Чи підходять дешеві осцилографи для проектів DIY (зроби сам)? Коли недорогі осцилографи є доречними, а коли це гроші на вітер? Закінчення

Mr. Loring Chien

Інженер-електрик з 45-річним стажем та старший довічний член IEEE

Щодо теми:

Як працює осцилограф?

Осцилограф в електротехнічному приладі, що відображає залежність напруги часу. У багатьох випадках кілька сигналів можна відображати на спільній часовій розгортці. Хороші осцилографи мають функції синхронізації, що дозволяють фіксувати сигнали, що збігаються з деякими електричними подіями. Крім того, їх можна використовувати для побудови графіків залежності напруги від напруги, які зазвичай називають фігурами Ліссажу.

Раніше першими осцилографами були осцилографи, входи сигналів підключалися до гальванометрів, які надавали руху дзеркала, що обертаються по осях X і Y. Промінь світла відбивався від дзеркала. Напруга відхиляло дзеркало вгору і вниз (Y), а пилкоподібний сигнал переміщував дзеркало ліворуч (X), так що точка малювала сигнал на стіні всередині затемненого ящика.

Удосконалені електронно-променеві осцилографи використовували фосфорний екран та електронний промінь від електронно-променевої трубки. Трубка мала відхиляючі пластини по осях X і Y для переміщення променів вгору і вниз. На практиці Y-пластини керуються вхідною напругою, а X-пластини – пилкоподібним сигналом, збільшуючи час на екрані. Це немеханічний процес, і він набагато швидший.

Сучасні осцилографи використовують цифрову пам'ять, яка заповнюється відліками напруги з рівними часовими інтервалами. Напруга відображається комп'ютерними схемами на РК-дисплеях у вигляді графіка в координатах X-Y, де відліки напруги розташовані вертикальної осі Y, а номер відліку відповідає часу на осі X.

Ось сучасний РК-цифровий осцилограф, що відображає три осцилограми цифрових сигналів на загальній часовій осі.

Осцилограф xDS3202А відноситься до серії "портативних осцилографів" компанії OWON, портативність забезпечує опція - акумуляторна батарея, що дозволяє ефективно використовувати осцилограф там, де немає мережевого живлення або у випадках коли потрібна гальванічна розв'язка по живленню. Відмінною особливістю моделі XDS3202A є реалізація функції "збільшувальної лінзи", приклад застосування якої представлений на картці товару.

Mr. Dave Martindale

Захоплююсь електронікою приблизно з 1965 року.

Щодо теми:

Скільки коштує дуже дешевий та хороший осцилограф?

Визначте, що вам потрібно, та складіть список важливих функцій. Потім почніть розглядати доступні вам осцилографи, нові та б/в. Важливо розуміти, що серед нових осцилографів поняття «дешевий» та «хороший» — це протилежність.

Чи достатньо аналогового осцилографа? Існує безліч старих аналогових осцилографів на основі ЕПТ, що були у вжитку, хоча їм може знадобитися очищення та калібрування. Ціна залежить від смуги пропускання (осцилограф зі смугою пропускання 5 МГц буде значно дешевшим, ніж 400 МГц) та таких функцій, як аналогова пам'ять.

Якщо вам потрібний цифровий осцилограф, можна використовувати комбінацію ноутбука з цифровим перетворювачем? Він не такий портативний як автономний осцилограф, але, ймовірно, має кращий екран і може включати більше функцій аналізу сигналів.

Якщо ви хочете працювати тільки з аналоговими частотами, є осцилографи з вузькою смугою пропускання, призначені для студентів, які коштують досить недорого. Можливо, вам потрібні певні функції, які обмежують вибір:

Якщо вам потрібен цифровий осцилограф з градацією інтенсивності, який можна використовувати як аналоговий осцилограф, вам потрібен цифровий осцилограф, здатний захоплювати та відображати кілька сотень тисяч осцилограм на секунду. Це доступно в нових осцилографах, але вони значно дорожчі за найдешевші портативні осцилографи.

