Osciloscopis moderns portàtils: tipus, característiques, capacitats i característiques d'ús

L'oscil·loscopi és la mirada d'un mestre que repara l'electrònica i un radioafeccionat. Però el cost dels models avançats és incomprensible per a principiants i fins i tot per a molts artesans amb experiència. Per exemple, no l’oscil·loscopi digital més fresc UNI-T UTD2025CL amb dos canals amb capacitat de transmetre senyals amb una freqüència de fins a 25 MHz costa més de 200 dòlars, i alguns RIGOL MSO2302A-S és un potent oscil·loscopi de dos canals amb dos canals i un ample de banda de 300 MHz amb una funció de gravador costa gairebé 4.000 dòlars.

Però on anar al senzill pagès? Per començar, podeu recórrer als productes dels fabricants del Regne Mitjà. Hi ha molts osciloscopis portàtils a Aliexpress amb diferents característiques i capacitats, en considerarem alguns d’aquests articles.

Característiques

Per començar, si parlem d’osciloscopis portàtils, aleshores en gairebé tots els casos es tracta de dispositius digitals. No heu d'esperar una precisió especial en la mesura de la tensió, sinó per comprovar la presència i el nivell aproximat de diversos senyals, per a una mesura aproximada del nivell d'ondulació i per comprovar les distorsions en cascades.

Com qualsevol aparell de mesura als osciloscopis En el segment pressupostari, en primer lloc, hi ha diverses característiques, hauríeu de parar atenció a dues principals:

• La velocitat de mostreig és el nombre de mostres que l’oscil·loscopi pot produir en un segon. En termes simples, aquest paràmetre reflecteix quantes vegades per segon els "cervells" de l'oscil·loscopi "mesura" o, si voleu, "llegir" el senyal de l'entrada. Com més sovint això passi, més alta és la freqüència que es pot mesurar el senyal. Es mesura en el nombre de mostres (segons) per segon, tot i que se sol indicar en milions de mostres per segon. A les especificacions podeu trobar l’abreviatura "MSa / s" - ja ho és.

• Amplada de banda Es tracta d’una banda de freqüència al límit superior de la qual el nivell del senyal mesurat disminueix en 3 dB. Aquest paràmetre ens parla de la freqüència màxima del senyal que es pot mesurar. Aquest paràmetre es mesura en hertz, o millor dit, en quilo o megahertz. És desitjable que l'amplada de banda sigui de 3 ... 5 vegades la freqüència del senyal mesurat per tal de realitzar mesures sense distorsió en amplitud.

Per a una visualització normal del senyal, la freqüència de mostreig ha de ser un ordre de magnitud (com a mínim) superior a la freqüència del senyal mesurat. És fàcil d'entendre, només cal veure la il·lustració següent. Els punts verds representen "llegir" el nivell de senyal amb una certa freqüència i la línia que els connecta és l'aparença de la forma d'ona que es construirà sobre ells.

A la part superior, hi ha 4 punts per al període d’ona sinusoïdal, i a la part inferior de la figura hi ha 8 punts i es traça una línia entre ells. Com podeu veure, com més gran sigui la freqüència de mostreig, més bona i precisa serà la forma d'ona respecte al senyal mesurat. Cal tenir en compte que els osciloscopis digitals poden suavitzar (i suavitzar) la imatge resultant, i que l’oscil·logram és suau.

Per als osciloscopis analògics, no existeix un concepte com a "freqüència de mostreig", on la capacitat de mesurar un senyal està determinada en una major mesura per l'amplada de banda del dispositiu.

En conseqüència, si l'oscil·loscopi no està dissenyat per a la freqüència del senyal mesurat, obtindreu una similitud distorsionada o una corba incomprensible que és completament falsa.

També cal destacar que els oscil·loscopis són d’un sol canal i amb un gran nombre de canals. Entre els pressupostos, són habituals els models d’un sol canal i dos canals. Diversos canals permeten comparar senyals o observar simultàniament diversos senyals, que poden ser necessaris a l’hora de reparar o ajustar el circuit.

