Магазин Gtest(R)
пропонує широку номенклатуру осцилографів на сторінці сайту в самому кінці
цього Розділу, а також рекомендовані прилади та статті для самоосвіти
Вступ
Вибір відповідного осцилографа може бути серйозним викликом для інженера будь-якої кваліфікації. Мета полягає в тому, щоб прийняти обґрунтоване рішення про таку купівлю, враховуючи фактор співвідношення ціна/якість, при цьому (найголовніше!) гарантовано отримавши від приладу потрібну функціональність. Ну, і що важливо, заощадивши гроші при цілком задовільній якості придбання.
Сподіваюся, що ця стаття допоможе вам уникнути 5 найпоширеніших помилок, що наводяться нижче, при прийнятті рішення про купівлю недорогого осцилографа, а саме:
• вибір осцилографа з недостатньою смугою пропускання
• ухвалення рішення про USB-осцилограф
• недооцінка зручності та якості інтерфейсу користувача
• ризик виникнення труднощів із тих. підтримкою приладу з боку продавця
• концентрація уваги виключно на специфікаціях продукту
Приклад: SDS1104 OWON – чудове співвідношення Ціна/Якість
В обов'язковому порядку необхідно взяти до уваги майбутні в середньостроковій перспективі можливості вирішення завдань за допомогою осцилографа, що купується, як то: безперервне збільшення швидкості сигналу, частоти та ін. параметри, які, відповідно, вимагають збільшення пропускної спроможності приладу (і не тільки), яка може бути реалізована (або не реалізована) залежно від виробника осцилографа.
Помилка №1: придбання осцилографа з недостатньою смугою пропускання
Специфікація смуги пропускання осцилографа визначається як смуга найвищого значення частоти, при якій синусоїдальні хвилі вхідного сигналу послаблюються за рівнем -3 дБ (приблизно 30%).
Або: смуга частот, у межах якої вхідний синусоїдальний сигнал послаблюється осцилографом не більше ніж до 70,7% або за рівнем –3 дБ (за рівнем половинної потужності)
Більшість інженерів насамперед враховують цю характеристику під час виборів осцилографа. Проте інколи інженери часом недооцінюють загальні вимоги проекту, а лише фіксуючи лише цей атрибут.
Звичайно ж, такий підхід допомагає зрозуміти частотну складову сигналу, що вимірюється. Всі осцилографи мають низькочастотну характеристику, яка спадає на більш високих частотах, як показано на малюнку 1. Більшість осцилографів зі смугою пропускання 1 ГГц і нижче зазвичай мають частоту гаусса частотну характеристику, яка співвідносить характеристики однополюсного низькочастотного підсилювача і прохідний фільтр.
Згасання сигналу на частоті -3 дБ призводить до помилки амплітуди на 30%.
Наприклад, якщо ви введете синусоїдальний сигнал з напругою 1 (між пікова величина) і частотою 100 МГц в осцилограф зі смугою пропускання 100 МГц, то виміряний за допомогою такого осцилографа розмах напруги буде в діапазоні 700 мВ (пік-пік). (-3 дБ = 20 log [0,707/1,0]). Неможливо виконати точні вимірювання сигналів, частоти яких близькі до смуги пропускання осцилографа.
У процесі ухвалення рішення може виникнути питання: «Мої сигнали мають частоту 10 МГц, отже, осцилограф із частотою 30 МГц підійде, це правильно?» Відповідь - так, але тільки якщо ви вимірюєте синусоїдальні хвилі. Тим часом прямокутні хвилі складаються з синусоїдальних хвиль основної частоти і з нескінченним числом непарних хвиль гармоніки. Таким чином, правило ширини смуги має бути втричі більше за найвищу частоту аналізованого сигналу не завжди застосовно.
Програми (практика вимірювань)
Цифрові виміри
Один із підходів — вибрати осцилограф із такою смугою пропускання, яка як мінімум у п'ять разів перевищує максимальну тактову частоту системи, що тестується. Осцилограф здатний вловлювати до п'ятої гармоніки з мінімальним згасанням сигналу.
П'ята гармоніка сигналу має вирішальне значення визначення загального формату аналізованих цифрових сигналів. Смуга пропускання, що в п'ять разів перевищує основну частоту цифрового сигналу, що тестується, гарантує можливість його ефективної налагодження і глибокого аналізу.
Аналогові виміри
У цьому випадку вимоги до пропускної спроможності осцилографа менш суворі. Згасання сигналу за рівнем та амплітудою мінімальне і становить лише одну третину смуги пропускання осцилографа. Смуга пропускання, що втричі перевищує частоту аналогового сигналу, що тестується, цілком достатня для поточних завдань вимірювань.
Досвід фахівців свідчить:
Цифровий сигнал — використовуйте смугу пропускання, яка щонайменше вп'ятеро перевищує частоту тестованого сигналу.
Аналоговий сигнал — використовуйте смугу пропускання, яка щонайменше втричі перевищує частоту сигналу, що тестується.
