Настройка осциллографа Dso138
Всем привет.
Изучаю, поэтому нужно все конспектировать. Настройка осциллографа Dso138.
Регулировка С4: выставляем как на фото = АС _ 0,1 _ Х5
Регулировка С6: выставляем как на фото = АС _ 1v _ Х1
думаю прошить кастом, чтоб удалилась реклама
Натаскал с интернетов, кому как понятно будет:
Когда-то, целый гроб нужен был для этого ))) Генератор низкочастотный Г3-112, главное, чтоб на ногу не упал!
Буду редактировать, добавлять.
Благодарю за внимание.
Изучаем возможности мощного осциллографа: откройте мир невидимых сигналов с Fnirsi 1C15
В мире современной электроники, точный и надежный осциллограф является неотъемлемым инструментом для анализа и измерения электрических сигналов. Портативный осциллограф Fnirsi 1C15 выделяется среди множества устройств благодаря своим многочисленным достоинствам. Устройство обладает частотой дискретизации 500 МВыб/с в секунду и аналоговой полосой пропускания 110 МГц. Fnirsi 1C15 предлагает высокую производительность и точность в реальном времени. Уникальная функция быстрого автоматического управления позволяет легко и быстро захватывать сигналы одним нажатием кнопки, делая его доступным даже для неопытных пользователей. Эти и другие преимущества делают Fnirsi 1C15 универсальным инструментом для технического обслуживания и бытовых работ. В этой статье мы более подробно рассмотрим основные достоинства этого портативного осциллографа и узнаем, почему он становится незаменимым помощником для всех, кто работает в области электроники и радиоэлектроники.
Технические характеристики Fnirsi 1C15
Общие характеристики:
- Количество каналов: 1
- Полоса пропускания: 110 МГц
- Частота дискретизации: 500 МВыб/с
- Глубина записи: 240 Кбит
Входные параметры:
- Развязка входа: DC, AC
- Входной импеданс: 1 МОм
- Установка коэффициента затухания датчика: 1Х, 10Х
- Максимальное входное напряжение: 40 В (1X), 400 В (10Х)
Горизонтальные параметры:
- Горизонтальная развертка: от 5 наносекунд до 10 секунд
- Вертикальная развертка: от 20 мВ/дел до 100 В/дел
- Время нарастания: менее 3 наносекунд
- Разрешение АЦП: 8 бит
Точность измерений:
- Точность измерения напряжения: +- 2%
- Точность измерения частоты: +- 0,01%
Режимы синхронизации и триггера:
- Режимы синхронизации: автоматический, нормальный, однократный
- Режим триггера: по спадающему или возрастающему фронту
Автоматические измерения:
- Частота, от пика к пику, положительный рабочий цикл, амплитуда, положительная амплитуда, отрицательная амплитуда, максимум, минимум, период, среднеквадратичное значение, среднее значение, положительная ширина импульса, отрицательная ширина импульса, отрицательный рабочий цикл
Интерфейс и питание:
- Интерфейс: USB
- Питание: встроенная литиевая батарея 3000 мАч
- Время автономной работы: более 10 часов при полной зарядке
Дополнительные функции:
- Функция быстрого сохранения сигналов: возможность сохранить до 81 изображения
- Возможность приостановки и сравнения сигналов
- Режимы послесвечения и прокрутки для удобного обнаружения и записи сигналов
- Функция паузы
Физические параметры:
- Габариты: 115х75х33 мм
- Вес: 204.6 г
Упаковка и комплект поставки
Портативный одноканальный осциллограф Fnirsi 1C15 поставляется в относительно небольшой коробке черного цвета, на которой можно найти изображение устройства и подробную информацию о технических характеристиках данной модели.
Внутри коробки, в два ряда, расположены ложементы из вспененного полиэтилена, внутри которых расположился комплект поставки, который включает в себя:
- Осциллограф Fnirsi 1C15;
- Щуп высокого напряжения P6100;
- Щуп с зажимом Allgator;
- Кабель для зарядного устройства с разъемом MicroUSB;
- Зарядное устройство;
- Руководство пользователя, на английском языке;
- Транспортировочный кейс (поставляется отдельно от основной коробки).
Внешний вид
Осциллограф Fnirsi 1C15 имеет компактные габаритные размеры. Устройство оснащено прочным корпусом и облачено в силиконовый чехол, который предотвращает скольжение и падение устройства во время использования, обеспечивая тем самым надежный хват.
На лицевой поверхности расположился достаточно большой дисплей, диагональ которого составляет 2.4″, а разрешение 320х240 пикселей. Чуть ниже находится 16 механических кнопок управления и джойстик, который сложно назвать сверхфункциональным, однако он успешно заменяет кнопки со стрелками. Это упрощает и улучшает работу с устройством, позволяя легко перемещаться по меню и выбирать необходимые функции.