Atès que l’oscil·loscopi és un complex aparell de mesura, té diversos altres paràmetres dels quals depèn la precisió de les mesures i les funcions, però no els mencionarem en aquest article, ja que ens centrarem en solucions de pressupost per a aficionats i principiants.

Visió general dels oscil·loscopis pressupostaris

Per tant, passem a les ressenyes. Tots els models considerats estan alimentats amb baixa tensió de corrent continu, cosa que significa que poden funcionar des de bateries o acumuladors o bé amb una font d’alimentació amb la tensió de sortida corresponent. Però tingueu en compte que si hi ha fortes ondulacions a la sortida de l’alimentació, aleshores a la pantalla de l’oscil·loscopi podreu veure sorolls i interferències. Per tant, s'ha d'alleujar l'ondulació amb condensadors (tant de gran capacitat electrolítica com de ceràmica).

Potser és l’oscil·loscopi més barat i popular de la Xina osciloscopi monocanal DSO138 de 200 kHz. El model es ven com a equip de muntatge o com a dispositiu muntat a punt per al seu ús. La primera opció és una mica més barata i serà interessant perquè els aficionats recullin alguna cosa amb les seves pròpies mans. Costa aproximadament 1000 rubles per la versió muntada, es presenta en forma de placa de circuit imprès amb connectors, comandaments i pantalla. També es troba en un estoig transparent (o estoig venut per separat.

S'inclou una sonda amb cocodrils als seus extrems. Aquesta sonda, en principi, permet mesurar senyals de baixa freqüència, però no pot competir amb les sondes "reals" per als osciloscopis.

Hi ha una versió de "DSO138 mini", que només difereix per la forma de la placa de circuit imprès i la ubicació dels controls. L’oscil·loscopi té una sortida de senyal rectangular per ajustar la sonda, a la foto de sota es pot veure a la cantonada superior dreta: un pont petit i un pols rectangular es dibuixa a la pissarra.

El dispositiu es basa en el microcontrolador ARM STM32F103C8T6 (32 bits basat en el nucli Cortex M3) i presenta les següents característiques:

• nombre de canals - 1;

• ample de banda: 0-200 kHz;

• taxa de mostreig 1 MSa / s;

• impedància d’entrada: 1MOhm / 20pF;

• tensió màxima d’entrada: 50 V amb una sonda 1: 1 i 400 V, si la sonda amb un divisor d’1:10;

• modes de comunicació: DC / AC / GND;

• tensió d’alimentació - 9 volts;

• consum actual - uns 100 mA;

• sensibilitat - 10 mV / div - 5 V / div amb una precisió del 5%;

• ADC - 12 bits;

• el rang d'escombrat oscil·la entre 10 μs / div a 500 seg / div;

• pantalla: color, 2,4 polzades amb una resolució de 320x240;

• Mida de PCB: 117 * 76 mm.

L’osciloscopi mesura l’amplitud del senyal, la seva freqüència i el període, cicle de treball, considera la tensió - màxim, mínim, RMS. També és possible configurar en quin cantó sincronitzar-se (pujar o baixar). No hi ha cap funció de registre. La sensibilitat està regulada per la posició de dos lliscadors SEN1 i SEN2: multiplicador i ordre (10 mV, 0.1V, 1V).

Un ample de banda de 200 kHz fins i tot pot semblar prou, però no us afanyeu a treure conclusions. Tingueu en compte que la taxa de mostreig és només d’un milió de mostres per segon. Es tracta de cinc vegades la freqüència de 200 kHz, que per definició no permet disparar aquests senyals d'alta qualitat.

Aquest osciloscopi se sent bé en el rang de so, quan supera els 20 kHz, el senyal comença a deformar-se, però continua sent digerible, i per sobre dels 50-70 kHz les distorsions es fan força fortes. Els escombrats de 10 μs / div tampoc són molt especials i permeten rodar a altes freqüències, perquè el període de senyal amb un període de 100 kHz ja és de 10 μs.