Помилка №2: вибір USB-осцилографа
USB-осцилограф на вигляд здається кращим варіантом, ніж його автономний побратим, оскільки він менший, портативніший і суттєво дешевше. Однак мають місце ключові відмінності, які роблять варіант USB більш складним і дорогим при вимірюванні та налагодженні електронних та електротехнічних систем.
Для використання USB-осцилографа знадобиться комп'ютер і, що ймовірно, генератор сигналів. Тепер загальна вартість проекту значно збільшується, і знадобиться більше місця на робочому місці порівняно з автономним приладом.
Крім того, більш ніж ймовірно, що, крім усього іншого, доведеться придбати додаткове обладнання, якщо об'єм пам'яті USB не містить усіх функцій, що відповідають вимогам алгоритмів тестування.
Слід пам'ятати, що автономний осцилограф поєднує в собі кілька інструментів, таких як генератор функцій, аналізатор послідовних протоколів, аналізатор частотних характеристик і т. д., що економить кошти та цінний простір при роботі як на робочому столі в лабораторії, так і в польових умов.
Додаткові відмінності між USB-осцилографом і його автономним аналогом включають інтерфейс пристрою, діапазони масштабування і вхідні діапазони. Автономний осцилограф має зручні, інтуїтивно зрозумілі та спеціальні ручки управління, що забезпечують ергономічний інтерфейс користувача. Графічний інтерфейс користувача (GUI) USB-осцилографа, що відображається на екрані ПК, позбавлений цих тактильних функцій, що психологічно напружує.
Крім того, значення шкали та вхідні діапазони USB-осцилографа можуть не підходити для поточного проекту аналізу та діагностики обладнання. Цей прилад здатний забезпечувати лише 1-2-5 повномасштабних діапазонів при максимально допустимій вхідній напрузі 5В.
Вибираючи USB-осцилограф, ви також втрачаєте такий важливий режим, як частота оновлення сигналів, що повторюється, що є безперечною перевагою автономних моделей. При всьому тому USB-пристрій не підтримує передачу даних у реальному часі. Натомість він реєструє захоплені дані у свій внутрішній буфер пам'яті, а потім завантажує їх на ПК. Оскільки частота оновлення сигналів на USB-осцилографі значно повільніша, то збої в пристрої під тестуванням (DUT) дуже часто не видно, відповідно і не фіксуються, що дуже ускладнює налагодження всіх алгоритмів тестування.
Навпаки, автономні осцилографи провідних світових виробників забезпечують швидкість оновлення до 200 000 осцилограм на секунду, що дозволяє відображати сигнал більш детально та якісніше.
Помилка №3: недооцінка зручності інтерфейсу користувача
Простота використання осцилографа впливає продуктивність вимірювань і не менш важлива, ніж його експлуатаційні характеристики. Інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс користувача, доступна вбудована довідкова система та зручні ручки вибору режимів підвищують зручність використання та скорочують час, що витрачається на вивчення принципів роботи осцилографа, що гарантує більше часу для вимірювання.
Декілька факторів сприяють створенню інтуїтивно зрозумілого і докладного графічного інтерфейсу користувача, який фіксує і чітко відображає ледь помітні відхилення і форми сигналів. До цих характеристик відносяться якість екрана приладу, розмір, роздільна здатність, частота оновлення, кут огляду, співвідношення кольору і монохромності, а також режими відображення, що настроюються користувачем, такі як змінна і нескінченна сталість. Крім того, багатомовний графічний інтерфейс може покращити взаємодію користувача з осцилографом.
Інструмент із вбудованою довідковою системою для відповідей на питання про загальні функції або конкретні функції під час тестування спрощує його використання. Довідкова система дає пояснення, як працює той чи інший режим у реальному масштабі часу, а також може видати довідку, яка функція застосовна для проведення поточних вимірювань. Отримати корисні поради щодо конкретної функції дуже просто, лише натиснувши та утримуючи будь-яку кнопку, щоб отримати доступ до меню довідок і все це під час роботи з приладом.
Зручний для користувача осцилограф має ручки, які безпосередньо керують всіма змінними, що часто використовуються, такими як вертикальний масштаб (В/справ), вертикальне положення, горизонтальний масштаб, горизонтальне положення і запуск на подію, як показано нижче на малюнку. Важливо швидко виконувати вимірювання зі швидким перетворенням Фур'є (БПФ) та виконувати арифметичні операції при налагодженні (докладна інформація про те, що таке БПФ викладена у розділі СТАТТІ сайту магазину Gtest ®). Спеціальні ручки регулювання та зручні кнопки швидкого доступу на передній панелі приладу можуть підвищити точність вимірювань і заощадити на цей час.
Приклад: на передній панелі осцилографа STO1104C Micsig встановлені ручки всіх основних змінних налаштувань.