Все же хочется более подробно рассказать о кнопках управления, расположенных на корпусе устройства:
- MENU — вход в меню устройства;
- Джойстик — позволяет перемещаться по пунктам меню, передвигать осциллограмму и управлять триггером;
- OK — подтверждение выбранной функции в меню;
- AUTO — автоматическая синхронизация, автоматическая установка триггера при неизвестном сигнале;
- STOP — остановка осциллограммы для детального изучения, повторное нажатие запускает осциллограмму;
- MEAS — вывод на экран всех параметров;
- 1X10X — переключение делителя;
- ACDC — закрытый/открытый вход. AC — для измерения переменного напряжения, DC — для измерения постоянного напряжения;
- mV — уменьшение цены деления клетки вертикального канала (по напряжению);
- V — увеличение цены деления клетки вертикального канал (по напряжению);
- ns — уменьшение развертки по времени;
- s — увеличение развертки по времени;
- SINGLE — запуск одиночного ждущего режима;
- SEL — настройка уровня синхронизации триггера;
- SAVE — сохранение снимка экрана;
- 50% — выравнивание осциллограммы и уровня триггеров по центру экрана;
- REF — фиксация текущего сигнала на экране.
Боковые поверхности устройства лишены элементов управления и дизайна.
На верхней поверхности расположен разъем для подключения вводного кабеля (BNC-разъем), петля выхода генератора 1 кГц (меандр) для самодиагностики и разъем MicroUSB для подключения зарядного устройства.
На нижней поверхности расположился тумблер включения/выключения устройства и светодиодный индикатор заряда.
На тыльной поверхности находится специальная откидная подножка, обеспечивающая удобную постановку осциллографа на горизонтальной поверхности.
Также в комплект входит щуп высокого напряжения P6100 с заявленной полосой в 100 МГц. Он обладает достаточно неплохим качеством исполнения, предусмотрена возможность регулировки/калибровки. Регулировочный винт расположен у основания BNC-разъема. На корпусе щупа предусмотрен переключатель 1х/10х.
Дополнительно в комплект поставки входит щуп с зажимом Allgator, который также обладает вполне приличным качеством исполнения.
Многим будет интересно посмотреть на компоновку внутренних элементов Fnirsi 1C15.
В рабочем состоянии устройство имеет достаточно компактные габаритные размеры.
Функциональные особенности
Осциллограф Fnirsi 1C15, не смотря на свои компактные габаритные размеры, обладает рядом функций, которые делают его мощным инструментом для технических обследований, среди них хотелось бы выделить наиболее важные функции:
Частота дискретизации 500 МВыб/с (на самом деле данная характеристика у меня вызывает большие сомнения). Эта функция обеспечивает высокую скорость сбора данных, что позволяет точно отображать сигналы в реальном времени.
Аналоговая полоса пропускания 110 МГц. С широкой аналоговой полосой пропускания Fnirsi 1C15 имеет возможность обеспечить анализ широкополосных сигналов с высокой детализацией, что дает ему возможность работы с различными типами сигналов, включая аудио и радиочастотные сигналы.
Функция быстрого автоматического управления. С помощью нажатия всего одной кнопки осциллограф автоматически определит и настроит оптимальные параметры для захвата сигнала. Эта функция делает работу с устройством простой и интуитивно понятной.
Функция самопроверки, прямоугольная волна (меандр) 1 кГц. Данная функция дает возможность убедиться в правильной работе устройства. Прямоугольная волна на частоте 1 кГц позволяет легко проверить, насколько точно осциллограф отображает стандартный сигнал.
Глубина хранения 12 Кбит. Это позволяет записывать и анализировать длительные сигналы с высокой детализацией.
Режимы послесвечения и прокрутки. Эти режимы облегчают обнаружение и запись сигналов, позволяя более детально рассмотреть события, которые быстро проходят или постоянно повторяются.
Встроенный аккумулятор 3000 мАч. Принимая во внимание, что перед нами портативное карманное устройство, емкость аккумулятора играет немаловажную роль, так как это устройство изначально планируется использовать без подключения к электрической сети. Производитель обещает время автономной работы устройства до 10 часов.
Fnirsi 1C15 имеет поддержку двух режимов синхронизации:
Автоматический режим: В этом режиме осциллограф самостоятельно выбирает оптимальные параметры синхронизации, чтобы поймать сигнал. Он пытается автоматически синхронизироваться с входным сигналом и начинает отображать его на экране. Этот режим удобен, когда мы не знаем параметров входного сигнала и хотим быстро начать анализ.
Ждущий режим: В этом режиме осциллограф будет ждать стабильного сигнала для синхронизации. Если сигнал не поступает, экран может быть пустым или на нем могут быть видны помехи. Этот режим полезен, когда нужно установить стабильный сигнал на экране для более детального анализа.
В устройстве также имеется поддержка режима триггера:
По спадающему или возрастающему фронту. Этот режим позволяет выбрать, какой фронт сигнала будет использоваться для синхронизации. Вы можете выбрать, чтобы осциллограф срабатывал на спадающем фронте (когда сигнал идет от высокого уровня к низкому) или на возрастающем фронте (когда сигнал идет от низкого уровня к высокому). Это полезно, когда нужно проанализировать только определенную часть сигнала или исключить помехи от других фронтов.
Также важно отметить, что осциллограф Fnirsi 1C15 обладает впечатляющим разнообразием поддерживаемых типов волн, что делает его идеальным инструментом для анализа различных электрических сигналов. Всего поддерживается 14 типов волн, которые позволяют пользователям более полно и точно анализировать их характеристики и свойства.
