エレクトロニクスプロジェクトに最適なオシロスコープ

オシロスコープ

エレクトロニクス研究所を設立したい場合は、 見逃してはならない重要なツールのXNUMXつはオシロスコープです。 それらを使用すると、のようにいくつかの測定を行うことができるだけではありません ポリマー、しかし、アナログ信号とデジタル信号で非常にグラフィックな結果も表示されます。 間違いなく、電子研究所で最も専門的で使用されているツールのXNUMXつです。ここでは、正確に何であるか、最適なツールを選択する方法を示します。また、コストパフォーマンスに優れたブランドとモデルをお勧めします。

これらのオシロスコープの多くは、Linuxなどの他のオペレーティングシステムを公式にサポートしていませんが、実際には、このプラットフォームで使用できるようにするプロジェクトがあります。 オープンハンテック ハンテックスのために、 DSリモート リゴルのために、またはこれ 別の選択肢 Siglentの場合。 このタイプのプロジェクトがない場合は、オペレーティングシステムでWindowsを備えた仮想マシンをいつでも使用できます。

最高のオシロスコープ

購入するデバイスがわからない場合は、ここに移動します 最高のオシロスコープを使ったセレクション 何が買えますか。 そして、非常に多様な価格帯の初心者、メーカー、専門家向けのものがあります。 この選択のために、私は3つの最高のブランドを選択し、それぞれから3つの異なるモデルが提供されます。初心者とアマチュア向けのより安価で経済的なオプション、中級者向け、そしてプロ向けのより高価なオプションです。

ブランドリゴル

Rigol DS1102Z-E(ベストプライス)

Rigolには、このデジタルタイプモデルのように、2チャンネル、100 Mhz、1 GSa / s、24 Mpts、8ビットの最高のデジタルオシロスコープがいくつかあります。 選択したパーツのズームイン、スクロール機能、素晴らしい接続性、最大30.000 wfms / sの波形キャプチャ速度、最大60.000の記録された波形の表示と分析を可能にします。 すべてがTFTパネルとWVGA解像度(7×800ピクセル)、調整可能な明るさ、480mV / div〜1V / divの垂直スケール範囲、USB接続、10つのプローブとケーブルを含む大きな2インチカラースクリーンに表示されます。 。

Rigol DS1054Z(中距離)

これは、最高のデジタルオシロスコープのもう4つです。 Rigolは、前の150つではなく、24つのチャネルを備えた素晴らしいデバイスを作成しました。 1 Mhz、30000Mpts、7Gsa / s、800 wfms / sなどの非常に興味深い機能に加えて、トリガー、デコード、さまざまなトリガーのサポート、USB接続、および以前の機能とのその他の多くの機能の共有などがあります。その480インチと37×XNUMXピクセルの解像度、そのスケール範囲など。 立ち上がり時間と立ち下がり時間、波の振幅、パルス幅、デューティサイクルなどの統計とともに、最大XNUMXの波形パラメータを自動的に測定します。

Rigol MSO5204(プロ用に最適)

Rigol MSO5204は、最も興味深いプロ用オシロスコープの4つです。 このデバイスには、200チャネル、8 Mhz、100 GSa / s、500000 Mpts、および9 wfms/sが付属しています。 256インチのカラータッチスクリーン(マルチタッチ)、静電容量式LCDパネル、および素晴らしい強力なハードウェアが含まれています。 細部までキャプチャして表現します。 この画面は、色の安定性と最大41レベルの調整が可能な素晴らしい解像度を備えています。 メモリ内の最大XNUMXの異なる波形パラメータを自動的に測定できます。 この場合、LAN、USB、HDMIなどのさまざまなインターフェイスを使用できます。

ブランドHantek

Hantek 6022BE(格安デジタル)

