Pokud chcete zřídit elektronickou laboratoř, jedním ze zásadních nástrojů, který by neměl chybět, jsou osciloskopy. S nimi můžete nejen provádět některá měření jako u polymery, ale také uvidíte velmi grafické výsledky na analogových a digitálních signálech. Bezesporu jeden z nejprofesionálnějších a nejpoužívanějších nástrojů v elektronických laboratořích a zde vám ukážeme, co to přesně je, jak si vybrat ten nejvhodnější pro vás a doporučíme některé značky a modely s nejlepším poměrem cena/výkon.
nejlepší osciloskopy
Pokud nevíte, jaké zařízení si koupit, tady to je výběr s nejlepšími osciloskopy co si můžeš koupit. A existují pro začátečníky, výrobce i profesionály, s velmi pestrými cenovými rozpětími. Pro tento výběr jsem vybral 3 nejlepší značky a od každé se nabízejí 3 různé modely: levnější a ekonomičtější varianta pro začátečníky a amatéry, střední řada a dražší varianta pro profesionály.
Značka Rigol
Rigol DS1102Z-E (nejlepší cena)
Rigol má některé z nejlepších digitálních osciloskopů, které můžete najít, jako je tento model digitálního typu, se 2 kanály, 100 Mhz, 1 GSa/s, 24 Mpts a 8 bitů. Umožňuje přiblížení vybrané části, možnost posouvání, fantastická konektivita, rychlost snímání křivek až 30.000 60.000 wfms/s, schopnost zobrazit a analyzovat až 7 800 zaznamenaných křivek. Vše viditelné na jeho velké 480″ barevné obrazovce s TFT panelem a rozlišením WVGA (1×10 px), nastavitelným jasem, vertikálním rozsahem škály od 2mV/div do XNUMXV/div, USB připojením, XNUMX sondami a kabely v ceně atd. .
Rigol DS1054Z (střední řada)
Nebyly nalezeny žádné produkty.
Toto je další z nejlepších digitálních osciloskopů. Rigol vytvořil fantastické zařízení se 4 kanály místo dvou jako předchozí. S opravdu zajímavými funkcemi, jako je jeho 150 Mhz, 24Mpts, 1Gsa/s, 30000 wfms/s, stejně jako s triggery, dekódováním, podporou různých triggerů, USB připojením a sdílením mnoha dalších funkcí s předchozím, jako je např. jeho 7 palců a rozlišení 800 × 480 px, jeho rozsah měřítka atd. Automaticky změří až 37 parametrů tvaru vlny se statistikami o době vzestupu a poklesu, amplitudě vlny, šířce pulzu, pracovním cyklu atd.
Rigol MSO5204 (nejlepší pro profesionální použití)
Rigol MSO5204 je dalším z nejzajímavějších profesionálních osciloskopů. Toto zařízení je dodáváno se 4 kanály, 200 Mhz, 8 GSa/s, 100 Mpts a 500000 9 wfms/s. Obsahuje 256″ barevnou dotykovou obrazovku (multi-touch), s kapacitním LCD panelem a fantastický výkonný hardware. Zachytí a znázorní i ten nejmenší detail. Tato obrazovka má skvělé rozlišení, stálost barev a až 41 úrovní nastavení. V paměti můžete automaticky měřit až XNUMX různých parametrů průběhu. V tomto případě budete moci používat různá rozhraní, jako je LAN, USB, HDMI atd.
Značka Hantek
Hantek 6022BE (levný digitální)
Tento Hantek je velmi levný, digitální a k PC se připojuje přes USB. Neobsahuje obrazovku, ale obsahuje software (obsažený na disku CD), který lze nainstalovat do systému Windows a pomocí tohoto softwaru lze provádět vizualizace na obrazovce počítače. Je navržen z vysoce kvalitního eloxovaného hliníku. Má 48 MSa/s, šířku pásma 20 Mhz a 2 kanály (16 logických).
