Ако искате да създадете лаборатория по електроника, един от основните инструменти, които не бива да липсват, са осцилоскопите. С тях можете не само да направите някои измервания както при полимерите, но също така ще видите много графични резултати за аналогови и цифрови сигнали. Несъмнено един от най-професионалните и използвани инструменти в електронните лаборатории, а тук ще ви покажем какво точно представлява, как да изберете най-подходящия за вас, и препоръчваме някои марки и модели с най-доброто съотношение цена/качество.
най-добрите осцилоскопи
Ако не знаете какво устройство да купите, ето ви селекция с най-добрите осцилоскопи какво можеш да си купиш. И има за начинаещи, производители и професионалисти, с много разнообразни ценови диапазони. За тази селекция съм избрал 3-те най-добри марки, като от всяка от тях се предлагат 3 различни модела: по-евтин и по-икономичен вариант за начинаещи и аматьори, средна гама и по-скъп вариант за професионалисти.
Марка Ригол
Rigol DS1102Z-E (най-добра цена)
Rigol разполага с едни от най-добрите цифрови осцилоскопи, които можете да намерите, като този модел с цифров тип, с 2 канала, 100 Mhz, 1 GSa/s, 24 Mpts и 8-бита. Позволява приближаване на избрана част, възможност за превъртане, фантастична свързаност, скорост на улавяне на сигнала до 30.000 60.000 wfms/s, способност за показване и анализиране на до 7 800 записани вълнови форми. Всичко се вижда на неговия голям 480″ цветен екран с TFT панел и WVGA резолюция (1×10 px), регулируема яркост, диапазон на вертикалната скала от 2mV/div до XNUMXV/div, USB връзка, XNUMX включени сонди и кабели и др. .
Rigol DS1054Z (междинна гама)
Няма намерени продукти
Това е още един от най-добрите цифрови осцилоскопи. Rigol създаде фантастично устройство с 4 канала вместо два като предишния. С наистина интересни функции, като 150 Mhz, 24Mpts, 1Gsa/s, 30000 wfms/s, както и с тригери, декодиране, поддръжка за различни тригери, USB връзка и споделяне на много други функции с предишната, като напр. неговите 7 инча и резолюция 800×480 px, неговият мащабен диапазон и т.н. Той автоматично ще измерва до 37 параметъра на формата на вълната, със статистика за времето на нарастване и спад, амплитуда на вълната, ширина на импулса, работен цикъл и т.н.
Rigol MSO5204 (най-добрият за професионална употреба)
Rigol MSO5204 е друг от най-интересните професионални осцилоскопи. Това устройство се предлага с 4 канала, 200 Mhz, 8 GSa/s, 100 Mpts и 500000 9 wfms/s. Той включва 256-инчов цветен сензорен екран (мулти-тъч), с капацитивен LCD панел и фантастично мощен хардуер. Той ще улови и представи дори най-малкия детайл. Този екран има великолепна разделителна способност, със стабилност на цветовете и до 41 нива за настройка. Можете автоматично да измервате до XNUMX различни параметъра на формата на вълната в паметта. В този случай ще можете да използвате различни интерфейси, като LAN, USB, HDMI и т.н.
Марка Hantek
Hantek 6022BE (евтин цифров)
Този Hantek е много евтин, цифров и се свързва чрез USB към компютъра. Той не включва екран, но включва софтуер (включен на компактдиск), който да инсталирате в Windows и да можете да правите визуализации през екрана на вашия компютър с този софтуер. Проектиран е от висококачествен анодизиран алуминий. Има 48 MSa/s, 20 Mhz честотна лента и 2 канала (16 логически).
Hantek DSO5102P (междинна гама)
Този друг осцилоскоп с марка Hantek има цветен екран с размер 17,78 cm по диагонал и WVGA резолюция от 800 × 480 px. Той има USB конектор, 2 канала, 1GSa/s за семплиране в реално време, 100Mhz честотна лента, дължина до 40K, четири математически функции за избор, избираеми режими на задействане на ръб/ширина на импулса/линия/наклон/продължение и т.н. Включен е компютърен софтуер за анализ в реално време.