このHantekは非常に安価でデジタルであり、USB経由でPCに接続します。 画面は含まれていませんが、Windowsにインストールし、このソフトウェアを使用してコンピューターの画面から視覚化できるソフトウェア(CDに含まれています)が含まれています。 高品質の陽極酸化アルミニウムで設計されています。 48 MSa / s、20 Mhz帯域幅、および2チャネル(16論理)を備えています。

Hantek DSO5102P(中距離)

この他のHantekブランドのオシロスコープには、対角17,78cmのサイズと800×480ピクセルのWVGA解像度のカラースクリーンがあります。 USBコネクタ、2チャネル、リアルタイムサンプリング用の1GSa / s、100Mhz帯域幅、最大40Kの長さ、選択可能なXNUMXつの数学関数、選択可能なエッジ/パルス幅/ライン/スロップ/オーバータイムトリガーモードなどがあります。 リアルタイム分析PCソフトウェアが含まれています。

Hantek 6254BD(プロ用の最高のデジタル)

Hantekには、この他のモデルもあります。これは、プロ用の最高のオシロスコープの250つです。 デジタルオプション、USB接続、1 Mhz、4 GSa / s、2チャネル、任意波形、最大10 mV-XNUMXV / divの入力感度、持ち運びが簡単、インストールが簡単(プラグアンドプレイ)、非常に完全ケーシングに陽極酸化アルミニウムを使用して作成された高度な機能を備え、ソフトウェアのおかげでPC画面であらゆる種類の操作を表示、保存、および実行することができます。

Siglentブランド

Siglent SDS 1102CML(より手頃なオプション)

これは、Siglentブランドで入手できる最も手頃な価格の7つです。 これらのオシロスコープモデルは、解像度480×234ピクセルの150インチカラーTFT LCD画面、USBインターフェイス、画面全体をリモートで表示および分析するPCソフトウェア、1 Mhz幅の帯域、2 GSa / s、XNUMXMptsを備えています。 、およびダブルチャネル付き。

Siglent SDS1000X-Uシリーズ(中級)

これは、4チャンネル、デジタルタイプ、100 Mhz帯域幅、14 Mpts、1 GSa / s、解像度7×800pxの480インチTFTLCDスクリーン、スーパーリン光剤、複数のインターフェイス用のデコーダーを備えた中間Siglentモデルです。 、フロントパネルのおかげで非常に使いやすく、忠実度とパフォーマンスを向上させるSPOテクノロジーを備えた新しいシステム、高感度、低ジッター、最大400000 wfmpsのキャプチャ、256レベルで調整可能な強度、色温度の表示モードなど

Siglent SDS2000X Plusシリーズ(プロの使用に最適)

Siglentをプロ用に使用したい場合は、この他のモデルがお探しです。 信号とデータを監視するための巨大な10.1インチマルチタッチスクリーンを備えたデバイス。 スマートトリガー(エッジ、スロープ、パルス、ウィンドウ、ラント、インターバル、ドロップアウト、パターン、ビデオ)付き。 4チャネルと16デジタルビット、350 Mhz帯域幅、200 Mptsメモリ深度、0.5 mV / div〜10V / divの電圧精度、さまざまなモード、2 GSa / s、500.000 wfm / sの容量、256の調整可能な強度レベル、色温度表示、信頼性を向上させるSPO技術、高度な機能が満載。

ポータブルオシロスコープ

辛い SHS800シリーズ(プロフェッショナルハンドヘルドオシロスコープ)

2チャネル、200Mhz帯域幅、32Kptsメモリ深度、正確な測定のための6000カウント表示、最大32回の測定のトレンドグラフ、800Kポイント範囲、24時間の記録時間、および優れた自律性を備えたプロフェッショナルなハンドヘルドオシロスコープ。 また、記録時間は0.05 Sa/sです。

HanMatek H052(お金に見合う最高の価値)

マルチメータ機能(3.5 in 2)を備えた1インチTFTスクリーンを備えたミニサイズのオシロスコープ。 画面はバックライト付きで、最大7つの自動平均、最大10000 wfms / s、50 Mhz、250 MSa / s、8K記録ポイント、リアルタイムの実効値、独立したマルチメーター、オシロスコープ入力、電源と充電用のUSBインターフェース-Cなど。

オシロスコープとは何ですか?