Еще хотелось бы остановиться на экране, а точнее на цене деления в различных режимах. Цена деления временной шкалы способна принимать значения: 5ns-10ns-20ns-50ns-100ns-200ns-500ns-1us-2us-5us-10us-20us-50us-100us-200us-500us-1ms-2ms-5ms-10ms-20ms-50ms-100ms-200ms-500ms-1s-2s-5s-10s, при этом максимум на экране осциллографа можно наблюдать за сигналом в течении 2 минут. Цена деления шкалы чувствительности при X1: 20mV-50mV-100mV-200mV-500mV-1V-2V-5V-10V, максимальное измеряемое напряжение составляет +-40V. Цена деления шкалы чувствительности при X10: 200mV-500mV-1V-2V-5V-10V-20V-50V-100V, а максимальное измеряемое напряжение составляет +-400V.
Тестирование
Перед началом работы мы проводим автоматическую калибровку устройства. Соответствующий раздел находится в разделе «Меню». Процедура занимает 1-2 минуты, а на экране горит табличка, информирующая нас о том, что запущен процесс калибровки.
Также следует произвести калибровку щупа высокого напряжения P6100. Для этого необходимо подключить щуп к устройству и осуществить зацеп за петлю выхода генератора. На дисплее осциллографа появится меандр на 1 кГц. Если меандр имеет прямые, ровные края, то щуп откалиброван хорошо, если же нет, необходимо осуществить калибровку путем подстройки входной емкости, чтобы снизить влияние щупа. Осуществляется это путем подкручивания плоской отверткой до того момента, пока края не станут ровными, а углы прямыми.
После того, как проведены все первоначальные настройки можно приступить к тестированию. Сразу мы проверяем правильность работы устройства при помощи встроенной функции. Ранее я упоминал, что в устройстве предусмотрен режим самодиагностики. Для этих целей щуп цепляется за специальную металлическую петлю, расположенную на корпусе устройства, после чего мы можем нажать кнопку «Auto». Перед нами меандр с частотой 1 кГц.
Теперь можно приступать к тестированию устройства в бытовых условиях. Прежде всего необходимо проверить осциллографа на стабильность сигнала. С этой целью осуществляется подключение Fnirsi 1C15 к источнику синусоидального сигнала. К сожалению, в моем распоряжении отсутствует генератор сигнала, но его вполне неплохо может заменить звуковая карта. Да, показания могут быть не такими точными, но получить общее представление мы как минимум сможем.
На генераторе выставлялись различные значения частоты, в различных диапазонах. Показания осциллографа и информация, отображаемая на экране компьютера практически полностью совпадала, хотя показания устройства могут колебаться в диапазоне +- 1кГц.
Также при помощи программного обеспечения мы можем проанализировать форму сигнала. Приложение позволяет запустить синусоидальную, пилообразную и прямоугольную (меандр) форму сигнала. Осциллограф отображает именно тот сигнал, который мы ожидали увидеть. Вполне ожидаемо, что на высоких частотах форма сигнала превращается в синусоиду.
Как уже говорилось ранее, FNIRSI 1C15 имеет поддержку двух режимов синхронизации (автоматический и ждущий режим), а также имеется поддержка режима триггеров. Проверка и тестирование этих режимов также возможна с использованием звуковой карты. Данная проверка позволяет убедиться в правильной работе осциллографа при различных условиях и типах сигналов. Fnirsi 1C15 синхронизируется с входным сигналом правильно, а с триггером для захвата различных типов сигналов работать относительно удобно.
Очередным тестом является возможность устройства сохранять во встроенную память несколько осциллограмм. Никаких сложностей у 1С15 с этим не возникло.
Еще одним важным тестом является тест на время автономной работы. Вспомним о том, что Fnirsi 1C15 является карманным устройством, поэтому следует четко понимать, сколько устройство сможет отработать в режиме без нагрузок от полностью заряженной аккумуляторной батареи, емкость которой составляет 3000 мАч. При яркости экрана в 50% устройство отработало примерно 8 часов 26 минут (примерно).
Собственно, на этом я буду заканчивать тестирования, так как отсутствие генератора сигнала накладывает большой отпечаток на возможности, связанные с тестированием устройства.
Достоинства
- Высокая частота дискретизации в 500 МВыб/с (хотя этот показатель под большим вопросом);
- Широкая аналоговая полоса пропускания в 110 Мегагерц;
- Функция быстрого автоматического управления;
- Большая глубина хранения в 12 Кбит;
- Удобные режимы послесвечения и прокрутки;
- Встроенный аккумулятор емкостью 3000 мАч и время автономной работы;
- Прочный корпус и силиконовый чехол;
- Джойстик для удобного управления;
- Компактные габаритные размеры;
- Относительно небольшая стоимость.
Недостатки
- На момент тестирования устройства недостатков не выявлено (возможно это связано с отсутствием у меня генератора сигналов).
Заключение
В заключение стоит подчеркнуть, что осциллограф Fnirsi 1C15 представляет собой отличное решение для технического обслуживания и бытовых нужд. Его высокая частота дискретизации в реальном времени, широкая аналоговая полоса пропускания и большая глубина хранения делают его мощным инструментом для анализа различных сигналов. Безусловно особого внимания заслуживает функция быстрого автоматического управления, которая позволяет даже неопытным пользователям быстро и легко захватывать сигналы с высокой точностью. Режимы послесвечения и прокрутки облегчают обнаружение и запись сигналов, что упрощает работу с устройством. Встроенный аккумулятор с большой емкостью обеспечивает длительное время автономной работы, что делает Fnirsi 1C15 удобным для использования в различных условиях, включая отдаленные места, где нет возможности подключения к сети 220В.