Hantek 6254BD (най-добрият цифров за професионална употреба)
Hantek има и този друг модел, един от най-добрите осцилоскопи за професионална употреба. Цифров вариант, с USB връзка, 250 Mhz, 1 GSa/s, 4 канала, произволна форма на вълната, входна чувствителност до 2 mV-10V/div, лесен за носене, лесен за инсталиране (Plug & Play), много завършен и с усъвършенствани функции, създадени с анодизиран алуминий за корпуса и с възможност за преглед, съхранение и извършване на всякакви операции на екрана на компютъра благодарение на неговия софтуер.
Марка Siglent
Siglent SDS 1102CML (по-достъпна опция)
Този друг е един от най-достъпните, които можете да получите под марката Siglent. Тези модели осцилоскопи имат 7″ цветен TFT LCD екран, с разделителна способност 480×234 px, USB интерфейс, с компютърен софтуер за отдалечен преглед и анализ на всичко през екрана, 150 Mhz широк диапазон, 1 GSa/s, 2 Mpts , и с двоен канал.
Siglent SDS1000X-U Series (междинна гама)
Това е междинният модел Siglent, с 4 канала, цифров тип, 100 Mhz честотна лента, 14 Mpts, 1 GSa/s, 7-инчов TFT LCD екран с резолюция 800×480 px, супер фосфор, с декодери за няколко интерфейса , много лесен за използване благодарение на предния си панел, нова система със SPO технология за подобряване на прецизността и производителността, висока чувствителност, ниско трептене, улавя до 400000 256 wfmp, интензитет, регулируем в XNUMX нива, режим на показване на цветовата температура и т.н.
Серия Siglent SDS2000X Plus (най-доброто за професионална употреба)
Ако искате Siglent за професионална употреба, този друг модел е това, което търсите. Устройство с огромен 10.1-инчов мултитъч екран за наблюдение на сигнали и данни. С интелигентен тригер (ръб, наклон, импулс, прозорец, runt, интервал, отпадане, шаблон и видео). Има 4 канала и 16 цифрови бита, 350 Mhz честотна лента, 200 Mpts дълбочина на паметта, точност на напрежението от 0.5 mV/div до 10V/div, различни режими, 2 GSa/s и капацитет за 500.000 256 wfm/s, XNUMX регулируеми нива на интензитет , дисплей с цветна температура, технология SPO за подобряване на надеждността и пълен с разширени функции.
преносими осцилоскопи
Siglent Серия SHS800 (професионален ръчен осцилоскоп)
Професионален ръчен осцилоскоп с 2 канала, 200Mhz честотна лента, 32Kpts дълбочина на паметта, дисплей с 6000 броя за точно измерване, графики на тенденциите до 32 измервания, 800K обхват на точки, 24-часово време за автоматично записване и страхотно време за автоматично записване. Освен това има време за запис от 0.05 Sa/s.
HanMatek H052 (най-добро съотношение цена/качество)
Мини осцилоскоп с 3.5″ TFT екран, с функция за мултиметър (2 в 1). Екранът е с подсветка, има функция за самокалибриране, с до 7 автоматични средни стойности, до 10000 wfms/s, 50 Mhz, 250 MSa/s, 8K точки на запис, ефективни стойности в реално време, независим мултиметър и входове за осцилоскоп, USB интерфейс -C за захранване и зареждане и др.
Какво е осцилоскоп?
осцилоскопи Те са електронни инструменти, които се използват за представяне на различните електрически променливи на техния LCD екран. на верига, обикновено сигнали, които варират с времето, представено на координатна ос (X за времевата ос, за да се види развитието на сигнала, а по оста Y амплитудата на сигнала е представена във волтове, например). Те са от съществено значение в областта на електрониката за анализиране на схеми и проверка на стойностите на сигнала (аналогов или цифров), както и тяхното поведение.