Hantek DSO5102P (střední řada)
Tento další osciloskop značky Hantek má barevnou obrazovku s úhlopříčkou 17,78 cm a rozlišením WVGA 800 × 480 px. Má USB konektor, 2 kanály, 1GSa/s pro vzorkování v reálném čase, šířku pásma 100 MHz, délku až 40K, čtyři matematické funkce na výběr, volitelné režimy spouštění hrany/šířky pulsu/řádku/slopu/přesčasu atd. Součástí je počítačový software pro analýzu v reálném čase.
Hantek 6254BD (nejlepší digitální pro profesionální použití)
Hantek má i tento další model, jeden z nejlepších osciloskopů pro profesionální použití. Digitální varianta, s USB připojením, 250 Mhz, 1 GSa/s, 4 kanály, libovolný průběh, citlivost jeho vstupu až 2 mV-10V/div, snadné přenášení, snadná instalace (Plug & Play), velmi kompletní a s pokročilými funkcemi, vytvořenými z eloxovaného hliníku pro plášť a s možností prohlížení, ukládání a provádění všech druhů operací na obrazovce PC díky jeho softwaru.
Značka Siglent
Siglent SDS 1102CML (dostupnější varianta)
Tento druhý je jedním z cenově nejdostupnějších, které pod značkou Siglent seženete. Tyto modely osciloskopů mají 7″ barevný TFT LCD displej s rozlišením 480×234 px, USB rozhraní, s PC softwarem pro vzdálené prohlížení a analýzu všeho přes obrazovku, 150 Mhz široké pásmo, 1 GSa/s, 2 Mpts a s dvojitým kanálem.
Siglent SDS1000X-U Series (střední řada)
Jedná se o střední model Siglent, se 4 kanály, digitální typ, šířka pásma 100 Mhz, 14 Mpts, 1 GSa/s, 7palcový TFT LCD displej s rozlišením 800×480 px, super fosfor, s dekodéry pro několik rozhraní , velmi snadné použití díky přednímu panelu, nový systém s technologií SPO pro zlepšení věrnosti a výkonu, vysoká citlivost, nízký jitter, zachytí až 400000 256 wfmps, intenzita nastavitelná ve XNUMX úrovních, režim zobrazení teploty barev atd.
Řada Siglent SDS2000X Plus (nejlepší pro profesionální použití)
Pokud chcete Siglent pro profesionální použití, tento jiný model je to, co hledáte. Zařízení s obrovskou 10.1″ multidotykovou obrazovkou pro sledování signálů a dat. S inteligentním spouštěním (hrana, sklon, puls, okno, runt, interval, výpadek, vzor a video). Má 4 kanály a 16 digitálních bitů, šířku pásma 350 Mhz, hloubku paměti 200 Mpts, přesnost napětí od 0.5 mV/div do 10 V/div, různé režimy, 2 GSa/s a kapacitu pro 500.000 256 wfm/s, XNUMX nastavitelných úrovní intenzity , zobrazení teploty barev, technologie SPO pro zvýšení spolehlivosti a nabité pokročilými funkcemi.
přenosné osciloskopy
Siglent Řada SHS800 (profesionální ruční osciloskop)
Profesionální ruční osciloskop se 2 kanály, šířkou pásma 200 MHz, hloubkou paměti 32 kpts, zobrazením počtu 6000 pro přesné měření, grafy trendů až 32 měření, rozsahem bodů 800 24, 0.05hodinovou dobou záznamu a velkou autonomií. Také má dobu záznamu XNUMX Sa/s.
HanMatek H052 (nejlepší hodnota za peníze)
Miniaturní osciloskop s 3.5″ TFT obrazovkou s funkcí multimetru (2 v 1). Obrazovka je podsvícená, má funkci autokalibrace, až 7 automatických průměrů, až 10000 50 wfms/s, 250 Mhz, 8 MSa/s, XNUMXK záznamové body, efektivní hodnoty v reálném čase, nezávislý multimetr a vstupy osciloskopu, USB rozhraní -C pro napájení a nabíjení atd.
Co je to osciloskop?
osciloskopy Jsou to elektronické přístroje, které se používají k zobrazení různých elektrických proměnných na jejich LCD obrazovce. obvodu, obecně signály, které se mění s časem znázorněné na souřadnicové ose (X pro časovou osu pro zobrazení vývoje signálu a na ose Y je amplituda signálu reprezentována například ve voltech). Jsou nezbytné v oblasti elektroniky pro analýzu obvodů a kontrolu hodnot signálů (analogových nebo digitálních), stejně jako jejich chování.