На мой взгляд, Fnirsi 1C15 представляет собой достойный выбор для профессионалов и любителей электроники. Его надежность, компактность и функциональность делают его отличным инструментом для решения различных задач, связанных с анализом сигналов и проведением измерений. Устройство однозначно заслуживает внимания как профессионалов, так и любителей.
Узнать актуальную стоимость Fnirsi 1C15 можно по ссылке.
Еще один важный момент. Начиная с 24.07.2023 по 28.07.2023 при покупке Fnirsi 1C15 можно применить промокод ZK8886US, который поможет получить скидку в $3.00
Обзор карманного осциллографа DSO150: на что способна «игрушка»?
На китайских площадках можно встретить довольно много разновидностей цифровых осциллографов начального уровня по цене до $50. Можно найти эти же модели и в российских торговых точках; правда, по цене на 50-200% выше. 🙂
Конечно, это не могут быть серьёзные модели для профессионалов; но давайте разберёмся, совсем там всё плохо, или не совсем?!
А в качестве примера рассмотрим популярный карманный осциллограф DSO150. Кстати, он известен также под именами DSO Fnirsi 150, DSO Shell и DSO 150, — это всё синонимы.
Изображение — с официальной страницы продавца (как выяснится позже, это не совсем то же самое, что с сайта производителя). Все картинки в обзоре — кликабельны.
Обзор начнём, как всегда, с технических характеристик.
Технические характеристики одноканального цифрового осциллографа DSO150
| Частотный диапазон | 0 — 200 кГц |
| Максимальное входное напряжение | 50 В |
| Входное сопротивление | 1 МОм |
| Вертикальная чувствительность / точность | 5 мВ — 20 В на деление / точность 5% |
| Масштаб по горизонтали | 10 мкс — 500 с (!) / деление |
| Объём буфера | 1024 семпла |
| Разрядность АЦП семплирования | 12 |
| Частота семплирования | до 1 МГц (1 Msps) |
| Диагональ экрана | 2.4 дюйма |
| Разрешение экрана | 320 x 240 |
| Питание | 9 В / 120 мА (адаптера в комплекте нет) |
| Габариты / масса | 115 x 75 x 22 мм / 100 г |
Осциллограф продаётся на Алиэкпресс в нескольких вариантах.
Один вариант — в полностью собранном и «готовом к употреблению» виде; второй вариант — в виде деталей корпуса, плат и россыпи деталей для пайки; и третий вариант — детали корпуса и платы с напаянными деталями. Я выбрал последний вариант, в котором нужно просто правильно всё собрать воедино без пайки (лень, знаете ли).
Приобрёл я всё это здесь.
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158
Цена такого комплекта на дату обзора с доставкой в Россию — около $24.
Упаковка, состав комплекта, сборка и внешний вид осциллографа DSO150
Осциллограф прибыл в пенопластовой коробке, добросовестно обмотанной плёнкой и скотчем. Так она выглядит после освобождения от внешних покровов:
Пенопласт — это хорошая защита от неприятностей в пути; внутри ничего не пострадало.
В самой коробке оказался такой набор деталей для сборки:
Сборка прошла не совсем гладко.
Очень не хотела налезать на свою ось ручка энкодера. Пришлось применить грубую физическую силу (это помогло её одеть, хотя и не совсем до конца; было страшновато что-нибудь сломать).
Возможно, более лучшим вариантом было бы применение паяльного или косметического фена для разогрева оси и ручки (но осторожно, чтобы не подплавить пластиковые детали).
Кроме того, не удалось настолько точно подогнать верхнюю крышку и дно, чтобы между ними совсем не было зазора. Правда, оставшийся зазор в полмиллиметра можно даже назвать декоративным.
Давайте посмотрим на результат сборки.
Два вида по диагонали:
Вид со стороны нижнего торца:
Здесь расположен разъём для подключения источника питания и ползунок включения/выключения осциллографа.
Вид со стороны верхнего торца:
Здесь (на вехнем торце) — ползунок переключения входа (закрытый / открытый / земля), плоский контакт напряжения калибровки 1 кГц, и, собственно, разъём BNC для подачи сигнала.
В целом вид осциллографа получился довольно-таки благопристойным, и особо не напоминает «игрушку» или учебно-тренировочный экземпляр (как его исторический предшественник DSO138 в прозрачном корпусе или вообще в бескорпусном виде).
Также корпус хорошо закрыт от проникновения мелких внешних предметов и загрязнений (в отличие, например, от DSO188).
А вот что не есть хорошо — это необходимость во внешнем питании (встроенного аккумулятора нет). Правда, внутри осциллографа есть ещё свободное место, чтобы там разместить аккумулятор и необходимую «обвязку», но это — не для таких ленивых, как я. Обсуждение способов установки внутреннего питания есть на форуме официального производителя (JYE Tech).
Печатные платы и схема осциллографа DSO150
Вот наконец-то мы подошли и к электронной «начинке» нашего осциллографа.
Эта начинка состоит из двух плат: аналоговой и цифровой.
Аналоговая плата — небольшая. но весьма насыщенная компонентами:
Здесь радует, что маркировка всех элементов оставлена читаемой, и даже продублирована надписями на плате. Бывает, что отдельные особо бессовестные китайские производители — наоборот, тщательно затирают маркировку, чтобы затруднить ремонт изделий. Но здесь — не тот случай, к счастью!