オシロスコープ、それらは何ですか

オシロスコープ これらは、LCD画面でさまざまな電気的変数を表すために使用される電子機器です。 回路の場合、一般に、座標軸で表される時間とともに変化する信号(たとえば、信号の変化を確認するための時間軸のXと、信号の振幅はボルトで表されます)。 それらは、回路を分析し、信号値(アナログまたはデジタル)とその動作をチェックするために、エレクトロニクスの分野で不可欠です。

オシロスコープには、調査対象の回路の信号を取得するためのプローブまたはチップがあります。 オシロスコープの電子機器が処理します 画面上で視覚的に表現する、時々変化をチェックし(サンプリング)、トリガーコントロールを介して、繰り返し波形を安定させて表示することが可能になります。

  • サンプリング:は、入力信号の一部をメモリに保存し、処理して画面に表示するために、いくつかの個別の電気的値に変換するプロセスです。 各サンプルポイントの大きさは、信号がサンプリングされたときの入力信号の振幅に等しくなります。 画面上にプロットされたこれらのポイントは、ポイントを接続して線またはベクトルを形成する補間と呼ばれるプロセスを通じて波形として解釈できます。
  • ショット:繰り返し波形を安定させて表示するために使用します。 エッジトリガー、信号のエッジが上昇しているか下降しているかを判断するなど、いくつかのタイプがあり、正方形またはデジタル信号に最適です。 パルス幅トリガーを使用して、より複雑な信号を分析することもできます。 シングルトリガーなどの他のモードもあります。このモードでは、入力信号がトリガー条件を満たした場合にのみオシロスコープがトレースを表示し、表示を更新してフリーズし、トレースを維持します。

信号パラメータ

オシロスコープは一連の測定が可能です 知っておくべき信号パラメータ:

  • 実効値
  • 最大値
  • 最小値
  • ピークツーピーク値
  • 信号周波数(低および高の両方)
  • 信号周期
  • 信号の合計
  • 信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間
  • 結合される可能性のあるノイズから信号を分離します
  • マイクロ電子回路の伝搬時間を計算する
  • 信号のFFTを計算します
  • インピーダンスの変化を見る