Osciloskopy mají sondy nebo hroty, pomocí kterých lze získat signály studovaného obvodu. O to se postará elektronika osciloskopu reprezentovat je vizuálně na obrazovce, čas od času kontrolovat změny (vzorkování) a pomocí ovládacích prvků spouštění bude možné stabilizovat a zobrazovat opakující se průběhy.
- Vzorkování: je proces přeměny části příchozího signálu na řadu diskrétních elektrických hodnot za účelem jejich uložení do paměti, zpracování a zobrazení zobrazením na obrazovce. Velikost každého vzorkovacího bodu bude rovna amplitudě vstupního signálu v době, kdy je signál vzorkován. Tyto vynesené body na obrazovce lze interpretovat jako průběhy prostřednictvím procesu známého jako interpolace, spojující body do tvaru čar nebo vektorů.
- Výstřely: Používá se ke stabilizaci a zobrazení opakujícího se tvaru vlny. Existuje několik typů, jako je spouštění hranou, které určuje, zda hrana stoupá nebo klesá v signálu, ideální pro čtvercové nebo digitální signály. Pulzní šířkové spouštění lze také použít k analýze složitějších signálů. Existují také další režimy, jako je jednoduché spouštění, kde osciloskop zobrazí stopu pouze tehdy, když vstupní signál splňuje podmínky spouštění, aktualizuje zobrazení a zmrazí jej, aby se stopa udržela.
Parametry signálu
Osciloskopy mohou měřit řadu parametry signálu, které byste měli znát:
- efektivní hodnotu
- Maximální hodnota
- Minimální hodnota
- špičková hodnota
- Frekvence signálu (nízká i vysoká)
- perioda signálu
- součet signálů
- Časy vzestupu a poklesu signálu
- Oddělte signál od šumu, který může být spojen
- Vypočítejte doby šíření v mikroelektronických obvodech
- Vypočítejte FFT signálu
- Viz změny impedance
Části osciloskopu
Pokud jde o základní části osciloskopu, které musíte znát, abyste s ním mohli zacházet, jsou to:
- Obrazovka: je reprezentační systém signálů a hodnot. Tento displej býval CRT na starších osciloskopech, ale na moderních osciloskopech je to nyní digitální TFT LCD displej. Tyto obrazovky mohou mít různé velikosti a různá rozlišení, jako je VGA, WXGA atd.
- vzpřímený systém: je zodpovědný za poskytování informací o signálu pro osu Y nebo vertikální osu reprezentačnímu systému. Obvykle je znázorněn na přední straně osciloskopu a má vlastní zónu ovládacích prvků označenou VERTICAL. Například:
- Měřítko nebo vertikální zisk: Upravuje vertikální nebo konstantní citlivost ve voltech/dílek. Bude existovat ovládání pro každý z kanálů, které osciloskop má. Pokud například zvolíte 5V/div, každé z dělení obrazovky bude představovat 5 voltů. Musíte jej upravit na základě napětí signálu, aby jej bylo možné správně zobrazit v grafu.
- menu: umožňuje volit mezi různými konfiguracemi zvoleného kanálu, jako je vstupní impedance (1x, 10x,…), signálová vazba (GND, DC, AC), zisk, omezení šířky pásma, inverze kanálu (invertuje polaritu) atd.
- Pozice: je příkaz používaný k vertikálnímu posunutí stopy signálu a jeho umístění na požadované místo.
- FFT: Rychlá Fourierova transformace, možnost použití matematické funkce k provedení spektrální analýzy signálu. Takže můžete vidět signál rozdělený na základní frekvenci a harmonické.
- matematika: Digitální osciloskopy také často obsahují toto nastavení pro výběr různých matematických operací, které se mají aplikovat na signály.