Более того, ещё и принципиальные схемы можно скачать с официальной страницы осциллографа на сайте производителя (внизу страницы, в разделе «Documents»). Это вообще уже можно приравнять к чуду.
Основной элемент на плате — счетверённый операционник TL084C со входами на полевых транзисторах. Он отвечает за приём и усиление сигнала.
Обеспечивают переключение масштабов усиления два аналоговых коммутатора: HC4053 и HC4051.
Все перечисленные выше микросхемы требуют двухполярного питания, а запитывается устройство однополярным. Соответственно, создаёт отрицательную полярность для внутреннего питания преобразователь ICL7660, а стабилизируют питание 78L05 (+5 В) и 79L05 (-5 В).
За подстройку входной ёмкости отвечают зелёные триммеры в верхней части платы (необходимо для корректного отображения фронтов сигналов). Инструкция по настройке есть в прилагаемом бумажном документе (настраивать надо, естественно, до установки плат в корпус; или в корпусе, но без заглушки верхнего торца).
Теперь изучим цифровую плату, сначала — вид со стороны экрана:
Здесь — ручка энкодера, кнопки и экран. Шлейф экрана под ним припаян прямо к плате. Это затруднит смену экрана, если Вы его «грохнете». Правда, после сборки осциллографа сделать это будет довольно трудно, т.к. экран расположен в углублении. Но аккуратность в обращении не отменяется.
Экран не имеет регулировки яркости, но его яркость настроена на некий средний уровень, достаточный для комфортной работы в типовых условиях применения.
Углы обзора экрана — разные по вертикали и по горизонтали.
По горизонтали угол обзора — не широкий, даже при небольших поворотах вправо-влево экран заметно бледнеет.
При поворотах вверх-вниз, наоборот, изображение остаётся ярким и контрастным даже при больших поворотах.
Вид цифровой платы со стороны элементов значительно интереснее:
Здесь сначала обратим внимание на важный организационный момент: в белой рамке, расположенной в левом нижнем углу, должен быть номер платы, но его там нет!
В соответствии с инструкцией производителя «Как отличить не оригинальный осциллограф от оригинального» (ссылка) делаем вывод, что данный экземпляр — не оригинальный.
Что из этого следует? Следует, что его прошивку вряд ли получится обновить. В лучшем случае, новая прошивка просто не установится (производитель не даст код для её установки), а в худшем осциллограф может «окирпичиться». Можно ли жить с той прошивкой, какая есть — разберёмся.
Вернёмся к плате.
Здесь видим «сердце» осциллографа — аналого-цифровой процессор STM32F103C8T6.
Рядом с ним расположен кварц на 8 МГц; но процессор имеет собственный умножитель частоты и работает на частоте 72 МГц. Это — не много, но зато на низкой частоте и потребление энергии меньше.
Процессор сделан по принципу «всё-в-одном»: ОЗУ и ПЗУ тоже находятся в процессоре. Он же формирует изображение для отправки на дисплей.
Кроме процессора, на плате есть ещё две «микрухи»: флеш-память с последовательным интерфейсом и линейный стабилизатор на 3.3 В, который обеспечивает процессор питанием.
Чтобы окончательно прояснить ситуацию с версией ПО (прошивки), посмотрим на фотку экрана в момент загрузки осциллографа:
Таким образом, осциллограф работает под прошивкой версии 062. Эта версия — не последняя, но довольно отработанная и сильными глюками удивлять не должна.
Тестирование осциллографа DSO150
С механикой и схемой разобрались, переходим к практическому тестированию. Для тестирования использовался генератор FY6800.
Начнём с элементарного и стандартного: синус, 1 кГц, размах 5 В (стандартнее не придумаешь!):
Обращаем внимание сначала на множество параметров, измеряемых осциллографом в реальном времени, прямо по ходу сигнала.
Кроме результатов измерений, осциллограф показывает собственные режимы работы (сверху над осциллограммой и снизу под ней).
Если данные измерений мешают наблюдать форму осциллограммы, то их можно убрать с экрана.
А теперь — заценим точность измерения.
Размах напряжения (Vpp) осциллограф показал в 5.15 В. Это — хороший результат, поскольку укладывается в заявленную погрешность 5%. Правда, при снижении амплитуды сигнала и точность снижается, но это соответствует теории вопроса.
А теперь посмотрим на частоту. Осциллограф показал 973.303 Гц. Для измерения частоты такая точность просто никуда не годится.
Проверка замера частоты при другом масштабе по времени показала гораздо более приличный результат:
Здесь осциллограф замерил частоту абсолютно точно: 1 кГц.
Вероятнее всего, расчет частоты аппарат ведёт примитивно, по числу пересечения сигналом уровня триггера за период, равный наполнению буфера. Чем больше периодов влезает в буфер, тем и замер частоты получается точнее.
Проверка полосы частот по уровню минус 3 дБ показала результат, примерно соответствующий заявленному в параметрах: около 220 кГц.
Теперь подаём прямоугольник 20 кГц и проверяем фронты:
В целом фронты «прямоугольника» можно оценить, как хорошие. Но есть и интересная особенность: отрицательный фронт — более крутой, чем положительный; который имеет довольно плавное «скругление» вверху.
Аналогичные эффекты будут наблюдаться и на других осциллограммах «классического» ряда:
Теперь перейдём от теории к практике и посмотрим пару реальных осциллограмм.
