Якщо ви хочете створити лабораторію електроніки, одним із важливих інструментів, який не повинно бути відсутнім, є осцилографи. З ними можна не тільки зробити деякі виміри, як с полімери, але ви також побачите дуже наочні результати на аналогових і цифрових сигналах. Безсумнівно, це один з найбільш професійних і використовуваних інструментів в електронних лабораторіях, і тут ми покажемо вам, що це таке, як вибрати найбільш підходящий для вас, а також рекомендуємо деякі марки та моделі з найкращим співвідношенням ціни та якості.
найкращі осцилографи
Якщо ви не знаєте, який пристрій купити, ось добірка з найкращими осцилографами що можна купити. І є для початківців, виробників і професіоналів з дуже різноманітними ціновими діапазонами. Для цієї добірки я відібрав 3 кращі марки, і з кожної з них пропонується 3 різні моделі: дешевший і економічний варіант для новачків і любителів, середній асортимент і більш дорогий варіант для професіоналів.
Торгова марка Rigol
Rigol DS1102Z-E (краща ціна)
Rigol має одні з найкращих цифрових осцилографів, які ви можете знайти, як-от ця модель цифрового типу, з 2 каналами, 100 МГц, 1 GSa/s, 24 Мп та 8 бітами. Дозволяє збільшувати вибрану частину, можливість прокручування, фантастичне підключення, швидкість захоплення осциллограми до 30.000 60.000 wfms/s, можливість відображення та аналізу до 7 800 записаних сигналів. Все це видно на великому кольоровому екрані діагоналлю 480 дюймів із TFT-панеллю та роздільною здатністю WVGA (1×10 пікселів), регульованою яскравістю, діапазоном вертикальної шкали від 2 мВ/діл. .
Rigol DS1054Z (середній діапазон)
Не знайдено жодної продукції
Це ще один з найкращих цифрових осцилографів. Rigol створив фантастичний пристрій з 4 каналами замість двох, як попередній. З дійсно цікавими функціями, такими як 150 Mhz, 24Mpts, 1Gsa/s, 30000 wfms/s, а також з тригерами, декодуванням, підтримкою різних тригерів, USB-з'єднанням і спільним використанням багатьох інших функцій з попереднім, наприклад його 7 дюймів і роздільну здатність 800×480 пікселів, його діапазон масштабу тощо. Він автоматично вимірюватиме до 37 параметрів форми хвилі зі статистикою часу наростання та спаду, амплітуди хвилі, ширини імпульсу, робочого циклу тощо.
Rigol MSO5204 (кращий для професійного використання)
Rigol MSO5204 – ще один з найцікавіших професійних осцилографів. Цей пристрій має 4 канали, 200 МГц, 8 Гвыб./с, 100 Мб/с і 500000 9 Wfms/с. Він включає в себе 256-дюймовий кольоровий сенсорний екран (мультитач), з ємнісною РК-панеллю і фантастично потужне обладнання. Він захопить і відобразить навіть найменшу деталь. Цей екран має чудову роздільну здатність, стабільність кольору та до 41 рівнів для налаштування. У пам’яті можна автоматично вимірювати до XNUMX різного параметра сигналу. У цьому випадку ви зможете використовувати різні інтерфейси, такі як LAN, USB, HDMI тощо.
Торгова марка Hantek
Hantek 6022BE (дешевий цифровий)
Цей Hantek дуже дешевий, цифровий і підключається через USB до ПК. Він не включає екран, але містить програмне забезпечення (входить на компакт-диск), яке можна встановити в Windows і мати можливість створювати візуалізації на екрані вашого комп’ютера за допомогою цього програмного забезпечення. Він виготовлений з високоякісного анодованого алюмінію. Він має 48 МВыб/с, пропускну здатність 20 МГц і 2 канали (16 логічних).
Hantek DSO5102P (середній діапазон)
Цей інший осцилограф марки Hantek має кольоровий екран з діагоналлю 17,78 см і роздільною здатністю WVGA 800 × 480 пікселів. Він має USB-роз’єм, 2 канали, 1GSa/s для дискретизації в режимі реального часу, пропускну здатність 100 МГц, довжину до 40 Кб, чотири математичні функції на вибір, доступні режими запуску по фронту/ширині імпульсу/лінії/пропуску/понадчасу тощо. У комплект входить програмне забезпечення для аналізу в реальному часі.
Hantek 6254BD (найкращий цифровий для професійного використання)
У Hantek також є ця інша модель, один з найкращих осцилографів для професійного використання. Цифровий варіант, з підключенням USB, 250 МГц, 1 GSa/s, 4 канали, довільна форма сигналу, чутливість його входу до 2 мВ-10 В/div, легко носити, легко встановити (Plug & Play), дуже повна і з розширеними функціями, створеними з анодованого алюмінію для корпусу, і з можливістю перегляду, зберігання та виконання всіх видів операцій на екрані ПК завдяки програмному забезпеченню.
Бренд Siglent
Siglent SDS 1102CML (більш доступний варіант)
Цей інший є одним з найдоступніших, які ви можете придбати під брендом Siglent. Ці моделі осцилографів мають 7-дюймовий кольоровий TFT LCD-екран з роздільною здатністю 480×234 пікселів, інтерфейс USB, програмне забезпечення для віддаленого перегляду та аналізу всього на екрані, 150 МГц в діапазоні, 1 GSa/s, 2 Mpts , і з подвійним каналом.
Siglent SDS1000X-U Series (середній діапазон)
Це проміжна модель Siglent, з 4 каналами, цифрового типу, пропускною здатністю 100 МГц, 14 Мп, 1 GSa/s, 7-дюймовим TFT LCD-екраном з роздільною здатністю 800×480 px, супер люмінофор, з декодерами для кількох інтерфейсів. , дуже простий у використанні завдяки своїй передній панелі, нова система з технологією SPO для покращення точності та продуктивності, висока чутливість, низьке тремтіння, захоплення до 400000 256 wfmps, інтенсивність, регульована на XNUMX рівнях, режим відображення колірної температури тощо
Siglent SDS2000X Plus Series (кращий для професійного використання)
Якщо вам потрібен Siglent для професійного використання, ця інша модель — те, що ви шукаєте. Пристрій з величезним 10.1-дюймовим мультисенсорним екраном для моніторингу сигналів і даних. З розумним тригером (по краю, нахилу, імпульсу, вікну, ходу, інтервалу, випадання, шаблону та відео). Він має 4 канали і 16 цифрових біт, смугу пропускання 350 МГц, глибину пам'яті 200 Мп, точність напруги від 0.5 мВ/діл. до 10 В/діл., різні режими, 2 Гсб/с, і потужність до 500.000 256 Вт/с, XNUMX регульованих рівнів інтенсивності. , дисплей кольорової температури, технологія SPO для підвищення надійності та наповнені розширеними функціями.
портативні осцилографи
Сигнал Серія SHS800 (професійний портативний осцилограф)
Професійний портативний осцилограф з 2 каналами, пропускною здатністю 200 МГц, глибиною пам’яті 32 кб, дисплеєм на 6000 лічильників для точних вимірювань, графіками тенденцій до 32 вимірювань, діапазоном 800 К точок, 24-годинним часом автоматичного запису та чудовим часом автоматичного запису. Крім того, він має час запису 0.05 Sa/s.
HanMatek H052 (краще співвідношення ціни і якості)
Осцилограф міні-розміру з 3.5-дюймовим TFT-екраном, з функцією мультиметра (2 в 1). Екран з підсвічуванням, має функцію самокалібрування, до 7 автоматичних середніх, до 10000 wfms/s, 50 Mhz, 250 MSa/s, 8K точок запису, ефективні значення в реальному часі, незалежний мультиметр і входи для осцилографа, інтерфейс USB -C для живлення та зарядки тощо.
Що таке осцилограф?
осцилографи Це електронні прилади, які використовуються для представлення різних електричних змінних на їх РК-екрані. ланцюга, як правило, сигнали, які змінюються з часом, представлені на осі координат (X для осі часу, щоб побачити еволюцію сигналу, а на осі Y амплітуда сигналу представлена, наприклад, у вольтах). Вони необхідні в області електроніки для аналізу схем і перевірки значень сигналів (аналогових або цифрових), а також їх поведінки.
Осцилографи мають щупи або наконечники, за допомогою яких можна отримати сигнали досліджуваної схеми. Електроніка осцилографа подбає про це представляти їх візуально на екрані, час від часу перевіряючи зміни (вибірка), а за допомогою елементів керування тригером можна буде стабілізувати та відображати повторювані сигнали.
- Відбір проб: це процес перетворення частини вхідного сигналу в ряд дискретних електричних значень, щоб зберегти його в пам'яті, обробити і відобразити, відобразивши на екрані. Величина кожної точки вибірки буде дорівнювати амплітуді вхідного сигналу в момент вибірки сигналу. Ці нанесені точки на екрані можна інтерпретувати як форми хвилі за допомогою процесу, відомого як інтерполяція, з’єднуючи точки, утворюючи лінії або вектори.
- Постріли: Використовується для стабілізації та відображення повторюваної форми сигналу. Існує кілька типів, як-от запуск по фронту, який визначає, підвищується чи спадає фронт у сигналі, ідеально підходить для квадратних або цифрових сигналів. Запуск по ширині імпульсу також можна використовувати для аналізу більш складних сигналів. Існують також інші режими, такі як одиночний тригер, коли осцилограф відображатиме трасу лише тоді, коли вхідний сигнал відповідає умовам запуску, оновлюючи відображення та фіксуючи його для підтримки трасування.
Параметри сигналу
Осцилографи можуть вимірювати серію параметри сигналу, які ви повинні знати:
- ефективне значення
- Максимальне значення
- Мінімальне значення
- від піку до піку значення
- Частота сигналу (як низька, так і висока)
- період сигналу
- сума сигналів
- Час підйому та падіння сигналу
- Відокремте сигнал від шуму, який може бути сполучений
- Обчисліть час поширення в мікроелектронних ланцюгах
- Обчисліть ШПФ сигналу
- Дивіться зміни імпедансу
Частини осцилографа
Що стосується основних частин осцилографа, які ви повинні знати, щоб мати можливість з ним працювати, це:
- Екран: система представлення сигналів і значень. Раніше цей дисплей був ЕПТ на старих осцилографах, але на сучасних осцилографах тепер це цифровий РК-дисплей TFT. Ці екрани можуть бути різних розмірів і з різною роздільною здатністю, наприклад VGA, WXGA тощо.
- вертикальна система: відповідає за забезпечення системи представлення інформацією про сигнал для осі Y або вертикальної осі. Зазвичай він зображений на передній частині осцилографа і має власну зону керування, позначену як VERTICAL. Наприклад:
- Масштаб або вертикальне посилення: Регулює вертикальну або постійну чутливість у вольтах/поділках. Буде контроль для кожного з каналів, які має осцилограф. Наприклад, якщо ви виберете 5V/div, то кожна з поділок екрана представлятиме 5 вольт. Ви повинні налаштувати його на основі напруги сигналу, щоб його можна було правильно відобразити на графіку.
- меню: дозволяє вибирати між різними конфігураціями вибраного каналу, такими як вхідний опір (1x, 10x,…), зв’язок сигналу (GND, DC, AC), посилення, обмеження пропускної здатності, інверсія каналу (інвертує полярність) тощо.
- Положення: це команда, яка використовується для переміщення траси сигналу по вертикалі та розміщення її там, де потрібно.
- ШПФ: Швидке перетворення Фур'є, можливість використання математичної функції для виконання спектрального аналізу сигналу. Таким чином, ви можете побачити сигнал, розбитий на основну частоту та гармоніки.
- Математика: Цифрові осцилографи також часто включають це налаштування для вибору різних математичних операцій для застосування до сигналів.
- горизонтальна система: дані, представлені горизонтально, з генератором розгортки, що використовується для керування швидкістю розгортки і яку можна регулювати в часі (нс, µтак, мс, секунди тощо). Усі параметри або елементи керування для цієї осі X згруповані в області з позначкою ГОРИЗОНТАЛЬНО. Наприклад, залежно від моделі можна знайти:
- Положення: дозволяє переміщати сигнали вздовж осі X, щоб налаштувати їх, наприклад, розмістити сигнал на початку циклу тощо.
- Ескала: Тут можна встановити одиницю часу на поділ екрана (s/div). Наприклад, ви можете використовувати один із 1 мс/діл., що зробить кожне поділення графіка відображати проміжок часу в одну мілісекунду. Залежно від чутливості та масштабу, які підтримує модель, можна використовувати наносекунди, мікросекунди, мілісекунди, секунди тощо. Цей контроль також можна розуміти як свого роду «зум», щоб проаналізувати більш дрібні деталі сигналу за менший момент.
- Придбання: Отримані дані перетворюються в цифровий формат, і це можна зробити трьома можливими способами, що вплине на вибірку, тобто швидкість, з якою отримані дані. Є три режими:
- Відбір проб: вибірка вхідного сигналу через регулярні інтервали часу, але може пропустити деякі швидкі зміни сигналу.
- Середній: Цей режим настійно рекомендований для отримання серії осциллограм із середнім значенням усіх з них і відображенням отриманого сигналу на екрані.
- Виявлення піків: підходить, якщо ви хочете зменшити зв'язаний шум, який може мати сигнал. У цьому випадку осцилограф буде шукати максимальне і мінімальне значення вхідного сигналу, таким чином представляючи сигнал в імпульсах. Однак слід бути обережним, оскільки в цьому режимі пов’язаний шум може здатися більшим, ніж він є насправді.
- Тригер: система тригерів вказує, коли ми хочемо, щоб сигнал почав відображатися на екрані. Наприклад, уявіть, що ви використовували базову шкалу часу µs і графік часу по осі X має 10 горизонтальних поділів, то осцилограф буде зображувати 100.000 XNUMX графіків за хвилину, і якщо кожен з них починається в іншій точці, це буде хаос. Щоб цього не сталося, у цьому розділі ви можете діяти за це. Деякі елементи керування:
- меню: селектор різних опцій або можливих режимів зйомки (ручний, автоматичний,...).
- Рівень або рівень: цей потенціометр дозволяє регулювати рівень тригера для сигналу.
- силовий тригер: силовий постріл у момент натискання на нього.
- Зонди: це клеми або контрольні точки, які будуть стикатися з частинами пристрою або схеми, що підлягають аналізу. Вони повинні бути відповідними, інакше кабель, який з’єднує пробник з осцилографом, міг би діяти як антена і вловлювати паразитні сигнали від сусідніх телефонів, електронних пристроїв, радіо тощо. Багато датчиків постачаються з потенціометром для компенсації цих проблем і потребують калібрування для відображення правильних значень на дисплеї відповідно до вибраних масштабів на осях дисплея.
Безпека осцилографа
Ще один важливий аспект при використанні осцилографа в лабораторії – це пам’ятати заходи безпеки щоб не пошкодити пристрій або не стати причиною нещасних випадків, які можуть вплинути на вас. Завжди важливо читати інструкцію виробника, щоб дотримуватися рекомендацій щодо безпеки та використання. Деякі загальні правила, загальні для всіх моделей:
- Уникайте роботи в середовищах з легкозаймистими або вибухонебезпечними продуктами.
- Одягайте захисне спорядження, щоб уникнути опіків або ураження електричним струмом.
- Заземлюйте всі заземлення, як щуп осцилографа, так і тестувану ланцюг.
- Не торкайтеся компонентів ланцюга або голих наконечників щупов, які знаходяться під напругою.
- Завжди підключайте обладнання до безпечної та заземленої мережі живлення.
додатків
Якщо ви все ще не можете його знайти додаток Для цього пристрою ви повинні знати все, що дозволяє виконувати осцилографи у вашій електронній лабораторії:
- Виміряйте амплітуду сигналу
- вимірювати частоти
- вимірювати імпульси
- вимірювання циклів
- Середнє значення фазового зсуву двох сигналів
- Вимірювання XY за допомогою фігур Ліссажу
Ну, і це висловлено більш практично, можна використовувати для:
- Перевірте електронні компоненти, кабелі або шини
- Діагностуйте проблеми в ланцюзі
- Перевірте аналогові або цифрові сигнали в ланцюзі
- Визначити якість електронних сигналів у критичних системах
- Реверс-інжиніринг електронних пристроїв
- І навіть осцилографи можуть виходити за рамки електроніки і використовувати свої властивості вимірювання певних електричних сигналів, щоб модифікувати їх і контролювати біомедичні параметри пацієнтів у лікарні, такі як кров’яний тиск, частота дихання, електрична нервова активність тощо. Також можна використовувати для вимірювання потужності звуку, вібрацій тощо
Види осцилографів
Є різні види осцилографів. Наприклад, залежно від того, як проводяться вимірювання сигналу, ми маємо:
- Аналоговий: напруга, виміряна датчиками, буде відображатися на екрані ЕПТ без перетворення з аналогового в цифровий. У них фіксуються періодичні сигнали, тоді як перехідні явища зазвичай не відображаються на екрані, якщо вони не повторюються періодично. Крім того, цей тип осцилографа має обмеження, наприклад, що він не захоплює сигнали, які не є періодичними, при захопленні дуже швидких сигналів вони зменшують яскравість екрана через зниження частоти оновлення, а також сигнали, які надто повільні. не утворюватиме слідів (може лише в пробірках з високою стійкістю).
- цифровий: аналогічні попереднім, але вони отримують аналоговий сигнал датчиком і перетворюють його в цифровий за допомогою АЦП (АЦП), який буде оброблятися в цифровому вигляді та відображатися на екрані. На даний момент вони є найбільш поширеними з огляду на їх переваги, такі як можливість підключення до ПК для аналізу результатів за допомогою програмного забезпечення, їх зберігання тощо. З іншого боку, завдяки своїй схемотехніці вони можуть додавати функції, яких не вистачає аналоговим, наприклад автоматичне вимірювання пікових значень, країв або інтервалів, захоплення перехідних процесів і розширені обчислення, такі як ШПФ тощо.
Їх також можна каталогізувати відповідно до його портативності або використання:
- портативний осцилограф: це компактні та легкі інструменти, щоб полегшити їх перенесення з одного місця на інше для проведення вимірювань. Вони можуть бути цікавими для техніків.
- Лабораторний або промисловий осцилограф: це більші, настільні пристрої, набагато потужніші та призначені для того, щоб їх можна було залишити на фіксованому місці.
Крім того, відповідно до технології використовується, можна також розрізняти:
- DSO (цифровий запам'ятовуючий осцилограф): Цей цифровий запам'ятовуючий осцилограф використовує систему послідовної обробки. Це найпоширеніший тип в цифрових осцилографах. Вони можуть фіксувати тимчасові події, зберігати їх у файлах, аналізувати тощо.
- DPO (цифровий фосфорний осцилограф): Вони не можуть показати рівень інтенсивності сигналу в реальному часі, як це відбувається в аналогових, але DSO не може. Тому було створено DPO, яке все ще було цифровим, але вирішило цю проблему. Вони дозволяють швидше захоплювати та аналізувати сигнал.
- Відбір проб: обмінювати вищу пропускну здатність на менший динамічний діапазон. Вхід не ослаблений і не посилений, тому він здатний обробляти весь діапазон сигналу. Цей тип цифрового осцилографа працює лише з повторюваними сигналами і не може вловити перехідні процеси, що виходять за межі звичайної частоти дискретизації.
- MSO (осцилограф змішаних сигналів): вони є гібридизацією між DPO та 16-канальним логічним аналізатором, включаючи декодування та активацію протоколу паралельно-послідовної шини. Вони найкраще підходять для перевірки та налагодження цифрових схем.
- на базі ПК: Також відомий як USB-осцилограф, оскільки вони не мають дисплея, а покладаються на програмне забезпечення для відображення результатів з підключеного ПК.
