere la presenza di un segnale.

Inoltre, questo dispositivo non ha un'uscita di calibrazione, il che è scomodo quando si lavora su strada: è necessario portare un generatore con sé. Questo è un oscilloscopio conveniente e di alta qualità, e il suo aspetto è già diverso da un giocattolo.Ma vale la pena notare che la larghezza di banda è ancora inferiore rispetto a Fnirsi, ma costa quasi 2 volte più costosa, ma è a doppio canale.

Una delle caratteristiche interessanti è la possibilità di salvare un'immagine dallo schermo. La memoria può contenere fino a 6 schermate che possono essere scaricate su un computer tramite micro-USB.

Puoi guardare una panoramica più dettagliata del dispositivo nel video qui sotto:

Esiste una versione a canale singolo di questo dispositivo, nonché un canale a due canali (un canale analogico e 1 digitale) con un generatore di segnale - JDS2023 per 7500-8000 rubli e molti altri modelli, le principali differenze che vedi nella tabella seguente.

conclusione

Abbiamo esaminato diversi modelli popolari di oscilloscopi cinesi. Esistono altri dispositivi simili in termini di caratteristiche e prezzo, ma non ha assolutamente senso portarli assolutamente tutti. Lo scopo di questo articolo era mostrare a quali modelli bisogna prestare attenzione quando si sceglie il primo oscilloscopio per un maestro alle prime armi.

I primi due modelli in esame - budget e non troppo funzionali, gli ultimi due - coprono la maggior parte delle esigenze di dilettanti e riparazioni. Non si può dire specificamente quale sia la cosa migliore, ma personalmente mi piace Fnirsi per la capacità di misurare frequenze relativamente alte.

Se hai bisogno di frequenze ancora più alte, ma non c'è una quantità di denaro necessaria, guarda gli oscilloscopi analogici sovietici. Sì, non hanno le capacità dei modelli digitali, come la registrazione di un segnale o la possibilità di misurare il cursore di un segnale in un determinato punto, ma sono molto più economici dei modelli digitali con un intervallo di frequenza simile.

Il vantaggio indiscutibile degli oscilloscopi portatili è la capacità di essere alimentato da una batteria, il che significa che non può esserci alcuna connessione galvanica con la rete, quindi non brucerai il dispositivo e non sarai scioccato se entri nella tensione di rete durante le misurazioni.

Cosa si può fare con un oscilloscopio

Esecuzione di una misurazione dell'oscilloscopio