Осцилоскопите имат сонди или накрайници, с които да получават сигналите на изследваната верига. Електрониката на осцилоскопа ще се погрижи представят ги визуално на екрана, проверявайки от време на време промените (семплиране) и чрез контролите на тригера ще бъде възможно да се стабилизират и показват повтарящи се вълнови форми.
- Вземане на проби: е процесът за преобразуване на част от входящ сигнал в множество дискретни електрически стойности, за да се съхрани в паметта, да се обработи и изведе, като се представи на екрана. Големината на всяка точка на проба ще бъде равна на амплитудата на входния сигнал в момента, в който сигналът се пробва. Тези нанесени точки на екрана могат да бъдат интерпретирани като вълнови форми чрез процес, известен като интерполация, свързващ точките, за да образуват линии или вектори.
- стрелба: Използва се за стабилизиране и показване на повтаряща се вълнова форма. Има няколко типа, като например задействане на ръба, определяне дали ръбът се повишава или намалява в сигнал, идеален за квадратни или цифрови сигнали. Задействането по ширина на импулса може да се използва и за анализ на по-сложни сигнали. Има и други режими, като например единичен тригер, при който осцилоскопът ще покаже следа само когато входният сигнал отговаря на условията на задействане, актуализирайки дисплея и го замразявайки, за да поддържа следата.
Параметри на сигнала
Осцилоскопите могат да измерват серия от параметри на сигнала, които трябва да знаете:
- ефективна стойност
- Максимална стойност
- Минимална стойност
- от връх до връх стойност
- Честота на сигнала (ниска и висока)
- период на сигнала
- сума от сигнали
- Времена на покачване и спад на сигнала
- Отделете сигнала от шума, който може да бъде свързан
- Изчислете времената на разпространение в микроелектронни вериги
- Изчислете БПФ на сигнал
- Вижте промените в импеданса
Части за осцилоскоп
Що се отнася до основните части на осцилоскопа, които трябва да знаете, за да можете да боравите с него, те са:
- екран: е системата за представяне на сигнали и стойности. Този дисплей е бил CRT на по-старите осцилоскопи, но при съвременните осцилоскопи вече е цифров TFT LCD дисплей. Тези екрани могат да бъдат с различни размери и с различни разделителни способности, като VGA, WXGA и др.
- изправена система: отговаря за предоставянето на системата за представяне със сигнална информация за оста Y или вертикалната ос. Обикновено е представен на предната част на осцилоскопа и има своя собствена зона от контроли, обозначена ВЕРТИКАЛНО. Например:
- Мащаб или вертикално усилване: Регулира вертикалната или постоянната чувствителност във волтове/деление. Ще има контрол за всеки от каналите, които осцилоскопът има. Например, ако изберете 5V/div, тогава всяко от деленията на екрана ще представлява 5 волта. Трябва да го настроите въз основа на напрежението на сигнала, така че да може да бъде правилно представено на графиката.
- меню: позволява ви да избирате между различни конфигурации на избрания канал, като входен импеданс (1x, 10x,…), свързване на сигнала (GND, DC, AC), усилване, ограничения на честотната лента, инверсия на канала (обръщане на полярността) и др.
- Позиция: е командата, използвана за преместване на трасето на сигнала вертикално и поставянето му, където желаете.
- FFT: Бърза трансформация на Фурие, опция за използване на математическа функция за извършване на спектрален анализ на сигнала. Така че можете да видите сигнала, разбит на основна честота и хармоници.
- Математически: Цифровите осцилоскопи също често включват тази настройка за избор на различни математически операции, които да се прилагат към сигнали.
