Чи можуть старі осцилографи на ЕПТ застосовуватися там, де нові повністю цифрові осцилографи зазнають труднощів або не зможуть забезпечити очікувані результати?

Mr. Dave Martindale 

Захоплююсь електронікою приблизно з 1965 року.

Цифрові осцилографи мають величезний набір можливостей. Як любитель електроніки, я маю пару аналогових і пару цифрових осцилографів, і аналогові осцилографи все ще дещо кращі за цифрові (принаймні, ті цифрові, які у мене є).

Дві великі переваги аналогових осцилографів полягають у тому, що вони постійно відображають зображення на екрані з повною смугою пропускання (якщо ви навмисно не обмежите смугу) і вони здатні відтворювати зображення практично постійно.

Цифровий осцилограф (DSO) робить вибірку вхідного сигналу і потім відображає ці відліки. Якщо частота дискретизації недостатньо висока (принаймні вдвічі вища за максимальну частоту вхідного сигналу), відображення відліків може давати неправильне уявлення про форму сигналу. DSO може дещо пом'якшити це за допомогою режиму макс/хв, в якому він відстежує максимальну та мінімальну напругу за один період збереження, але це не повністю еквівалентно (по-перше, трирівневий сигнал виглядатиме як дворівневий на цифровому осцилографі, але не на аналоговому). Крім того, недорогі цифрові осцилографи часто мають дуже обмежену кількість відліків, які можуть захопити за одну розгортку. Багато ранніх цифрових осцилографів Tektronix мали максимум 2500 відліків на канал за одне захоплення, оскільки захоплення проводилося за допомогою швидкої аналогової ПЗС-матриці з всього 2500 осередками. Тому при захопленні з максимальною частотою дискретизації період розгортки буде дуже коротким (наприклад, 2500 відліків на частоті 1 ГГц становлять лише 2,5 мкс). Це означає, що неможливо точно захопити цифровий сигнал із інтервалом більше кількох сотень біт.

Аналогові осцилографи можуть відображати всю смугу пропускання сигналу при повільній розгортці.

Аналоговий осцилограф проводить одну розгортку, а потім швидко скидає генератор горизонтальної розгортки, готуючись до наступного запуску. При високочастотних сигналах із частими точками запуску осцилограф може відображати мільйони розгорток за секунду. Люмінофор аналоговий, і ваше око забезпечує деяку інтеграцію світла, тому яскравість у будь-якій точці екрану пропорційна кількості проходів променя по ній. При високій швидкості розгортки ви бачите карту у відтінках сірого, що відображає зміну напруги в часі протягом багатьох захоплень. Це корисно для таких завдань, як глазкові діаграми, де потрібно знати діапазон напруги, що виникають протягом багатьох бітових інтервалів. Ранні недорогі цифрові запам'ятовуючі осцилографи могли захоплювати і відображати лише кілька сотень сигналів на секунду, незалежно від встановленої швидкості розгортки, тому більшу частину часу вони були «сліпі» до вхідного сигналу, і вони взагалі не мали дисплея з модуляцією інтенсивності.

Ще одна перевага аналогових осцилографів полягає в тому, що вони відображають плавні осцилограми при плавній зміні напруги сигналу з вертикальною роздільною здатністю (але не точністю) порядку 1 до 1000 або краще. Недорогі цифрові осцилографи, що запам'ятовують, зазвичай оснащені 8-бітними дигітайзерами, що мають всього 256 можливих точок вибірки напруги. При розподілі цього числа на 8 поділів виходить всього 32 можливих рівня напруги на розподіл, і ці стрибки видно. При 10 розподілах Y на дисплеї це число знижується приблизно до 25 рівнів на розподіл. В даний час цифрові запам'ятовуючі осцилографи (DSO) удосконалюються, і функції, які раніше вважалися високотехнологічними, з'являються в недорогих цифрових осцилографах, наближаючи їх за продуктивністю до аналогових. Багато DSO тепер оснащені дисплеями з градацією інтенсивності (т.зв. Цифрові Люмінесцентні Осцилографи) і можуть захоплювати кілька сотень тисяч сигналів за секунду та інтегрувати їх у дисплей, що відображає частоту появи, подібно до аналогових осцилографів. Багато DSO тепер мають набагато більший обсяг пам'яті та можуть захоплювати довгі послідовності з високою частотою дискретизації. Недорогі DSO з розрядністю понад 8 біт на відлік (10, 12, 14 біт) лише починають з'являтися. Однак, у мене особисто немає DSO з дисплеєм з градацією інтенсивності, високою швидкістю захоплення або більше 8 біт на відлік.

Поки я цього не зроблю, я використовуватиму свої аналогові осцилографи, бо вони цілком собі ще «у формі».

Нікому нічого не нав'язую, але мій особистий набір осцилографів:

• Tektronix 2215. 2-канальний аналоговий осцилограф із смугою пропускання 60 МГц. Куплений новим десь у 1980-х роках.

• Tektronix 2465A. 4-канальний аналоговий осцилограф із смугою пропускання 350 МГц, з функцією зчитування показань та простими курсорними вимірюваннями напруги та часу. Врятував від роботи, оскільки старий аналоговий осцилограф виявився не потрібним.

• Tektronix TDS 210. 2-канальний осцилограф із смугою пропускання 60 МГц. Ранній недорогий (для свого часу) цифровий осцилограф, що запам'ятовує, з частотою дискретизації 1 ГГц (кожний канал), включаючи БПФ (з додатковим математичним модулем).

• Instek GDS-1072A-U. 2-канальний осцилограф із смугою пропускання 70 МГц. Кольоровий екран, частота дискретизації 1 ГГц (один канал), довжина запису 2 мільйони крапок. Включає БПФ, але реалізація гірша, ніж у TDS 210.

З них 2465A має найвищу смугу пропускання, але я його ще не тестував. Якщо він коли-небудь вийде з ладу, це буде біда, т.к. прилад використовує замовні мікросхеми, недоступні у продажу, тому ремонт приладу може бути неможливим. 2215 має більш просту конструкцію, немає сенсу його позбуватися, тому я, ймовірно, залишу його собі, незважаючи на те, що 2465 поступається йому за функціональністю.

У TDS 210 та Instek GDS-1072 є свої переваги. Я б хотів коли-небудь замінити їх на DSO з усіма функціями, які традиційно перераховуються в розділах «стаємо кращими», але я все ще чекаю, коли ці функції мені дійсно знадобляться, оскільки недорогі осцилографи з року в рік стають все кращими. Я купив 2215 приблизно в 1980 році. TDS 210 з'явився приблизно в 1995 році. Осцилограф Instek я придбав десь у 2010 році. Якщо слідувати цій тенденції, до кінця 2025 року я, можливо, і вирішу, що час оновлюватися.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник осцилографів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillografy

Постачання зі складу та на замовлення:

GW Instek, RIGOL, SIGLENT, OWON, Tektronix, Iwatsu, LeCroy, HANTEK