オシロスコープの部品

オシロスコープを処理できるようにするために知っておく必要のある基本的な部分は、次のとおりです。

モデル間に違いがあるかもしれませんが、これらは通常一般的なものです。
  • 画面:は信号と値の表現システムです。 このディスプレイは、以前は古いオシロスコープではCRTでしたが、最近のオシロスコープではデジタルTFTLCDディスプレイになりました。 これらの画面は、VGA、WXGAなど、さまざまなサイズ、さまざまな解像度にすることができます。
  • 垂直システム:Y軸または垂直軸の信号情報を表現システムに提供する責任があります。 これは通常、オシロスコープの前面に表示され、VERTICALというラベルの付いた独自のコントロールゾーンがあります。 例えば:
    • スケールまたは垂直ゲイン:垂直または一定の感度をボルト/目盛りで調整します。 オシロスコープが持つチャネルごとにコントロールがあります。 たとえば、5V / divを選択した場合、各画面分割は5ボルトを表します。 グラフ上で正しく表現できるように、信号電圧に基づいて調整する必要があります。
    • メニュー:入力インピーダンス(1x、10x、…)、信号結合(GND、DC、AC)、ゲイン、帯域幅制限、チャネル反転(極性を反転)など、選択したチャネルのさまざまな構成から選択できます。
    • 位置:は、信号のトレースを垂直方向に移動し、必要な場所に配置するために使用されるコマンドです。
    • FFT:高速フーリエ変換、数学関数を使用して信号のスペクトル分析を実行するオプション。 したがって、信号が基本周波数と高調波に分解されていることがわかります。
    • 数学:デジタルオシロスコープには、信号に適用するさまざまな数学演算を選択するためのこの設定も含まれていることがよくあります。
  • 水平システム:は水平方向に表されたデータであり、スイープジェネレータを使用してスイープ速度を制御し、時間(ns、 µはい、ミリ秒、秒など)。 このX軸のすべての設定またはコントロールは、HORIZONTALというラベルの付いた領域にグループ化されています。 たとえば、モデルに応じて、次のものを見つけることができます。
    • 位置:信号をX軸に沿って移動して調整できます。たとえば、サイクルの開始時に信号を配置できます。
    • スケール:画面分割あたりの時間単位(s / div)を設定できる場所です。 たとえば、1 ms / divのいずれかを使用できます。これにより、グラフの各目盛りがXNUMXミリ秒の期間を表すようになります。 モデルでサポートされている感度とスケールに応じて、ナノ秒、マイクロ秒、ミリ秒、秒などを使用できます。 このコントロールは、信号のより詳細な詳細をより小さな瞬間で分析するための一種の「ズーム」として理解することもできます。
    • 調達:取得したデータはデジタル形式に変換されます。これは3つの方法で実行でき、サンプリング、つまりデータの取得速度に影響します。 XNUMXつのモードは次のとおりです。
      • サンプリング:一定の時間間隔で入力信号をサンプリングしますが、信号の急激な変化を見逃す可能性があります。
      • 平均:これは、一連の波形を取得し、それらすべての平均を取り、結果の信号を画面に表示する場合に強く推奨されるモードです。
      • ピーク検出:信号が持つ可能性のある結合ノイズを低減したい場合に適しています。 この場合、オシロスコープは入力信号の最大値と最小値を探し、信号をパルスで表します。 ただし、このモードでは結合ノイズが実際よりも大きく表示される可能性があるため、注意が必要です。
  • トリガー:トリガーシステムは、信号が画面に描画を開始するタイミングを示します。 たとえば、ベース1のタイムスケールを使用したとします。 µsおよび時間のX軸グラフに10の水平分割がある場合、オシロスコープは100.000分あたりXNUMXのグラフをプロットし、それぞれが異なるポイントで開始すると、カオスになります。 これが起こらないように、このセクションではあなたはそれのために行動することができます。 いくつかのコントロールは次のとおりです。
    • メニュー:さまざまなオプションまたは可能な撮影モード(手動、自動、...)のセレクター。
    • レベルまたはレベル: このポテンショメータを使用すると、信号のトリガーレベルを調整できます。
    • 強制トリガー:押した瞬間にショットを強制します。
  • プローブ:分析対象のデバイスまたは回路の部品と接触する端子またはテストポイントです。 それらは適切でなければなりません。そうでない場合、プローブをオシロスコープに接続するケーブルがアンテナとして機能し、近くの電話、電子機器、ラジオなどから寄生信号を拾う可能性があります。 多くのプローブには、これらの問題を補正するためのポテンショメータが付属しており、ディスプレイ軸で選択したスケールと一致する正しい値をディスプレイに表示するためのキャリブレーションが必要です。

オシロスコープの安全性

実験室でオシロスコープを使用する際のもうXNUMXつの重要な側面は、次の点に注意することです。 セキュリティ対策 デバイスに損傷を与えたり、あなたに影響を与える可能性のある事故を起こさないようにするためです。 安全性と使用に関する推奨事項を尊重するために、製造元のマニュアルを読むことが常に不可欠です。 すべてのモデルに共通するいくつかの一般的なルールは次のとおりです。

  • 可燃性または爆発性の製品がある環境での作業は避けてください。
  • 火傷や感電死を防ぐために保護具を着用してください。
  • オシロスコープのプローブとテスト対象の回路の両方をすべて接地します。
  • 通電中の回路コンポーネントや裸のプローブチップには触れないでください。
  • 機器は常に安全で接地された電源ネットワークに接続してください。