- horizontální systém: jsou data znázorněna vodorovně, s generátorem rozmítání používaným k řízení rychlostí rozmítání, který lze upravit v čase (ns, µano, ms, sekundy atd.). Všechna nastavení nebo ovládací prvky pro tuto osu X jsou seskupeny v oblasti označené HORIZONTAL. V závislosti na modelu můžete například najít:
- Pozice: umožňuje posouvat signály podél osy X a upravovat je, například umístit signál na začátek cyklu atd.
- Měřítko: Zde lze nastavit jednotku času na dělení obrazovky (s/div). Můžete například použít jednu z 1 ms/div, díky čemuž bude každý díl grafu představovat časové rozpětí jedné milisekundy. Lze použít nanosekundy, mikrosekundy, milisekundy, sekundy atd. v závislosti na citlivosti a měřítku podporovaném modelem. Toto ovládání lze také chápat jako určitý druh "zoomu", pro analýzu detailnějších detailů signálu v menším okamžiku.
- Získávání: Získaná data jsou převedena do digitálního formátu a to lze provést 3 možnými způsoby a ovlivní to vzorkování, tedy rychlost, s jakou jsou data pořízena. Tři režimy jsou:
- Vzorkování: Vzorkuje vstupní signál v pravidelných časových intervalech, ale může vynechat některé rychlé změny signálu.
- Průměrný: Toto je vysoce doporučený režim pro případy, kdy je pořizována řada křivek, přičemž se vezme průměr všech z nich a výsledný signál se zobrazí na obrazovce.
- Špičková detekce: vhodné, pokud chcete snížit vázaný šum, který může mít signál. V tomto případě bude osciloskop hledat maximální a minimální hodnoty příchozího signálu, čímž bude signál reprezentovat v pulzech. Je však třeba dávat pozor, protože v tomto režimu se může zdát vázaný šum větší, než ve skutečnosti je.
- spoušť: spouštěcí systém indikuje, kdy chceme, aby signál začal kreslit na obrazovce. Představte si například, že jste použili časové měřítko se základnou 1 µs a graf času na ose X má 10 horizontálních dílků, pak osciloskop vynese 100.000 XNUMX grafů za minutu, a pokud každý začne v jiném bodě, byl by to chaos. Aby se tak nestalo, v této sekci za to můžete jednat. Některé ovládací prvky jsou:
- menu: volič různých možností nebo možných režimů fotografování (manuální, automatický,...).
- Úroveň nebo úroveň: tento potenciometr umožňuje nastavení úrovně spouštění signálu.
- silová spoušť: vynutí výstřel v okamžiku stisknutí.
- sondy: jsou svorky nebo testovací body, které budou v kontaktu s částmi zařízení nebo obvodu, které mají být analyzovány. Musí být dostatečné, jinak by kabel, který spojuje sondu s osciloskopem, mohl fungovat jako anténa a zachytit parazitní signály z blízkých telefonů, elektronických zařízení, rádia atd. Mnoho sond je dodáváno s potenciometrem pro kompenzaci těchto problémů a vyžaduje kalibraci pro zobrazení správných hodnot na displeji v souladu se zvolenými stupnicemi na osách zobrazení.
Bezpečnost osciloskopu
Dalším důležitým aspektem při používání osciloskopu v laboratoři je mít na paměti bezpečnostní opatření aby nedošlo k poškození zařízení nebo k nehodám, které by vás mohly postihnout. Vždy je nezbytné přečíst si návod výrobce, abyste respektovali doporučení pro bezpečnost a použití. Některá obecná pravidla společná pro všechny modely jsou:
- Vyhněte se práci v prostředí s hořlavými nebo výbušnými produkty.
- Používejte ochranné pomůcky, abyste předešli popáleninám nebo úrazu elektrickým proudem.
- Uzemněte všechna uzemnění, jak sondu osciloskopu, tak testovaný obvod.
- Nedotýkejte se součástí obvodu nebo holých hrotů sondy, které jsou pod napětím.