В качестве объекта испытаний был выбран импульсный блок питания, дающий напряжения + 5 и +12 В с током выхода 3 А по выходу +5 В и 2 А по выходу +12 В.
Напряжение снималось с отвода импульсного трансформатора, идущего к выпрямителю напряжения +5 В.
Вариант 1, блок питания без нагрузки:
Вариант 2, с нагрузкой 1 А по выходу +5 В:
По осциллограммам можно оценить частоту работы преобразователя импульсного блока питания (составила чуть выше 50 кГц) и величину импульсов прямого и обратного хода.
Смотреть частоту сигнала по показаниям измерений самого осциллографа для сигналов такой сложной формы бесполезно — он может показать всё, что угодно (причём вполне законно).
По итогам этой главы надо сказать, что электрические процессы с частотой около 50 кГц — это предел, когда можно реально отследить форму сигнала с помощью этого осциллографа. Для более высоких частот на период сигнала будет приходиться слишком мало отсчетов, чтобы судить о его реальной форме.
Стробоскопический эффект
Пользователи цифровых осциллографов уже, вероятно, знают об этом интересном эффекте. Но тех для любителей и профессионалов, кто пока пользовался только аналоговыми «трубчатыми» осциллографами, это может оказаться новостью. 🙂
Кстати, аналоговые осциллографы — это не анахронизм, они до сих пор с успехом производятся и используются. Но, конечно, отсутствие в них математической обработки, а также большой вес и габариты не способствуют их популярности.
Начну подход к проблеме издалека. В Википедии, в статье «Осциллограф», есть интересный пассаж о недостатках цифровых осциллографов (подчёркнут):
Данная проблема (отображение несуществующих сигналов вместо реальных) возникает из-за стробоскопического эффекта.
Возникают стробоскопические эффекты тогда, когда количество отсчетов сигнала на период становится слишком малым.
Согласно классической для радиотехники теореме Котельникова, любой сигнал может быть абсолютно точно восстановлен, если частота его дискретизации хотя бы в два раза превосходит верхнюю частоту в спектре сигнала.
Но это действительно, условно говоря, для сигналов бесконечной длины и после обработки соответствующими алгоритмами, а не в режиме реального времени.
А в режиме реального времени сигнал «теряет форму» настолько серьёзно, что становится совсем не похож сам на себя.
Так, например, показывает наш осциллограф синусоиду с частотой 246 кГц:
Наблюдатель видит на экране несуществующий амплитудно-модулированный сигнал. На самом же деле на осциллограф подана чистейшей воды синусоида.
Иногда даже опытные обзорщики пишут, что на высокой частоте какой-либо осциллограф показывает сигнал с испорченной формой, скачущей амплитудой и т.п. На самом же деле такое отображение сигнала может быть вполне законным с физической и даже с геометрической точки зрения.
Поскольку при переключении на осциллографе масштаба по оси времени меняется и его частота семплирования, то пользователь может увидеть эти эффекты и на довольно низких частотах.
Например, следующая осциллограмма сделана при частоте прямоугольного сигнала 124 кГц; но из-за того, что частота семплирования при масштабе 0.2 мс/деление снизилась до 50 кГц, сигнал на экране выродился в прямоугольник с частотой 1 кГц:
Наблюдателю будет казаться. что он видит прямоугольный сигнал с частотой 1 кГц; и только неестественно-затянутые для такой частоты фронты будут подсказкой, что «что-то здесь не так».
Существование этого эффекта надо учитывать при работе с цифровыми осциллографами (т.е. правильно подбирать параметры горизонтальной развёртки).
Этот эффект может использоваться и с пользой: существуют специальные стробоскопические осциллографы для исследования периодических процессов на СВЧ, но это уже далеко не «общегражданские» приборы.
Заключение
Протестированный осциллограф — один из самых дешевых, такие обычно называют «игрушками» или «показометрами».
Тем не менее, он может использоваться и в серьёзных целях, если не ставить для него невыполнимых задач.
Например, для проверки и настройки усилителей класса D он не подойдёт: там частота импульсов ШИМ начинается от 400 кГц.
Зато для работы с «обычными» усилителями (класса A или AB) почти никаких препятствий нет; разве что он может не показать самовозбуждение усилителя, если оно случилось на высокой частоте.
Также можно использовать для работы с импульсными блоками питания с частотой ШИМ до 50 кГц ( а это, правда, не всегда бывает так; иногда даже в типовых контроллерах повербанков частота может быть до 100 кГц).
Одним словом — он подходит для работы с низкочастотными устройствами.
Из обнаруженных проблем прошивки надо отметить некорректную автоматическую установку уровня триггера при длительном удержании кнопки TRIGGER (уровень устанавливается не точно посередине размаха сигнала, а примерно на 10% от величины размаха выше).
Вторая проблема — «перевёрнутая» работа энкодера: происходит увеличение регулируемого параметра при вращении против часовой стрелки и уменьшение — по часовой. Привыкнуть к этому сложно, но можно. 🙂
И ещё надо отметить аппаратную проблему — нестандартное напряжение питания (9 В). У каждого из нас валяется дома гора стандартных адаптеров на 5 В; а на 9 В вряд ли у кого завалялось.