És a dir, fins i tot si pogués mostrar adequadament la forma d'ona del senyal amb una freqüència igual a la de 200 kHz declarada, llavors en una cel·la de l'eix de coordenades de la pantalla hi hauria 2 períodes. A més, la pantalla en diagonal és de 2,4 polzades i la resolució és de 320x240 píxels; encara que ho desitgeu, no podreu veure aquest senyal normalment. En principi, podeu "veure" fonts d'alimentació de commutació senzilles, la freqüència PWM no supera els 50-100 kHz, per sota veureu el perquè.

A la il·lustració anterior, podeu observar com es veu, o millor dit, com aquest dispositiu veu un senyal rectangular a diferents freqüències, així com com la forma d’ona canvia a freqüències altes (un senyal d’un rectangle es converteix en un sinusoide distorsionat). Tinc en compte que un senyal rectangular es considera molt complex, de manera que l'estimació de freqüència amb la seva ajuda és molt justa.

Fixeu-vos en allò que es destaca en vermell. Aquest és el preu de divisió de l’eix horitzontal, és a dir. cada cèl·lula té 10 microsegons. Això vol dir que ja no és possible estirar el senyal a la pantalla per fer un estudi més detallat, això és el que he dit més amunt. Si a 60 kHz encara hi ha esquemes de polsos rectangulars, llavors a 100, i més encara a 200 kHz, ja no se sap què.

Tot i així, aquest tipus de característiques són com a mínim, però fins i tot es poden utilitzar en la reparació d’equips informàtics, per exemple, ordinadors portàtils, com són els autors dels vídeos següents.

Hi ha diversos models que fins a cert punt són una continuació lògica del DSO138, però difereixen en aparença i disposició, de manera que DSO150 per a 1700 rubles, el kit del qual ja hi ha una bona sonda amb un divisor (foto superior) repeteix funcionalment l’anterior dispositiu, però cap a l’exterior ja és més atractiu i sembla un dispositiu acabat. Es controla no amb un joc de control lliscant, com en el cas anterior, sinó amb 4 botons i un codificador. No s’observen més diferències, per la qual cosa no ens hi aferrarem.

DSO188 - Osciloscopi més avançat 1 MHz, però també com l'anterior no té memòria i un sol canal. El seu cost és de 1600-1900 rubles. Compacte (una mica més que una caixa de llumins) i portàtil, ja que ja està alimentat per una bateria, no us haureu de preocupar per problemes d’aïllament galvànic amb els dispositius on es realitzen les mesures. El estoig es munta a partir de panells de textolita, però les seves cares laterals no estan protegides dels objectes i la humitat alienes.

S'utilitzen sondes amb connectors MMCX, en els anteriors hi havia connectors BNC estàndard. Això no és un problema, ja que sol portar l'adaptador MMCX-BNC. La sonda es troba al kit, com en el primer model, amb dos cocodrils i sense divisor.

Les seves característiques tècniques són lleugerament superiors a les opcions anteriors:

• nombre de canals - 1;

• ample de banda: 0-1 MHz;

• taxa de mostreig 5 MSa / s;

• ADC - 12 bits;

• impedància d’entrada: 1MOhm;

• tensió màxima d’entrada: 40 V amb la sonda 1: 1 i 800 V, si la sonda amb un divisor de 1:10;

• font d’energia: bateria incorporada de 230 mAh;

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

• barrat de barratge de 2 μs / div a 100 ms / div;

• pantalla: color, 1,8 polzades amb una resolució de 320x240;

• Dimensions del dispositiu: 57 * 34 * 11 mm.

És lògic que no hagueu d’esperar mesurar els senyals a una freqüència d’1 MHz, però, una freqüència de mostreig de 5 milions de seleccions per segon us permetrà mesurar fàcilment els senyals a 300-500 kHz, cosa que ja és suficient per reparar i ajustar la majoria de les fonts d’alimentació de commutació. Aquest instrument no és adequat per afinar i realitzar proves de laboratori.

Hi ha una funció útil "congelar marc". En general, el conjunt de paràmetres que es mostren a la pantalla (freqüència, tensió, etc.) coincideixen amb els models anteriors. A continuació, es mostra un vídeo amb una visió general i proves d’aquest model. A més, aquest vídeo us interessarà si no coneixeu l'amplada de banda i la taxa de mostra que necessiteu, l'autor en parla detalladament.

Per a 1600 rubles, és menys convenient (per les dimensions, però és una qüestió de gust), però un osciloscopi més funcional que el mateix DSO150 o 138.

Si els anteriors són alguns models força antics, el següent a l’hora d’escriure fins i tot es pot anomenar una novetat. Ho és 100 MHz osciloscopi Fnirsi 5012hCosta uns 4600 rubles. És d’un sol canal, els connectors de les sondes són universals - BNC i el propi dispositiu funciona amb una bateria amb una capacitat de fins a 5000 mAh (segons altres fonts - 3000 mAh, pot dependre de la configuració o de la revisió). Inclou una sonda P6100 amb un divisor de 10x i un ample de banda de fins a 100 MHz.

El estoig del dispositiu és de plàstic amb caixa de silicona groga, que ofereix almenys una protecció contra danys.

Especificacions:

• nombre de canals - 1;

• ample de banda: 100 MHz;

• taxa de mostreig 500 MSa / s;

• ADC - 12 bits;

• impedància d’entrada: 1MOhm / 25pF;

• modes de comunicació: AC / DC;

• mode activador: Individual, Normal, Automàtic;

• Tipus de disparador: Desglossament ascendent / descendent;

• mesures del cursor: amplitud, temps;

• tensió màxima d’entrada: 80 V amb una sonda 1: 1 i 800 V, si la sonda amb un divisor d’1:10;

• font d’energia: bateria incorporada de 5000 mAh;

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

• barratge de 6 ns / div a 50 s / div;

• pantalla: color, 2,4 polzades amb una resolució de 320x240;

• mides: 114 x 74 x 33 mm, pes: 300 gr.

Aquest osciloscopi és una solució relativament barata per al taller, en realitat pot mesurar senyals amb una freqüència de 20-30 MHz (i superior - però hi haurà més distorsions), que és un parell d’ordres de magnitud més que el model anterior a la revisió.

Si la sonda es troba amb un divisor, un osciloscopi és suficient per a la majoria de tasques en un taller de reparació d’electrònica, per a qui pot no ser suficient, els amants de les emissores de ràdio. Gràcies a la bateria incorporada, podeu utilitzar-la si sovint heu de treballar a la carretera.

Per cert, del mateix fabricant hi ha altres models d’oscil·loscopis més barats, per exemple, FNIRSI PRO amb un ample de banda de 5 MHz i una freqüència de mostreig de 20 milions de mostres. Però no costa gaire més barat, és a dir, 2500-2600 rubles, per la qual cosa no hi ha cap sentit particular en aquests estalvis.

De fet, el model és molt bo, però hi ha un parell d’inconvenients:

• no hi ha sortida amb un senyal de calibració (necessari per ajustar la sonda);

• només un canal (tot i que la presència de dos canals no és crítica per a tots);

• cap connectivitat amb l’ordinador.

A continuació, es mostra un vídeo on es comparen:

JINHAN JDS2022A - aquest és un osciloscopi de dos canals amb una banda de pas endins 20 MHz, el seu cost està en el rang de 8.000-9000 rubles. Aquest dispositiu sembla un multímetre, més gran que l’anterior. S'alimenta amb bateries substituïbles del tipus 18650. Això és més convenient que la bateria incorporada, ja que al treballar fora del taller, si es descarreguen, es poden substituir ràpidament i continuar treballant. També es pot carregar mitjançant un connector estàndard micro-USB, és a dir, sense treure les bateries del connector.