- Vždy připojte zařízení k bezpečné a uzemněné napájecí síti.
aplikace
Pokud ho stále nemůžete najít aplikace K tomuto zařízení byste měli vědět vše, co vám umožňuje provádět osciloskopy ve vaší elektronické laboratoři:
- Změřte amplitudu signálu
- měřit frekvence
- měřit impulsy
- měřící cykly
- Průměr fázového posunu dvou signálů
- XY měření pomocí Lissajousových obrazců
No, a to vyjádřeno praktičtěji, lze použít pro:
- Zkontrolujte elektronické součástky, kabely nebo sběrnice
- Diagnostikujte problémy v obvodu
- Zkontrolujte analogové nebo digitální signály v obvodu
- Určete kvalitu elektronických signálů v kritických systémech
- Reverzní inženýrství elektronických zařízení
- A dokonce i osciloskopy mohou jít nad rámec elektroniky a využít svých vlastností měření určitých elektrických signálů k jejich modifikaci a sledování biomedicínských parametrů pacientů v nemocnici, jako je jejich krevní tlak, dechová frekvence, elektrická nervová aktivita atd. Lze také použít k měření akustického výkonu, vibrací a dalších
Typy osciloskopů
Jsou různé typy osciloskopů. Například v závislosti na způsobu měření signálu máme:
- Analogový: napětí naměřené sondami se zobrazí na obrazovce CRT bez transformace z analogového na digitální. V těch se zachycují periodické signály, zatímco přechodové jevy se na obrazovce většinou neodrážejí, pokud se periodicky neopakují. Kromě toho má tento typ osciloskopu omezení, například že nezachycuje signály, které nejsou periodické, při zachycování velmi rychlých signálů snižují jas obrazovky kvůli poklesu obnovovací frekvence a signály, které jsou příliš pomalé. nebude tvořit stopy (pouze ve zkumavkách s vysokou perzistencí).
- digitální: podobně jako předchozí, ale získávají analogový signál sondou a převádějí jej na digitální pomocí ADC (A/D převodník), který bude digitálně zpracován a zobrazen na obrazovce. V současné době jsou nejrozšířenější vzhledem k jejich výhodám, jako je možnost připojení k PC pro analýzu výsledků pomocí softwaru, jejich ukládání atd. Na druhou stranu mohou díky svému obvodovému zapojení přidat funkce, které analogové postrádají, jako je automatické měření špičkových hodnot, hran či intervalů, zachycení přechodových jevů a pokročilé výpočty jako FFT atd.
Mohou být také katalogizovány podle jeho přenosnosti nebo použití:
- přenosný osciloskop: jsou to kompaktní a lehké přístroje, které usnadňují jejich přenášení z jednoho místa na druhé za účelem provádění měření. Pro techniky mohou být zajímavé.
- Laboratorní nebo průmyslový osciloskop: jsou to větší stolní zařízení, mnohem výkonnější a navržená k ponechání na pevném místě.
Kromě toho, podle technologie použit, lze také rozlišovat mezi:
- DSO (digitální paměťový osciloskop): Tento digitální paměťový osciloskop používá systém sériového zpracování. Jde o nejběžnější typ v rámci digitálních osciloskopů. Mohou zachytit přechodné události, ukládat je do souborů, analyzovat je atd.
- DPO (digitální fosforový osciloskop): Tyto nemohou zobrazit úroveň intenzity signálu v reálném čase, jak se to děje v analogovém režimu, ale DSO nikoli. Proto byl vytvořen DPO, který byl stále digitální, ale vyřešil tento problém. Ty umožňují rychlejší zachycení a analýzu signálu.
- Vzorkování: vyměňte vyšší šířku pásma za nižší dynamický rozsah. Vstup není zeslaben ani zesílen, je schopen zpracovat celý rozsah signálu. Tento typ digitálního osciloskopu pracuje pouze s opakujícími se signály a nemůže zachytit přechodné jevy přesahující normální vzorkovací frekvenci.
- MSO (osciloskop se smíšeným signálem): jedná se o hybridizaci mezi DPO a 16kanálovým logickým analyzátorem, včetně dekódování a aktivace protokolu paralelní sériové sběrnice. Jsou nejlepší pro kontrolu a ladění digitálních obvodů.
- na bázi PC: Také známý jako USB osciloskop, protože nemá displej, ale závisí na softwaru, který zobrazuje výsledky z připojeného PC.
Ačkoli mohou existovat i jiné typy, tyto jsou nejoblíbenější a ty, které obvykle najdete.