アプリケーション

アプリケーション

それでも彼が見つからない場合 アプリケーション このデバイスについては、電子機器の実験室でオシロスコープを実行できるようにするすべてのことを知っておく必要があります。

  • 信号振幅を測定する
  • 周波数を測定する
  • インパルスを測定する
  • サイクルの測定
  • XNUMXつの信号の位相シフトの平均
  • リサージュ図形を使用したXY測定

さて、これはより実用的な方法で表現され、 に使用できます:

  • 電子部品、ケーブル、またはバスを確認してください
  • 回路の問題を診断する
  • 回路内のアナログまたはデジタル信号を確認します
  • 重要なシステムの電子信号の品質を判断する
  • 電子機器のリバースエンジニアリング
  • また、オシロスコープでさえ、電子機器を超えて、特定の電気信号を測定する特性を使用して、それらを変更し、血圧、呼吸数、電気神経活動などの病院の患者の生物医学的パラメータを監視できます。 音響パワー、振動などの測定にも使用できます

オシロスコープの種類

オシロスコープの種類

異なります オシロスコープの種類。 たとえば、信号測定の方法に応じて、次のようになります。

  • アナログ:プローブによって測定された電圧は、アナログからデジタルへの変換なしで、CRT画面に表示されます。 これらでは、周期的な信号がキャプチャされますが、過渡的な現象は、周期的に繰り返されない限り、通常は画面に反映されません。 さらに、このタイプのオシロスコープには、周期的でない信号をキャプチャしない、非常に高速な信号をキャプチャすると、リフレッシュレートの低下により画面の明るさが低下する、信号が遅すぎるなどの制限があります。トレースを形成しません(高持続性チューブでのみ可能)。
  • デジタル:前のものと同様ですが、プローブによってアナログ信号を取得し、ADC(A / Dコンバーター)によってデジタルに変換します。ADCはデジタル処理されて画面に表示されます。 PCに接続してソフトウェアを使用して結果を分析したり、保存したりできるなどの利点があるため、現在最も普及しています。 一方、回路のおかげで、ピーク値、エッジまたは間隔の自動測定、過渡キャプチャ、FFTなどの高度な計算など、アナログ機能にはない機能を追加できます。

それらはカタログ化することもできます その携帯性または用途に応じて:

  • ポータブルオシロスコープ:コンパクトで軽量な機器で、ある場所から別の場所に移動して測定を実行しやすくします。 それらは技術者にとって興味深いものになる可能性があります。
  • 実験室または産業用オシロスコープ:それらはより大きく、ベンチトップデバイスであり、はるかに強力で、固定された場所に置いておくように設計されています。

さらに、 技術によると 使用すると、次のものを区別することもできます。

  • DSO(デジタルストレージオシロスコープ): このデジタルストレージオシロスコープは、シリアル処理システムを使用しています。 これは、デジタルオシロスコープ内で最も一般的なタイプです。 一時的なイベントをキャプチャし、ファイルに保存し、分析するなどのことができます。
  • DPO(デジタルリン光オシロスコープ):これらは、アナログ信号のように信号の強度レベルをリアルタイムで表示することはできませんが、DSOは表示できません。 そのため、DPOが作成されました。これはまだデジタルでしたが、その問題を解決しました。 これらにより、信号のキャプチャと分析が高速化されます。
  • サンプリングの: より高い帯域幅をより低いダイナミックレンジと交換します。 入力は減衰または増幅されず、全範囲の信号を処理できます。 このタイプのデジタルオシロスコープは、繰り返し信号でのみ機能し、通常のサンプルレートを超えるトランジェントをキャプチャすることはできません。
  • MSO(混合信号オシロスコープ):これらは、パラレルシリアルバスプロトコルのデコードとアクティブ化を含む、DPOと16チャネルロジックアナライザ間のハイブリッドです。 これらは、デジタル回路のチェックとデバッグに最適です。
  • PCベース:ディスプレイがないため、USBオシロスコープとも呼ばれますが、接続されたPCからの結果を表示するためにソフトウェアに依存しています。