Помилка №4: Недостатня підтримка обладнання
Купівля осцилографа – це перший крок, а наступний і чимало важливий – продовження підтримки вашого приладу. Завжди існує ймовірність того, що вам «пощастило» придбати дефектний продукт, і він почне працювати зі збоями або знадобиться оновлення вбудованого ПЗ через непередбачені завдання тестування, що раптом виникли. Коли виникають такі проблеми, покупці часто виявляють, що гарантія не поширюється на поточну проблему або послуги (в рамках пост гарантійного обслуговування) ремонту та заміни окремих вузлів приладу надзвичайно складні. Перед покупкою обов'язково вивчіть рівень підтримки та послуг, які пропонує постачальник, щоб уникнути перелічених вище проблем.
Оцініть профіль виробника
Чи авторитетне ім'я виробника? Вибирайте лише ту компанію, яка є визнаним лідером своєї галузі та не раз продемонструвала чесність та сумлінність у вирішенні проблем. Інакше можна припуститися фатальної помилки при покупці недорогого осцилографа без урахування надійності, оперативності та професіоналізму виробника. При покупці обов'язково враховуйте якість програмного забезпечення, досвід здійснених вимірювань моделі, що вас цікавить, і локальні доступні послуги (наприклад, наявність поблизу представника компанії – виробника).
Навчальні та допоміжні матеріали
Багато недорогих осцилографів не мають вбудованих довідкових функцій і при поставці мають лише надруковане на папері посібник користувача. Такі практика викликає низку незручностей в усіх покупців недорогих осцилографів, особливо в викладачів, життя яких значно полегшується за наявності в осцилографах вбудованих навчальних сигналів і меню підказок. Замість того, щоб витрачати час на довгі пошуки відповідей на свої питання в Інтернет, робіть просто: перед покупкою з'ясуйте, які навчальні та допоміжні матеріали доступні у складі програмного забезпечення приладу.
Осцилографи модельного ряду xDM3000 OWON мають безліч опцій, як то: вбудовані функції прецизійного мультиметра, генератора сигналів, логічного аналізатора і т.д., які можуть бути згодом активовані при ускладненні задач тестування.
Місцева підтримка та обслуговування
Виробник із широкою мережею інженерів підтримки та сервісних центрів підвищує доступність своїх фахівців та скорочує час простоїв несправного обладнання. Менш авторитетний виробник може використовувати стороннього постачальника на підряді, що може спричинити неминучі затримки ремонту. Найпростіше: 1). оцінити доступність запропонованих оновлень програмного забезпечення та 2). дізнатися термін та умови гарантії в процесі вибору виробника.
Помилка №5: концентрація уваги виключно на характеристиках приладу
Порівняння технічних характеристик осцилографів може здатися логічним при виборі приладу, але власними силами характеристики не відбивають повноти всієї картини. Необхідно копати глибше, читати між рядками та ставити питання при вивченні осцилографів, щоб вибрати той, який найкраще відповідає вашим потребам.
Глибока пам'ять проти сегментованої пам'яті
(Докладно це питання висвітлено у розділі СТАТТІ сайту магазину Gtest®)
Глибина пам'яті осцилографа визначає час, протягом якого осцилограф може захоплювати дані з певною частотою дискретизації. Купівля дорогого осцилографа з більшою пам'яттю і можливістю одноразового збору даних є варіантом, коли вимір вимагає захоплення тривалого тимчасового інтервалу при оцифровці з високою частотою дискретизації. Ще одним варіантом є купівля недорогого осцилографа, який забезпечує збирання даних із сегментованої пам'яті. На малюнку нижче показано, як збирання даних із сегментованої пам'яті може збільшити загальний час збирання даних осцилографа за рахунок поділу доступної пам'яті для збирання даних на дрібніші сегменти. У поєднанні з декодуванням і запуском протоколу шини послідовної передачі даних, ви зможете використовувати цей режим збору даних для більш ефективної налагодження послідовних додатків.
Одна поширена помилка полягає в тому, що краще мати більше пам'яті. Однак глибока пам'ять коштує дорожче і може ускладнити збір даних. Деякі осцилографи з великою пам'яттю автоматично максимізують обсяг пам'яті, через що прилад стає повільним та важким у використанні.
Вибір осцилографа із сегментованою пам'яттю – це очевидне рішення для ефективного використання пам'яті за збереження високої швидкості.
Традиційний режим одноразового захоплення
Час захоплення = Глибина пам'яті/Частота вибірки
Режим пам'яті сегментованого захоплення
Вибірково захоплює більше даних про форму сигналу, використовуючи той самий обсяг пам'яті для збору даних.
Додаткові характеристики, які слід враховувати при покупці осцилографа:
• шумовий поріг
• максимальний діапазон введення даних
• мінімальні налаштування В/справ.
• Наявність та можливості режиму БПФ
Висновок
При покупці осцилографа обов'язково ретельно розберіться і врахуйте безліч змінних, щоб переконатися, що ви купуєте якісний продукт за адекватною ціною.
Уникаючи помилок, згаданих у цій статті, цілком собі реально підшукати недорогий і надійний осцилограф, не жертвуючи при цьому такими характеристиками, як смуга пропускання, зручність експлуатації, швидкість, а також гарантійна та гарантійна підтримка.