Jak vybrat nejlepší osciloskop
Kdy vyberte si dobrý osciloskop, měli byste vzít v úvahu některé z následujících charakteristik. Tímto způsobem si budete moci vybrat to nejlepší a nejvhodnější pro vaše použití:
- Na co ten osciloskop chceš? Je důležité určit, k čemu jej budete používat, protože osciloskop pro analýzu digitálních obvodů na logické úrovni není stejný jako pro RF, nebo jej musíte přepravovat z jednoho místa na druhé atd. Kromě toho je také důležité určit, zda jej chcete pro profesionální použití nebo pro hobby použití. V prvním případě se vyplatí investovat o něco více, abyste získali profesionálnější a přesnější vybavení. V druhém případě je lepší se rozhodnout pro něco se středně nízkou cenou.
- rozpočet: Vědět, kolik máte k dispozici na investice do svého vybavení, vám pomůže vyloučit mnoho modelů, které jsou mimo rozpočet, a omezí rozsah možností.
- Šířka pásma (Hz): Určuje rozsah signálů, které můžete měřit. Měli byste zvolit osciloskop, který má dostatečnou šířku pásma, aby přesně zachytil nejvyšší frekvence signálů, se kterými budete pracovat. Pamatujte na pravidlo 5, což je vybrat si osciloskop, který spolu se sondou nabízí minimálně 5násobek maximální šířky pásma signálu, který obvykle měříte pro nejlepší výsledky.
- Doba náběhu (= 0.35/šířka pásma): Je nezbytné analyzovat pulsy nebo obdélníkové vlny, tedy digitální signály. Čím rychlejší je, tím přesnější jsou měření času. Měli byste si vybrat osciloskopy s dobou náběhu menší než 1/5 násobek nejrychlejší doby náběhu signálu, který se chystáte použít.
- sondy: Existují některé osciloskopy, které mají několik speciálních sond pro různé požadavky. Mnoho dnešních osciloskopů se obvykle dodává s pasivními sondami s vysokou impedancí a aktivními sondami pro měření vyšších frekvencí. Pro střední rozsah je lepší volit sondy s kapacitním zatížením < 10 pF.
- Vzorkovací frekvence nebo frekvence (Sa/so Vzorky za sekundu): určí, kolikrát jsou detaily nebo hodnoty měřené vlny zachyceny za jednotku času. Čím vyšší, tím lepší rozlišení a rychlejší využití paměti. Měli byste zvolit osciloskop, který má alespoň 5x vyšší frekvenci než obvod, který budete analyzovat.
- Aktivace nebo spouštění: Nejlepší je, když nabízí pokročilejší spouštění pro složité průběhy. Čím lepší to bude, tím lépe budete schopni odhalit případné anomálie, které je obtížné lokalizovat.
- Hloubka paměti nebo délka záznamu (body): Čím více, tím lepší rozlišení pro komplexní signály. Označuje počet bodů, které lze uložit do paměti, tj. kapacitu pro uložení předchozích výsledků při provádění experimentu. Lze zaznamenat počet odečtů a zobrazit všechny hodnoty, aby bylo možné vyvodit přesnější závěry nebo sledovat.
- Počet kanálů: Vyberte osciloskop se správným počtem kanálů, čím více kanálů, tím více podrobností lze získat. Analogové bývaly pouze 2 kanály, zatímco digitální mohly jít od 2 a výše.
- Rozhraní: Mělo by to být co nejintuitivnější a nejjednodušší, zvláště pokud jste začátečník. Některé pokročilé osciloskopy jsou vhodné pouze pro profesionály, protože méně zkušený uživatel by musel neustále číst manuál.
- Analogové vs. digitální: ty digitální jsou v současnosti na trhu dominantní díky svým výhodám, jako je umožnění větší jednoduchosti a bez omezení délky záznamu. Preferovanou variantou by tedy rozhodně pro téměř všechny případy měl být digitální osciloskop.
- Značky: nejlepší značky osciloskopů jsou Siglent, Hantek, Rigol, Owon, Yeapook atd. Nákup jednoho z jejich modelů bude proto zárukou dobrého výkonu a kvality.