- хоризонтална система: данните са представени хоризонтално, с генератор на размах, използван за контролиране на скоростите на движение и който може да се регулира във времето (ns, µда, ms, секунди и т.н.). Всички настройки или контроли за тази ос X са групирани в област, обозначена ХОРИЗОНТАЛНО. Например в зависимост от модела можете да намерите:
- Позиция: ви позволява да местите сигналите по оста X, за да ги регулирате, например да поставите сигнал в началото на цикъл и т.н.
- Escala: Това е мястото, където може да се зададе единица време за разделяне на екрана (s/div). Например, можете да използвате един от 1 ms/div, което ще направи всяко деление на графиката да представлява времеви интервал от една милисекунда. Могат да се използват наносекунди, микросекунди, милисекунди, секунди и др., в зависимост от чувствителността и мащаба, поддържани от модела. Този контрол може да се разбира и като вид "зуум", за да се анализират по-малки детайли на сигнал в по-малък момент.
- Придобиване: Получените данни се преобразуват в цифров формат, като това може да стане по 3 възможни начина и ще повлияе на извадката, тоест скоростта, с която се получават данните. Трите режима са:
- Вземане на проби: Взема проби от входния сигнал на редовни интервали от време, но може да пропусне някои бързи вариации на сигнала.
- среден: Това е силно препоръчителен режим за получаване на поредица от вълнови форми, вземане на средна стойност от всички и показване на получения сигнал на екрана.
- Откриване на пикове: подходящо, ако искате да намалите свързания шум, който може да има сигнал. В този случай осцилоскопът ще търси максимални и минимални стойности на входящия сигнал, като по този начин представя сигнала в импулси. Трябва обаче да се внимава, тъй като в този режим свързаният шум може да изглежда по-голям, отколкото е в действителност.
- Тригер: тригерната система показва кога искаме сигналът да започне да рисува на екрана. Например, представете си, че сте използвали база 1 времева скала µs и графиката на оста X на времето има 10 хоризонтални деления, тогава осцилоскопът ще начертае 100.000 XNUMX графики в минута и ако всяка от тях започне в различна точка, ще бъде хаос. За да не се случи това, в този раздел можете да действате за това. Някои контроли са:
- меню: селектор за различните опции или възможни режими на снимане (ръчен, автоматичен,...).
- Ниво или ниво: този потенциометър позволява регулиране на нивото на задействане на сигнал.
- принудителен спусък: форсиране на удара в момента на натискане.
- сонди: са клемите или тестовите точки, които ще бъдат в контакт с частите на устройството или веригата, които ще бъдат анализирани. Те трябва да са подходящи, в противен случай кабелът, който свързва сондата с осцилоскопа, може да действа като антена и да улавя паразитни сигнали от близки телефони, електронни устройства, радио и др. Много сонди се доставят с потенциометър за компенсиране на тези проблеми и се нуждаят от калибриране, за да покажат правилните стойности на дисплея, в съответствие с избраните скали по осите на дисплея.
Безопасност на осцилоскопа
Друг важен аспект при използване на осцилоскоп в лаборатория е да имате предвид мерки за сигурност за да не повредите устройството или да не предизвикате злополуки, които могат да ви засегнат. Винаги е важно да прочетете ръководството на производителя, за да спазвате препоръките за безопасност и употреба. Някои общи правила, общи за всички модели, са:
- Избягвайте да работите в среди със запалими или експлозивни продукти.
- Носете защитна екипировка, за да избегнете изгаряния или токов удар.
- Заземете всички заземявания, както сондата на осцилоскопа, така и тестовата верига.
- Не докосвайте компонентите на веригата или голите накрайници на сондата, които са под напрежение.
- Винаги свързвайте оборудването към безопасна и заземена захранваща мрежа.