Как быть? Можно купить адаптер на 9 Вольт, можно подключить батарейку или аккумулятор на 9 Вольт («Крона»), можно приобрести DC-DC преобразователь с 5 В до 9 В, можно (кому не лень) встроить аккумулятор внутрь осциллографа (как описывают на форумах). Выход есть!
Описанный в обзоре осциллограф приобретён на Алиэкпресс здесь.
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158
Находка для радиолюбителя: обзор тестера Fnirsi DSO-TC3 с функциями осциллографа и генератора
У людей, занимающихся электроникой снискали популярность LCR тестеры для проверки радиодеталей. Компания Fnirsi шагнула дальше и представила свою расширенную модель с генератором сигналов и осциллографом. получилось 3 в 1, а как работает DSO-TC3 посмотрим ниже.
| Модель: Fnirsi DSO-TC3 | Дисплей: 2,4 дюйма TFT цветной |
| Питание: Li-ion аккумулятор 1500 mА*h | Функции: LCR тестер, генератор импульсов, осциллограф |
| Габариты: 110 * 76 * 30 мм |
Подробные характеристики будут даны при описании тестер, генератор и осциллограф непосредственно перед описанием функции.
Продукция Fnirsi всегда отличалась проработанным, отличным от других дизайном — подтверждение тому качественный принт на коробке.
Существует два вида комплектации тестера — стандартная и расширенная. Отличаются наличием в последней щупа для осциллографа. Подход не совсем понятен — осциллограф есть, щупа нет. В моем случае как раз без щупа — стандартная комплектация, куда входят тестер в пакете и защитном бампере, очень толковая инструкция на нескольких языках, включая русский и отдельный коробок с кабелем USB-Type-C для зарядки и подключения к ПК для обновления прошивки, три щупа с зажимами и кабель с MCX штекером и крокодилами для выхода генератора.
Сработан прибор очень аккуратно, имеет небольшие размеры. Информация выводится на цветной дисплей с диагональю 2,4 дюйма. Справа от экрана в районе метки IR находится приемник ИК сигнала для тестирования пультов управления бытовой техникой. Под экраном расположена тестовая колодка с рычажком зажима — вставляем транзистор, зажимаем и жмем кнопку Ок. Все просто. Включается тестер красной кнопкой, она же служит для возврата к предыдущим пункта меню. Все остальные операции выполняются четырьмя кнопками внизу справа.
Разъем Type-C расположен на нижней грани корпуса, а разъемы для работы с вольтметром, генератором (DDS) и осциллографом (DSO) на верхней.
Снизу указаны отдельные характеристики и находится откидная подставка. Промежуточных положений нет, визуально угол наклона градусов 45-50.
При включении тестера на пару секунд появляется заставка, которую можно убрать через меню настроек тестера.
Далее прибор предлагает выбрать одну из четырех доступных иконок — инструменты, М-тестер, осциллограф и генератор.
Но первоначально давайте зайдем в меню настроек тестера длительным удержанием кнопки Ок. Как раз здесь можно отключить заставку, выбрать китайский или английский язык, отрегулировать яркость экрана и громкость бузера, сбросить настройки до заводских и посмотреть версию прошивки.
Возвращаемся к четырем иконкам функций и выбираем Инструменты. Тут представлены отдельные функции обычных мультиметров — это тест бесконечности (первый по списку — On-Off) и вольтметр. Для прозвонки используют пару щупов, подключенных к тестовой колодке (пины 1,2 или 1,3, или 2,3). Прозвонка работает сразу, без пауз и заиканий. Вольтметр тут скорее для проверки элементов питания, аккумуляторов — максимальное допустимое напряжение составляет всего 40 Вольт, но так это работает на большинстве LCR тестерах. Щуп с крокодилами в этом случае подключается к гнезду In (0-40V) на верхней грани корпуса.
Тестер легко можно преобразовать в измеритель температуры воздуха или измеритель его температуры и влажности. Нужно лишь в тестовую колодку установить датчик температуры DS18B20 или датчик температуры и влажности DHT11. Кстати, тестер не отключает экран ради экономии заряда аккумулятора. Его емкость тут 1500 мА*ч и особо беспокоиться не нужно. Поэтому данные термометра и гигрометра можно наблюдать постоянно пока не сядет аккумулятор. Тест ИК сигнала пульта из этого обзора показал вот такую картину. Для определения работоспособности и подбора пульта вполне полезная функция.
Время от времени тестер нужно калибровать. В этой модели процедура до безобразия проста. Понадобятся три коротких отрезка провода. Их нужно соединить вместе с одной стороны, а другие концы зажать в колодке и выбрать пункт калибровки.
Функция тестирования радиокомпонентов М-тестер незаменима при ремонте электроники. Если диоды, резисторы и емкость конденсаторов еще можно проверить мультиметром, то определить целостность транзисторов, симисторов, тиристоров, напряжение стабилизации стабилитрона, ESR и % утечки конденсатора им не получится. Вот тут и выручает LCR тестер.
| Емкость: 25 pF — 100 mF | Сопротивление: 0.01 — 50 ΜОм |
| Индуктивность: 10 микро Генри — 1000 микро Генри | Постоянное напряжение: 0 — 40 Вольт |
Тест бесконечности, проверка резисторов, диодов, LED, биполярных/полевых транзисторов, симисторов, тиристоров, стабилитронов, катушек индуктивности, конденсаторов.