Чи потрібна вам БПФ для аналізу частотної області? Деякі осцилографи виконують БПФ всього близько 1000 пікселів, що цікаво для спостереження, але не дуже корисно для вимірювань. Інші можуть застосовувати БПФ до мільйона і більше точок, забезпечуючи набагато більшу роздільну здатність за частотою.

Але спочатку визначтеся, що вам потрібно, що може вам стати в нагоді, а що вам не знадобиться. Ніхто інший не зможе це зробити за вас.

Mr. William Mays

Бакалавр наук в галузі електротехніки, Техаський університет в Остіні (закінчив у 1966 році)

Щодо теми:

Як зробити міні-осцилограф?

Спочатку ви для себе перераховуєте вимоги до конструкції необхідного «міні-осцилографа».

Наприклад, «міні» може означати що завгодно менше коробки з-під сигар, або він повинен поміститися в оправу ваших окулярів (або, можливо, це має бути «мікро» або «піко»).

Отже, перерахуйте розміри, в які повинен поміститися міні-осцилограф:

Вага менше 2 фунтів (900 г), включаючи батарею (без щупів).

Жоден вимір не повинен перевищувати 8 дюймів (20 см). Обхват (ш+в+ш+в) не більше 10 дюймів (25 см). Екран 3 дюйми (3 дюйми) < діагональ < 5 дюймів (12 см).

Розмір області відображення сигналу (Г x) у пікселях; Колірне охоплення.

Смуга пропускання аналогового вхідного сигналу, час наростання та обмеження швидкості наростання.

Частота дискретизації сигналу у часі. Розмір вибірки (біт). Кількість одночасних вхідних каналів. Довжина пам'яті вибірки. Глибина зберігання екрану/файлу.

Частота дискретизації сигналу; Еквівалентний час (з усередненням, скільки відліків)

Швидкість згасання синтетичного післясвічення. Частота поновлення дисплея.

Діапазон вхідної напруги. Доступні параметри тимчасової розгортки.

Режими запуску. Що я забув?

По-друге, оберіть компоненти, які відповідають вимогам.

Mr. Ron Wright

Власник Amateur Radio (Любицьке Радіо)

Щодо теми:

Які переваги та недоліки дешевих осцилографів для хобійних проектів та використання в аматорському радіо?

Зазвичай головною характеристикою будь-якого осцилографа є вертикальна смуга пропускання, тобто, на якій високій частоті він може працювати і відображати досліджуваний сигнал на дисплеї.

Що дешевше осцилограф, то вже смуга пропускання. Але це не означає, що дешевий осцилограф непридатний для використання. Часто осцилограф із смугою пропускання 100 МГц не потрібен. Якщо нам часто доводиться працювати з аудіо, цілком підійде осцилограф зі смугою пропускання 1 МГц. Він може допомогти у роботі зі схемами на операційних підсилювачах та іншими цікавими проектами. Робота з LM555 може призвести до створення цікавих схем, і дешевого низькочастотного осцилографа найчастіше буде достатньо.

За 50 доларів можна знайти старий аналоговий осцилограф, який дозволить радіоаматору дослідити деякі схеми. Тому для радіоаматора, швидше за все, підійде дешевий осцилограф.

В останні роки на ринку з'явилися недорогі, від 300 до 500 доларів, цифрові осцилографи із широкою смугою пропускання. Вони також мають функції відображення параметрів сигналу, таких як частота, період, розмах напруги тощо.

Mr. Bilal Patel

Ступінь бакалавра наук (з відзнакою) в галузі електротехніки та електроніки, Університет Шеффілд Халлам (випуск 2015 р.)

Щодо теми:

Чи стоять осцилографи на базі ноутбуків своєї ціни?

Раніше я працював на виробника осцилографів і можу сказати, що так. Вони набагато дешевші за свої настільні аналоги і часто мають гірбільш широким функціоналом, оскільки пропонують безкоштовні оновлення програмного забезпечення. Наприклад, усі основні виробники осцилографів зазвичай беруть плату за послідовні декодери.

Існує багато непорозуміння щодо того, як такі пристрої можуть вимірювати частоти, що перевищують граничне значення USB. Вся справа в буферній пам'яті - пристрій виконує всю обробку і тільки після цього надсилає зображення кожного кадру на комп'ютер.

До USB-осцилографів потрібно трохи часу, щоб звикнути, якщо ви раніше користувалися ручками та регуляторами, але як тільки ви звикнете, користуватися ними буде просто.

Різниця в ціні - суттєвий фактор, оскільки з USB-осцилографом ви не платите за екран і кнопки, тому можете отримати набагато потужніший пристрій за менші гроші.

Пітер рекомендував Hantek, але я не рекомендував би його, оскільки вони, схоже, значно відстають від конкурентів.

Mr. Robert Leech

Старший технік-електронник у Лабораторії реактивного руху (JPL)

Щодо теми:

Чи варто замінити зламаний мультиметр на мультиметр-осцилограф (наприклад, BSHAPPLUS LM2020 за 100 доларів)? Я працюю з дротовими мережами, Wi-Fi та аудіовізуальним обладнанням; рідко займаюсь друкованими платами. Іноді мені потрібно дізнатися, чи є сигнал на дроті, а жоден з моїх інструментів це не може визначити.

У мене є дуже добрий мультиметр Fluke і добрий осцилограф Tektronix. Я займаюся ремонтом компонентів. Мультиметром я користуюся постійно, а осцилографом рідко. Хороший чутливий мультиметр повинен визначити, що на дроті. Хіба що на дуже високій частоті, у такому разі дешевий осцилограф, ймовірно, теж не впорається.

ZT-703S ZOYI Осцилограф-мультиметр-генератор сигналів 3 в 1

3 в 1 осцилограф-мультиметр-генератор сигналів з 3,5-дюймовим IPS-дисплеєм, 25000 відліків, двоканальна смуга пропускання 50 МГц, висока частота дискретизації в реальному часі 280 Мвиб./с, вхідна напруга ±400 В, вимірювання

Jan Verschueren

Інженер з калібрування в Trescal

Щодо теми:

Я працюю у відділі сертифікації вимірювального обладнання ISO17025, і ми класифікуємо прилади, які ви називаєте «мульти-ворожітелями», а не мультиметрами. Виробники такого роду зазвичай не турбуються про те, чи дійсно їхня продукція повністю відповідає заявленим характеристикам, тому будьте пильні.

Тим не менш, придатність приладу для конкретної мети залежить від того, для чого ви його використовуєте. Якщо все, що ви робите, це перевіряєте наявність напруги та/або наявність з'єднання (тобто під сигналом не маєте на увазі виявлення фізичного мережевого з'єднання), то, гадаю, цього буде достатньо. Загалом «осцилографи-мультиметри» дуже придатні для електриків, які обслуговують, скажімо, житлову інфраструктуру. Тим більше, що ці прилади суттєво дешевші за портативні прецизійні мультиметри, коли ця сама «прецизійність» надмірна при вирішенні окремих завдань. А осцилографи-мультиметри покажуть значно більше інформації, ніж просто мультиметри їхнього класу. Отже, все залежить від обставин. Худо-бідно, додавши всього 15-20 дол., до мультиметра ви отримуєте осцилограф, що дає досить достовірні показання сигналів із частотою до 20 МГц.

Щодо теми:

Чи пристойні осцилографи за ціною менше 100 доларів?

Не зовсім. За цю ціну можна купити старий монохромний осцилограф на eBay. Найкраще, що ви знайдете з нових, - це двоканальний USB-осцилограф зі смугою пропускання 20 МГц, що підключається до ноутбука. Я пробував обидва варіанти і дійшов висновку, що новий Keysight зі смугою пропускання 100 МГц у десять разів дорожчий, але це найкращий варіант для мого наступного контракту, де він потрібний.

Shane Bushman

Три десятиліття створення, діагностики та ремонту електроніки

Щодо:

Які плюси та мінуси покупки осцилографа для ноутбука? Чи виправдовують вони свою ціну в порівнянні з дешевшими настільними моделями, які можна використовувати із зовнішніми пробниками (або портативними)?

Перевага, очевидно, полягає у зручності, але, на жаль, ви будете обмежені частотою дискретизації вашого аудіопристрою. Вона занадто мала для виявлення більшості проблем з осциляцією або використання високочастотних додатків. Нестабільна частота звукового пристрою із частотою дискретизації 192 кГц становить 96 кГц. Навіть недорогі спеціалізовані осцилографи працюють із сотнями...

Mr. Fred Longworth

Колишній менеджер сервісного відділу компанії Panasonic (1985-1991)

Щодо:

Чи існують недорогі портативні осцилографи, такі як осцилографічна версія NanoVNA чи TinySA?

У мене є недорогий портативний осцилограф, який корисний для простих завдань у польових умовах, наприклад, щоб перевірити, чи розетка видає середньоквадратичну напругу 120 В або 370 В від піку до піку, чи немає ненавмисного випрямлення аудіосигналу на клемах динаміка.

Однак зазвичай він стоїть у мене на стійці поруч із традиційним осцилографом Leader з ЕПТ, який може обробляти сигнали від 5 мілівольт до 10,7 МГц, що використовуються в підсилювачах ПЧ із частотною модуляцією.

Fluke виготовляє портативні осцилографи професійної якості, які продаються приблизно за 5000 доларів. У мене був друг, якого, на жаль, вже немає в живих, який обслуговував складні комп'ютерні системи у великих офісах, коли ІТ-фахівець не міг у них розібратися, та дзвонив за допомогою.

Він використовував топовий портативний осцилограф Texas Instruments.

Mr. Robert A. Harmon

Щодо:

Як зібрати осцилограф?

Перший крок — вступити до коледжу та отримати докторський ступінь з електротехніки. Принцип роботи осцилографів щодо простий; проте вони надзвичайно чутливі та вимагають тимчасової синхронізації, тому розробити точний осцилограф дуже складно. Можна спроектувати простий осцилограф, використовуючи будь-який дисплей та вимірювальну секцію. Якщо можна з'єднати вимірювальну секцію з дисплеєм тимчасової осі, можна побудувати осцилограф. Зазвичай це робиться за допомогою частоти розгортки на ЕПТ або за допомогою цифрового сховища, використовуючи новішу РК-технологію. Дисплей має аналогову складову, тому більшість конструкції полягає у включенні будь-якого дисплея і забезпеченні необхідного масштабування для точних вимірювань.

Повинен сказати, що більшість людей, які використовують осцилографи, зазвичай використовують обмежений набір функцій і ніколи не освоюють більшість його функцій повною мірою. Першим кроком, ймовірно, буде повне освоєння осцилографа як приладу.

Mr. Peter Hand

Розробник як сторони хоста, так і сторони пристрою

Щодо:

Чи корисні USB-осцилографи студентам коледжу, які вивчають ізольовані малопотужні схеми?

Будь-який осцилограф корисніше, ніж його відсутність. Оскільки студенти традиційно бідні, USB-осцилограф - розумний варіант, але тільки якщо вони виконують лабораторні роботи вдома. У школі буде набагато найкраще обладнання.

Mr. Mendel Cooper

Щодо:

Як нам сформулювати недорогий осцилограф?

Осцилографи для початківців на базі мікропроцесора можна придбати значно дешевше за 100 доларів.

Наприклад:

FNIRSI-1013D, портативний 2-х канальний осцилограф

За пару сотень доларів (+) можна придбати осцилограф OWON початкового рівня.

Mr. Tony Barry

Працюю з ТТЛ та КМОП уже тридцять років. Все ще вчуся.

Щодо:

Чи добрий осцилограф GWINSTEK MDO-2204 EX? Думаю про покупку.

Хм. Які ваші передбачувані варіанти використання?

Розрядність всього 8 біт, що дещо ускладнює роботу зі звуком. Хороша БПФ до 50 МГц, але така розрядність знизить дозвіл. Можна усереднювати, але це не те саме, що проріджувати для покращення розрядності.

Блок живлення (5 В / 1 А) непоганий варіант, але ви, ймовірно, надасте перевагу використати окремі блоки живлення, так як вони можуть трохи навантажуватися при експериментальній роботі. Для тих, хто хоче всього один прилад, GWINSTEK MDO-2204 EX багатообіцяючий.

Цифровий мультиметр теж непоганий, але я віддав би перевагу окремому цифровому мультиметру на випадок непередбачених обставин. Якщо ви обережні, він буде корисним інструментом.

Декодування послідовних/шинних портів дуже корисне. Я б не став працювати з жодною шиною (SPI, I2C, CAN) без такого інструменту. І найприємніше, що вхідні канали є аналоговими, тому ви бачите, коли конкретний драйвер шини виходить з ладу під навантаженням і т.д. і не може достатньо точно підтягнути шину (і т.п.).

Я не маю MDD2204EX, щоб дати особистий коментар. І ось у чому проблема. Наскільки добре він запускається та синхронізується з тим, що ви хочете побачити? Лише за його допомогою можна це побачити.

У мене є Rigol MSO 4014 зі схожими характеристиками,але з 12-бітною роздільною здатністю через наскрізні канали на частотах < 1 МГц і 128 млн точок. Не думаю, що я коли-небудь використав усі 128 млн. крапок. Я використав 12-бітний. Досить багато. І я використав усі послідовні декодери. Запуск Rigol слабкий. Він потребує багато налаштувань.

Сподіваюся, ваш Instek впорається краще. Є тільки один спосіб дізнатися… використовувати його та повідомити нас, як все пройшло.

Mr. Ian Hendry

Вивчав аудіотехніку в Audio HiFi User

Щодо:

Який із недорогих осцилографів-комплектів (наприклад, DSO138 чи DSO150) краще?

DSO150 має ширшу смугу пропускання - до 200 кГц, хоча керування трохи незручне, а корпус не ідеально підходить. DSO138 дуже простий, але пізнавальний прилад, здатний вимірювати до 100 кГц. DSO062 краще, так як у нього є зчитування частоти та примітивний БПФ. У мене є чотири. DSO068 характеристики краще, до 3 МГц.

Mr. Juan De Dios Concha

Колишній консультант з радіовиробництва у Grupo 7 (2014–2016)

Щодо:

Чи потрібний мені осцилограф, щоб зробити хороший радіоприймач аматорського рівня?

Не зовсім. Якщо ви новачок, вам не обов'язково відразу купувати осцилограф та спектроаналізатор, щоб зібрати радіоапаратуру. Ви, напевно, зможете обійтися і без таких дорогих приладів.

Основні інструменти - мультиметр (тестер), паяльник, олово (хорошої якості) та робоче місце, яке може бути тією ж радіомайстернею, оскільки вам потрібен доступ до антени та іншого обладнання.

Mr. Luis Ortiz

Колишній професор Мадридського технічного університету (1991–2021)

Щодо:

Який бюджетний осцилограф найкраще підійде новачкові? Вибираю між FNIRSI 2C23T, FNIRSI 2C53T та ZOYI ZT-703S. Дякую.

Це від передбачуваного використання, тобто від необхідної смуги пропускання. Частота дискретизації - другорядний фактор, не зрозумійте її неправильно.

Сучасні осцилографи зазвичай мають частоту дискретизації, що перевищує вдвічі допустиму смугу пропускання, щоб отримати більше однієї вибірки за період максимальної частоти. В одній із моделей Keysight частота дискретизації становить 2 ГГц, але смуга пропускання вхідного каскаду лише 250 МГц.

Для більш точних вимірів слід вибирати осцилограф зі смугою пропускання, що у кілька разів перевищує смугу пропускання вашого сигналу.

Mr. Andrew Daviel

колишній інженер-електронщик

Щодо:

Які є недорогі альтернативи осцилографу?

Якщо у вас випадково завалявся вільний комп'ютер, ви можете використовувати звуковий вхід як недорогий осцилограф, якщо вам не потрібна занадто висока частотна характеристика або постійний струм, і влаштовує вас фіксований вхідний діапазон. Або аналоговий вхід на чіпі ARM в одноплатному комп'ютері типу Raspberry Pi.

Але, чесно кажучи, просто купіть недорогий осцилограф. Я нещодавно купив такий розміром з невеликий телефон, здається, приблизно за 150 доларів, з двома входами, генератором функцій та всіма стандартними елементами управління, такими як налаштування запуску. Визнаю, трохи незручно у використанні в порівнянні з професійними приладами від Tektronix, але все ж таки працює.

Mr. Patrick Heaps

30 років роботи інженером-електриком та електронником у міжнародній французькій компанії

Щодо:

Який осцилограф краще вибрати для любителя?

Я використовую Picoscope, що підключається до ноутбука через кабель USB. У них хороший вибір осцилографів, і мені особливо подобається, що він відображає дані як у часовій, так і частотній області. У мене осцилограф із двома рефлектограмами, тому я можу реєструвати окремі короткі імпульси. Вибір осцилографів величезний, і, як зазначає Стюарт Вілі, важливо точно знати, що саме ви хочете виміряти з точки зору максимальної частоти та чутливості, перш ніж витрачати свої зароблені гроші.

Mr. William Mays

Колишній інженер-радіолокаторник (1966–2020)

Щодо:

Який бюджетний осцилограф найкраще підійде любителям електроніки?

Чим ви займаєтесь у своєму хобі, пов'язаному з електронікою?

Ламповими AM-радіостанціями та аудіопідсилювачами?

Генераторами сигналів з урахуванням резонансу Шумана?

Довгохвильовими детекторами природного радіо?

Радіостанції з каналом передачі даних для Wi-Fi та Bluetooth на частоті 5,5 ГГц?

Сигналами передачі USB-3.3?

Мікровольтні сигнали мозкових хвиль?

Живленням та сигналами для електромоделей поїздів?

Живленням та сигналами для справжніх старовинних електропоїздів (або автомобілів)?

Вам потрібно знати, що потрібно від осцилографа для вашого хобі.

Mr. Pradumn Joshi

Технічний ентузіаст та професійний гік

Щодо:

Чи варто мені як інженеру-електрику купувати дорожче обладнання, наприклад осцилограф?

Я не особливо розбираюся в електротехніці, але з досвіду роботи мені хотілося мати повноцінний осцилограф, принаймні одного разу, коли я працював з кроковим двигуном, керованим DSP-процесором.

Хочу додати, що все залежить від ваших завдань. Наприклад, якщо ви працюєте з SDR на ВЧ, вам може знадобитися дуже потужний і, отже, дорогий осцилограф.

Якщо ви працюєте з низькими частотами/з меншою кількістю перехідних процесів, то можете використовувати осцилограф вартістю менше 500 доларів (в основному менше 60 МГц) від Rigol/Tetronix. Не кажучи вже про те, що я вже маю USB-осцилограф для ПК від китайського виробника, і якість дійсно не висока: прилад надзвичайно чутливий і іноді невідображає сигнал, до того ж з поганими щупами (були випадкові). Повертаючись до вашого питання: є сенс, якщо ви експериментуєте з обладнанням і просто хочете краще зрозуміти принципи роботи сигналів, я настійно рекомендую купити осцилограф. На eBay є кілька продавців відновлених пристроїв. Якщо пощастить, можна знайти пристойний осцилограф за розумною ціною (хоча я не багато говоритиму про це, оскільки ціни варіюються в залежності від країни).

Також було декілька дійсно гарних проектів на Kickstarter:

SmartScope – переосмислення природи осцилографа. Якщо ви дійсно зацікавлені в покупці мобільного осцилографа, він виразно виглядає набагато перспективнішим, ніж китайські аналоги, з кращою частотою дискретизації та якістю щупів.

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