приложения
Ако все още не можете да го намерите приложение За това устройство трябва да знаете всичко, което ви позволява да извършвате осцилоскопи във вашата електронна лаборатория:
- Измерете амплитудата на сигнала
- измерване на честоти
- измерване на импулси
- измерване на цикли
- Средна стойност на фазовото изместване на два сигнала
- XY измервания с помощта на фигури на Лисажу
Е, и това изразено по по-практичен начин, може да се използва за:
- Проверете електронните компоненти, кабели или шини
- Диагностицирайте проблеми във веригата
- Проверете аналоговите или цифровите сигнали във веригата
- Определете качеството на електронните сигнали в критични системи
- Обратно инженерство на електронни устройства
- И дори осцилоскопите могат да надхвърлят електрониката и да използват свойствата си за измерване на определени електрически сигнали, за да ги модифицират и да наблюдават биомедицинските параметри на пациентите в болница, като кръвното им налягане, дихателната честота, електрическата нервна активност и т.н. Може да се използва и за измерване на звукова мощност, вибрации и др
Видове осцилоскопи
Има различни видове осцилоскопи. Например, в зависимост от това как са направени измерванията на сигнала, имаме:
- Аналогов: напрежението, измерено от сондите, ще бъде показано на екрана на CRT, без трансформации от аналогово към цифрово. При тях се улавят периодични сигнали, докато преходните явления обикновено не се отразяват на екрана, освен ако не се повтарят периодично. В допълнение, този тип осцилоскоп има ограничения, като например, че не улавя сигнали, които не са периодични, при улавяне на много бързи сигнали намаляват яркостта на екрана поради намаляване на честотата на опресняване и сигнали, които са твърде бавни няма да образува следи (може само в епруветки с висока устойчивост).
- цифров: подобни на предишните, но приемат аналоговия сигнал от сондата и го преобразуват в цифров с помощта на ADC (A/D преобразувател), който ще се обработва цифрово и се показва на екрана. В момента те са най-разпространени предвид предимствата им, като например възможността да се свърже с компютъра, за да анализира резултатите с помощта на софтуер, да ги съхранява и т.н. От друга страна, благодарение на своята схема, те могат да добавят функции, които липсват на аналоговите, като автоматично измерване на пикови стойности, ръбове или интервали, преходно улавяне и разширени изчисления като FFT и др.
Те също могат да бъдат каталогизирани според неговата преносимост или употреба:
- преносим осцилоскоп: те са компактни и леки инструменти, за да се улесни пренасянето им от едно място на друго за извършване на измерванията. Те могат да бъдат интересни за техниците.
- Лабораторен или промишлен осцилоскоп: те са по-големи, настолни устройства, много по-мощни и проектирани да бъдат оставени на фиксирано място.
Освен това, според технологията използвано, може също да се направи разлика между:
- DSO (цифров осцилоскоп за съхранение): Този цифров осцилоскоп за съхранение използва система за серийна обработка. Това е най-често срещаният тип в цифровите осцилоскопи. Те могат да улавят преходни събития, да ги съхраняват във файлове, да ги анализират и т.н.
- DPO (цифров фосфорен осцилоскоп): Те не могат да покажат нивото на интензитета на сигнала в реално време, както се случва в аналоговите, но DSO не може. Ето защо беше създадено DPO, което все още беше цифрово, но реши този проблем. Те позволяват по-бързо улавяне и анализ на сигнала.
- От вземане на проби: обменяйте по-висока честотна лента за по-нисък динамичен обхват. Входът не е отслабен или усилен, като е в състояние да се справи с пълен диапазон от сигнал. Този тип цифров осцилоскоп работи само с повтарящи се сигнали и не може да улавя преходни процеси извън нормалната честота на дискретизация.
- MSO (осцилоскоп със смесен сигнал): те са хибридизация между DPO и 16-канален логически анализатор, включително декодиране и активиране на протокола за паралелно-серийна шина. Те са най-добри за проверка и отстраняване на грешки в цифрови схеми.
- базиран на компютър: Известни също като USB осцилоскоп, тъй като те нямат дисплей, а разчитат на софтуер за показване на резултати от свързан компютър.
Въпреки че може да има и други видове, тези са най-популярните и тези, които обикновено ще намерите.
Как да изберем най-добрия осцилоскоп
Когато изберете добър осцилоскоп, трябва да вземете предвид някои от следните характеристики. По този начин ще можете да изберете най-доброто и най-подходящото за вашата употреба:
- За какво искаш осцилоскопа? Важно е да определите за какво ще го използвате, тъй като осцилоскопът за анализиране на цифрови схеми на логическо ниво не е същият като този за RF или че трябва да транспортирате от едно място на друго и т.н. Освен това е важно също да определите дали го искате за професионална употреба или за хоби. В първия случай си струва да инвестирате малко повече, за да получите по-професионално и прецизно оборудване. Във втория случай е по-добре да изберете нещо със средно-ниска цена.
- Presupuesto: знанието колко имате на разположение да инвестирате във вашето оборудване ще ви помогне да изключите много модели, които са извън бюджета и ще намали диапазона от възможности.
- Честотна лента (Hz): Определя обхвата на сигналите, които можете да измервате. Трябва да изберете осцилоскоп, който има достатъчно честотна лента, за да улови точно най-високите честоти на сигналите, с които ще работите. Запомнете правилото на 5, което е да изберете осцилоскоп, който заедно със сондата предлага поне 5 пъти максималната честотна лента от сигнала, който обикновено измервате за най-добри резултати.
- Време за нарастване (= 0.35/широчина на честотната лента): От съществено значение е да се анализират импулси или квадратни вълни, тоест цифрови сигнали. Колкото по-бързо е, толкова по-точни са измерванията на времето. Трябва да изберете обхвати с времена на нарастване по-малко от 1/5 пъти най-бързото време на нарастване на сигнала, който ще използвате.
- сонди: Има някои осцилоскопи, които имат няколко специални сонди за различни изисквания. Много от днешните осцилоскопи обикновено се предлагат с пасивни сонди с висок импеданс и активни сонди за по-високи честотни измервания. За среден диапазон е по-добре да изберете сонди с капацитивен товар < 10 pF.
- Честота на дискретизация или честота (Sa/so Samples per Second): ще определи колко пъти детайлите или стойностите на вълната, която трябва да бъде измерена, се улавят за единица време. Колкото по-високо е, толкова по-добра е разделителната способност и толкова по-бързо ще използва паметта. Трябва да изберете осцилоскоп, който има поне 5 пъти най-високата честота на веригата, която ще анализирате.
- Активиране или задействане: Най-добре, ако предлага по-усъвършенствани тригери за сложни вълнови форми. Колкото по-добре е, толкова по-добре ще можете да откриете възможни аномалии, които са трудни за локализиране.
- Дълбочина на паметта или дължина на записа (т.): Колкото повече, толкова по-добра разделителна способност за сложни сигнали. Показва броя на точките, които могат да бъдат съхранени в паметта, тоест капацитета за съхраняване на предишни резултати, докато се извършва експеримент. Броят на показанията може да бъде записан и всички стойности могат да се видят, за да се направят по-точни заключения или последващи действия.
- Брой канали: Изберете осцилоскопа с правилния брой канали, колкото повече канали, толкова повече подробности могат да бъдат получени. Аналоговите бяха само по 2 канала, докато цифровите могат да вървят от 2 и нагоре.
- Интерфейс: Трябва да е възможно най-интуитивно и лесно, особено ако сте начинаещ. Някои усъвършенствани осцилоскопи са подходящи само за професионалисти, тъй като по-малко опитен потребител ще трябва постоянно да чете ръководството.
- Аналогов срещу цифров: в момента цифровите са доминиращи на пазара поради своите предимства, като позволяват по-голяма лекота и без ограничения за дължината на записа. Следователно предпочитаният вариант определено трябва да бъде цифров осцилоскоп за почти всички случаи.
- марки: най-добрите марки осцилоскопи са Siglent, Hantek, Rigol, Owon, Yeapook и др. Следователно закупуването на един от техните модели ще бъде гаранция за добро представяне и качество.