Хоча можуть бути й інші типи, ці найпопулярніші, і ті, які ви зазвичай знайдете.
Як вибрати найкращий осцилограф
Коли вибрати хороший осцилограф, вам слід враховувати деякі з наступних характеристик. Таким чином, ви зможете вибрати найкращий і найбільш підходящий для вашого використання:
- Для чого потрібен осцилограф? Важливо визначити, для чого ви збираєтеся його використовувати, оскільки осцилограф для аналізу цифрових схем на логічному рівні не те саме, що для РЧ, або що вам потрібно транспортувати з одного місця в інше тощо. Крім того, важливо також визначити, чи ви хочете його використовувати для професійного чи хобі. У першому випадку варто вкласти трохи більше, щоб отримати більш професійне і точне обладнання. У другому випадку краще вибрати щось із середньо-низькою ціною.
- бюджет: знання того, скільки ви можете інвестувати у своє обладнання, допоможе вам виключити багато моделей, які виходять за межі бюджету, і зменшить діапазон можливостей.
- Пропускна здатність (Гц): Визначає діапазон сигналів, які ви можете виміряти. Вам слід вибрати осцилограф з достатньою пропускною здатністю для точного захоплення найвищих частот сигналів, з якими ви будете працювати. Пам’ятайте про правило 5, яке полягає в тому, щоб вибрати осцилограф, який разом із пробником забезпечує принаймні 5 разів максимальну пропускну здатність сигналу, який ви зазвичай вимірюєте, для досягнення найкращих результатів.
- Час підйому (= 0.35/пропускна здатність): Важливо аналізувати імпульси або прямокутні хвилі, тобто цифрові сигнали. Чим він швидше, тим точніше вимірювання часу. Ви повинні вибрати діапазони з часом наростання, меншим за 1/5 часу найшвидшого наростання сигналу, який ви збираєтеся використовувати.
- Зонди: Є деякі осцилографи, які мають кілька спеціальних пробників для різних вимог. Багато сучасних осцилографів зазвичай оснащені пасивними пробниками з високим імпедансом і активними пробниками для більш високочастотних вимірювань. Для середнього діапазону краще вибирати зонди з ємнісним навантаженням < 10 пФ.
- Частота дискретизації або частота (Sa/so вибірок за секунду): визначить, скільки разів деталі або значення хвилі, що підлягають вимірюванню, фіксуються за одиницю часу. Чим він вищий, тим краще роздільна здатність і швидше він буде використовувати пам'ять. Ви повинні вибрати осцилограф, який має принаймні в 5 разів найвищу частоту ланцюга, який ви збираєтеся аналізувати.
- Активація або запуск: найкраще, якщо він пропонує більш розширені тригери для складних сигналів. Чим він краще, тим краще ви зможете виявити можливі аномалії, які важко знайти.
- Глибина пам'яті або довжина запису (пункти): Чим більше, тим краща роздільна здатність для складних сигналів. Вказує кількість точок, які можна зберегти в пам’яті, тобто здатність зберігати попередні результати під час проведення експерименту. Можна записати кількість показань і побачити всі значення, щоб зробити більш точні висновки або продовжити.
- Кількість каналів: Виберіть осцилограф з відповідною кількістю каналів, чим більше каналів, тим більше деталей можна отримати. Аналогові раніше мали лише 2 канали, а цифрові – від 2 і вище.
- Інтерфейс: Це повинно бути максимально інтуїтивно зрозумілим і простим, особливо якщо ви новачок. Деякі просунуті осцилографи підходять тільки для професіоналів, оскільки менш досвідченому користувачеві доведеться постійно читати інструкцію.
- Аналоговий та цифровий: цифрові в даний час домінують на ринку завдяки своїм перевагам, таким як можливість більшої простоти та без обмежень щодо довжини запису. Тому кращим варіантом, безумовно, повинен бути цифровий осцилограф практично для всіх випадків.
- Бренди: найкращі марки осцилографів – Siglent, Hantek, Rigol, Owon, Yeapook тощо. Тому купівля однієї з їх моделей стане гарантією хорошої продуктивності та якості.