他のタイプもあるかもしれませんが、これらは最も人気があり、あなたが通常見つけるものです。

最高のオシロスコープの選び方

選び方

良いオシロスコープを選択してください、次の特性のいくつかを考慮に入れる必要があります。 このようにして、使用に最適で最適なものを選択できるようになります。

  • オシロスコープは何に使用しますか? 論理レベルでデジタル回路を分析するためのオシロスコープはRFの場合と同じではないため、またはある場所から別の場所に移動する必要があるため、これを何に使用するかを決定することが重要です。 さらに、それをプロ用にするかホビー用にするかを決定することも重要です。 最初のケースでは、より専門的で正確な機器を入手するためにもう少し投資する価値があります。 XNUMX番目のケースでは、中低価格のものを選択することをお勧めします。
  • 予算:機器にどれだけ投資できるかを知ることは、予算外の多くのモデルを除外するのに役立ち、可能性の範囲を狭めることになります。
  • 帯域幅(Hz):測定できる信号の範囲を決定します。 使用する信号の最高周波数を正確にキャプチャするのに十分な帯域幅を備えたオシロスコープを選択する必要があります。 5のルールを覚えておいてください。これは、プローブと一緒に、最良の結果を得るために通常測定する信号の最大帯域幅の少なくとも5倍を提供するオシロスコープを選択することです。
  • 立ち上がり時間 (=0.35/帯域幅):パルスまたは方形波、つまりデジタル信号を分析することが不可欠です。 速度が速いほど、時間測定はより正確になります。 使用する信号の立ち上がり時間が最も速い1/5倍未満の立ち上がり時間を備えたスコープを選択する必要があります。
  • プローブ:さまざまな要件に対応するいくつかの特別なプローブを備えたオシロスコープがいくつかあります。 今日のオシロスコープの多くには、通常、高周波測定用の高インピーダンスパッシブプローブとアクティブプローブが付属しています。 中程度の範囲では、容量性負荷が10pF未満のプローブを選択することをお勧めします。
  • サンプリングレートまたは頻度(Sa / soサンプル/秒):測定される波の詳細または値が単位時間あたりにキャプチャされる回数を決定します。 値が高いほど、解像度が高くなり、メモリの使用が速くなります。 分析する回路の最高周波数の少なくとも5倍の周波数を持つオシロスコープを選択する必要があります。
  • アクティベーションまたはトリガー:複雑な波形に対してより高度なトリガーを提供する場合に最適です。 それが優れているほど、見つけるのが難しい可能性のある異常をより適切に検出できるようになります。
  • メモリの深さまたはレコードの長さ(pts):複雑な信号の解像度が高いほど、解像度が高くなります。 メモリに保存できるポイント数、つまり実験中に以前の結果を保存できる容量を示します。 読み取り値の数を記録することができ、すべての値を見て、より正確な結論を導き出したり、フォローアップしたりすることができます。
  • チャネル数:適切なチャネル数のオシロスコープを選択すると、チャネル数が増えるほど、より多くの詳細を取得できます。 アナログのものは2チャンネルしかありませんでしたが、デジタルのものは2チャンネル以上にすることができます。
  • インターフェース: 特に初心者の場合は、できるだけ直感的でシンプルなものにする必要があります。 一部の高度なオシロスコープは、経験の浅いユーザーが常にマニュアルを読む必要があるため、専門家にのみ適しています。
  • アナログvsデジタル:デジタルのものは、レコードの長さに制限がなく、より簡単にできるなどの利点があるため、現在市場で支配的です。 したがって、ほとんどの場合、推奨されるオプションは間違いなくデジタルオシロスコープです。
  • マーカス: 最高のオシロスコープブランドは、Siglent、Hantek、Rigol、Owon、Yeapookなどです。 したがって、モデルのXNUMXつを購入すると、優れたパフォーマンスと品質が保証されます。

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