В колодке пины помеченные одними цифрами соединены вместе. В целом не важно, как вставить ножки транзристора — прибор сам определит где какой вывод. Отдельно выделен сектор для проверки стабилитронов. Тут для правильной работы прибора уже нужно катод стабилитрона подключать к пину К, анод к любому из двух пинов А.
Проверка резисторов показала, что тестер дает результаты с немного большей погрешностью, чем мультиметры из прошлых моих обзоров — Aneng 681 Pro, Aneng SZ02 и Mustool МТ108Т, но в целом очень близко.
При проверке конденсаторов обратили на себя внимание показания измерений параметров конденсатора на 1000 мкф. Мультиметры всегда выдавали очень близкие данные, все ниже 1000 мкф. DSO-TC3 уверяет, что больше. Проверил другим LCR тестером — он поддержал мнения мультиметров — емкость не дотягивает до заявленной. С другой стороны, DSO-TC3 дает возможность ориентироваться по более важному параметру — ESR.
Проверка катушек индуктивности.
Диоды можно проверять как обычные, так и сдвоенные. Установленный в колодку светодиод несколько раз моргает, а на экране отображается напряжение, при котором светодиод начинает светиться. Напряжение стабилизации стабилитронов определяется без проблем.
Как и у всякого измерительного прибора у DSO-TC3 есть свои ограничения возможностей. Относительно маломощные симисторы, тиристоры определяет хорошо, но если напряжение включения более 5 Вольт, а ток управления выше 6 мА, то показывает просто резистор. Точно так же себя ведет и прежний мой LCR тестер.
Транзисторы NPN, PNP, N канальный MOSFET, JFET полевой транзистор.
Показания прибора как LCR тестера не абсолютны, но близки к правдивым и по крайней мере помогают понять цел компонент или нет, можно его еще использовать или лучше заменить.
Следующая функция — осциллограф и его возможности такие:
| Частота дискредитации: 10 Mега выборок в секунду (10 МSa/s) | Полоса пропускания: 500 кГц |
| Входное сопротивление: 1 ΜОм | Напряжение: 400 Вольт (с делителем) |
| Чувствительность по вертикали: 10 милли Вольт -10 Вольт | Длительность развертки: 1 микросекунда-10 секунд |
| Режимы триггера: Auto / Normal / одиночный | Тип триггера: по возрастающему/ по ниспадающему фронту |
Из-за отсутствия щупа с генератором сигналов соединился с помощью того же кабеля с MCX штекером и крокодилами. Возможно это и привносит свои искажения, но на экране тестера артефактов не наблюдал. Как осциллограф прибор себя показывает очень даже не плохо. Есть весь набор инструментов присущих осциллографам начального уровня. Все как у взрослых моделей — открытый, закрытый вход, выбор триггера, чувствительность, длительность развертки. Все иконки на экране по периметру выбираются последовательными нажатиями кнопок вправо (Run), влево (Hold). Длительным удержанием кнопки Run можно зафиксировать осциллограмму, повторным нажатием вернуться к текущим показаниям. Длительным удержанием кнопки Hold можно убрать числовые параметры сигнала и вернуть их на экран.
Да, полоса пропускания осциллографа не большая, особо высокочастотный сигнал не изучишь, но в ее пределах прибор ведет себя очень достойно, автоматическая синхронизация четко фиксирует любую форму сигнала.
И последняя функция — цифровой генератор. В этом режиме DSO-TC3 способен генерировать шесть форм сигнала с амплитудой до 3,3 Вольта. Подробные характеристики следующие:
| Синусоида: 1-100KHz/0-3,3В/50% | Меандр: 1-100KHz/3,3В/50% |
| Импульсы: 1-100KHz/3,3В/0-100% | Треугольник: 1-100KHz/0-3,3В/50% |
| Пила: 1-100KHz/0-3,3В/0-100% | Постоянное напряжение: 0-3,3 Вольта |
Нужная форма сигнала выбирается из списка и подтверждается кнопкой Ок. Далее устанавливаем нужные величины и получаем требуемый сигнал. Максимальная частота 100 кГц. Не так уж и мало. Тем более что все сигналы весьма приличной формы и сохраняют ее даже на пределе.
Кстати, меандр DSO-TC3 выдает чище, чем генератор JDS6600 на тех же 100 кГц.
И треугольник на пределе частоты не так уж сильно смахивает на синусоиду.
Что же в итоге? До определенного уровня Fnirsi DSO-TC3 может собой заменить и просто тестер, и осциллограф, и генератор сигналов. Для DIY, ремонта несложной электроники, освоения измерительной техники весьма полезный прибор. Удобно, что питается от аккумулятора и не гасит экран в целях энергосбережения. От осциллографа ожидал даже меньшего, но был приятно удивлен хорошей синхронизацией и отсутствием ее срывов.
С купоном BGbde828 купить Fnirsi DSO-TC3 можно за 36,99-40,99 $ в зависимости от комплектации.
Покупка тестера на Алиэкспресс выйдет дороже.
Реклама: BANGGOOD TECHNOLOGY CO., LIMITED ИНН 61754701, erid: 2SDnjf2CKTE
Реклама: ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН: 7703380158, erid: 2SDnjcWusKN
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Люблю разбираться как работают разнообразные устройства, как устроены, выявлять слабые и сильные стороны, сравнивать с другими подобными. Контакты для связи по вопросам сотрудничества: электронная почта — inko1973@rambler.ru Skype: inko1973
А так же другие интересные подборки: