USB осциллограф

26.01.2016 20:39

В настоящее время, чтобы быть электронщиком, мало иметь на рабочем столе паяльную станцию, мультиметр и другие прибамбасы. Раньше всего этого хватало, но в наш век гигагерцовых сигналов и цифровой электроники ну никак не обойтись без простого на первый взгляд прибора - осциллографа. Пока пишется эта статья, доллар уже кружит у отметки в 80 рублей. Купить средний цифровой осциллограф получается дороговато. Даже на старые советские осцилы, Цешки, стали загибать цены из-за большого спроса на них. Нормальную, полностью рабочую Цешку на Авите уже толкают от 10 000 руб, а убитую от 3 тысяч рублей

 

 

А с чего вдруг это мне понадобился осцил? У меня же есть моя прелесть))  - OWON SDS6062

 

А решили мы взять осциллограф корешу. Долго думали... Или выложить за советскую Цешку тЫщ 5-10, либо подкопить на цифровой. Но если я брал еще OWON за 13 тЫщ с копейками, то сейчас из-за гребаного бакса он стоит уже за 30 тЫщ! Нет, второй вариант сразу отпадает. А почему бы не взять USB осцил с Али? И цена вроде около 4 тысяч рублей, да и функции почти такие же, как и у цифрового осцила. Единственный минус - нет дисплея, но зато у каждого есть комп, который как раз и используется для вывода осциллограммы.

 

Почесали репу, пораскинули мозгами... Кризис вроде бы надолго... Бакс дешеветь не собирается. А самые лучшие вложения - это в приборы и образование. Об этом я говорил еще в этой статье. Ну что же, сказано - сделано. Спустя месяц с лишним пришел вот такой USB осциллограф:

 

 

Впридачу с ним шли 2 щупа, шнур USB, расходники, диск с ПО, а также отвертка для регулировки щупов

 

 

С одной стороны осцила мы видим два BNC разъема для подключения щупов, а справа видим два штырька. Эти штырьки - генератор тестового сигнала для калибровки щупов осциллографа. Один из них земля, а другой сигнальный.

Как мы видим на фото, максимальное напряжение, которое мы можем подавать на разъемы BNC - это 30 Вольт, что вполне хватит для начинающего электронщика. Генератор тестового сигнала выдает нам прямоугольный сигнал меандр с частотой в 1 КилоГерц и размахом в 2 Вольта.

 

 

С другой стороны можно увидеть сигнальный светодиодик, сигнализирующий о работе осцила, а также вход для USB кабеля, который другим концом цепляется к ПК

 

 

В рабочем состоянии все это выглядит как-то так:

 

 

После установки программного обеспечения, которое шло на диске, цепляем наш осцил. Начинается установка драйверов. Потом запускаем программу для работы с осцилом. Интерфейс программы проще пареной репки:

Слева само рабочее поле, а справа горизонтальная и вертикальная развертка для первого и второго канала. Есть также волшебная кнопка "AUTO", которая выдает нам готовый сигнал на дисплее.

 

Далее нажимаем на "CH1", что означает "первый канал", так как я подцепился к разъему первого канала. Цепляем щуп к тестовым штырькам и подготавливаем осцил к работе. Крутим винтик на щупе и добиваемся  того, чтобы осциллограмма тестового сигнала была  прямоугольной

 

 

Должно получиться как-то так:

На всех цифровых осцилах это делается одинаково. Как это делать, можно прочитать здесь.

 

 

Также можно вывести параметры, которые осцил сразу бы показывал на мониторе. Это частота, период, среднее значение, среднеквадратичное, напряжение от пика до пика и тд. Про эти параметры можно прочитать в этой статье.

 

По выполняемым функциям все как на цифровом осциллографе. Также умеет замерять, показывать форму сигнала, сохранять различные графики и формы сигнала и тд, но...

 

Да, мне есть с чем сравнивать) Думаю, всем знакомо это чувство, когда у тебя стоит ПК с процессором Intel core i7, а потом ты приходишь к другу, садишься за его комп, а у него Intel Celeron 1,7ГГц ))). Забавное ощущение, не правда ли? Тут то же самое. Этот USB осциллограф да рядом не стоял с OWONом! И ниже я объясню почему.

 

 

Но все же, давайте разберем плюсы этого USB осцила:

(+) Умеренная цена и функционал

(+) Настройка и установка занимает около 10-15 минут

(+) Удобный интерфейс

(+) Малогабаритный размер

(+) Измерение постоянного и переменного тока

(+) Два канала, то есть можно измерять сразу два сигнала и выводить их на дисплей

 

Ну а теперь и минусы:

( - ) Малая частота дискретизации. Небольшое лирическое отступление...

Частота дискретизации - это грубо говоря, с какой частотой осцил записывает сигнал. Как вы знаете, осциллограмма - это кривая или прямая линия. Чаще всего кривая. Помните, как на алгебре чертили пораболу графика y=x2 ? Если мы брали 3-4 точки, то у нас график  получался с изломами (в красных кружочках)

 

 

А если бы брали больше точек, то и график собственно получался правильнее и красивее:

 

Здесь все то же самое! Только по Х у нас откладывается время, а по Y  - напряжение.

Следовательно, чтобы сигнал как можно точнее отображался на дисплее, нужно чтобы этих точек была туева куча! И чем больше точек, тем лучше и правильнее отображается форма сигнала. В этом плане абсолютную победу одерживают аналоговые осциллографы. 

 

Для того, чтобы было как можно больше точек, частота дискретизации должна быть как можно больше. Также частоту дискретизации чаще всего называют частотой сэмплирования. Sample с англ. - выборка. На каждом цифровом осциле эта частота сэмплирования указывается прямо на корпусе осцила. Указывается она в  МегаСэмплах, что значит миллион сэмплов. Для этого USB осцила максимальная частота сэмплирования составляет 48 МегаСэмплов в секунду (48MSa/s) Это означает, что за 1 секунду сигнал прорисовывается (состоит) из 48 миллионов точек. Вот теперь скажите мне, у какого осцила будет самый правильный сигнал? У OWONa с частотой дискретизации в 500 МSa/s или у нашего героя статьи в 48MSa/s ? То то же)

 

( - ) Обязательно нужен ПК

 

( - ) Малая полоса пропускания

Полоса пропускания - это максимальная частота, после которой осцил начинает показывать искажение сигнала. На данном USB осциллографе заявленная полоса пропускания  равняется 20 МегаГерц.  Если мы будем замерять сигналы более, чем 20 МегаГерц, то у нас сигналы будут искажаться по амплитуде. Хотя на деле этот USB осцил выдает максимум 3 МегаГерца без искажения. На моем OWONe полоса пропускания 60 МегаГерц.

 

( - ) Глубина памяти тоже никакая

 

После цифрового осциллографа OWONa этот USB осцил чувствуется гламурной какашкой. Не хочу сказать, что он вообще плохой и лучше его не покупать. Он очень даже хорош собой и умеет выдавать осциллограмму  по заявленным характеристикам типа до 20 МегаГерц, но на самом деле в разы меньше. Обошелся он нам чуть меньше 4000 руб. Если бы он стоил в районе 2000-3000 руб, то он стоил бы своих денег. В принципе, для начинающих электронщиков и звуковиков этот осцил будет отличным решением. Для средних и профи электронщиков скажу сразу: "Копите деньги на нормальный цифровой осциллограф!"

 

Брал на Али здесь. Смотреть  - смотрите, но не берите)))

 

Вот также небольшой видеообзор от Паяльника:

 

Более подробно про то, как выбрать осциллограф и на какие параметры стоит обратить внимание, читайте в этой статье.

Также подробно про параметры цифровых осциллографов можно прочесть, скачав  эту  брошюрку.