Especificacions:

• nombre de canals - 2;

• ample de banda: 20 MHz;

• taxa de mostreig 200 MSa / s;

• ADC - 8 bits;

• impedància d’entrada: 1MOhm / 25pF;

• modes de comunicació: AC / DC;

• mode activador: Individual, Normal, Automàtic;

• Tipus de disparador: Desglossament ascendent / descendent; 

• tensió màxima d’entrada: 40 V amb la sonda 1: 1 i 400 V; si la sonda amb un divisor de 1:10; 2000 volts, si la sonda és 1: 100;

• font d’energia: 2 bateries 18650 substituïbles (incloses, però pot ser que no depèn del venedor);

• sensibilitat - 10 mV / div - 5 V / div (si la sonda és 1: 1, si hi ha un divisor, multiplica pel factor de divisió);

• barratge de 10 ns / div a 5 s / div;

• pantalla: color, 3,2 polzades amb una resolució de 320x240;

• Mides: 19,5cm * 9,5 cm 3,7 cm.

Una situació molt estranya amb les bateries: hi ha 2 connectors per a ells, però 1 està connectat al circuit. Quan es descarrega el primer, s’han d’intercanviar amb el segon.

At JINHAN JDS2022A la major mostració entre els competidors d'aquesta revisió, per la qual cosa serà més convenient tant per a treballs de camp com per a tallers domèstics. Només pot mesurar l'amplitud, la tensió màxima i la freqüència del senyal mesurat, però hi ha modes que permeten realitzar funcions matemàtiques amb els senyals mesurats en diferents canals i, per exemple, representar figures Lissajous. Les proves reals demostren que mostra confidencialment un senyal rectangular a freqüències de fins a 5 MHz, les distorsions són força fortes a 10 MHz, però en general es pot veure la presència d’un senyal.

Aquest dispositiu tampoc té una sortida de calibració, cosa que resulta inconvenient quan es treballa a la carretera. Haureu de portar-vos un generador. Es tracta d’un osciloscopi convenient i d’alta qualitat, i el seu aspecte ja és diferent a una joguina.Però convé remarcar que l'amplada de banda continua sent menor que a Fnirsi, però costa gairebé dues vegades més cara, però és de dos canals.

Una de les característiques interessants és la possibilitat de desar una imatge de la pantalla. La memòria pot emmagatzemar fins a 6 captures de pantalla que es poden descarregar a un ordinador mitjançant micro-USB.

Podeu veure una visió general més detallada del dispositiu al vídeo següent:

Existeix una versió d’un sol canal d’aquest dispositiu, així com un canal de dos canals (un analògic i 1 digital) amb generador de senyal: JDS2023 per a rubles 7500-8000 i molts altres models, les principals diferències que veieu a la taula següent.

Conclusió

Hem revisat diversos models populars d’osciloscopis xinesos. Hi ha altres dispositius similars quant a característiques i preu, però no té cap sentit aportar absolutament cadascun d’ells. L’objectiu d’aquest article era mostrar quins models s’han de prestar atenció a l’hora d’escollir el primer osciloscopi per a un mestre novell.

Els dos primers models de la revisió -el pressupost i no massa funcional, els dos últims- cobreixen la majoria de necessitats d’aficionats i reparacions. No es pot dir específicament quin és millor, però personalment m’agrada Fnirsi per la capacitat de mesurar freqüències relativament altes.

Si necessiteu freqüències encara més elevades, però no hi ha cap quantitat de diners necessària, mireu els osciloscopis analògics soviètics. Sí, no tenen la capacitat dels models digitals, com ara l'enregistrament d'un senyal o la possibilitat de mesurar el cursor d'un senyal en un moment determinat, però són molt més barats que els models digitals amb un rang de freqüències similar.

L’avantatge indiscutible dels osciloscopis portàtils és la capacitat de ser alimentat per una bateria, cosa que significa que no hi pot haver cap connexió galvànica amb la xarxa, de manera que no cremarà l’aparell i no quedarà xocat si entres a la tensió de la xarxa quan es fan mesures.

Què es pot fer amb un osciloscopi

Realització d'una mesurament dels oscil·loscopis