Welches USB-Oszilloskop soll ich wählen? Fangen Sie das Signal ein: die besten tragbaren Oszilloskope. Alternative Software

Einführung

Zuvor gab es auf der Seite bereits einen Artikel darüber, was nicht gekauft, sondern hausgemacht ist. Das Oszilloskop Instrustar ISDS220B ist auch ein USB-Anschluss für einen PC.

Funktional

Ein weiteres nettes Feature ist der eingebaute Signalgenerator. Frequenzeinstellbereich für Sinuswelle: 0–10 MHz, für Dreieck und Rechteck: 0–2 MHz (für ein Rechtecksignal gibt es eine Fülleinstellung). Auf der Rückseite befinden sich außerdem Regler für Ausgangsamplitude und Offset. Maximale Ausgangsamplitude: ±5 V.

Eigenschaften

Nun zu den Eigenschaften des Oszilloskops selbst. Maximale Abtastfrequenz 200 MHz (im Einkanalmodus). Maximale Eingangsspannung: ±16 V (bei Umstellung des Teilers an der Sonde auf „10“ – ±160 V). Es gibt drei Betriebsmodi: „Auto“, „Standby“ und „Single“. Es gibt auch einen anpassbaren Auslöser, der je nach Pegel einstellbar ist und durch eine Verringerung, Erhöhung des Signals oder beides ausgelöst wird. Der Zeitdurchlauf ist von 10 Ns bis 10 C einstellbar. Der Spannungsdurchlauf ist von 10 mV bis 10 V einstellbar (bei Verwendung eines Sondenteilers wählen Sie den Teilungskoeffizienten in der Dropdown-Liste aus).

Für das Oszillogramm verfügt das Gerät über 512 KB RAM (was ziemlich viel ist). Dadurch ist es möglich, mehr Samples im Speicher zu erfassen und durch Scrollen der Wellenform nach rechts oder links anzuzeigen. Es gibt auch einen Messmodus. Sie können Signalparameter, die gemessen werden müssen, hinzufügen oder entfernen. Es ist möglich, Wellenformen als Bilder und als Datendateien (.csv) zu speichern. Ein professioneller Oszilloskopmodus ist ebenfalls vorhanden.

Obwohl ich darin nichts Neues gesehen habe, wurden die Anpassungen nur geringfügig geändert. Es gibt auch einen Spektrumanalysator mit vielen Einstellungen. Sie können die Registerkarte „Signalgeneratoreinstellungen“ direkt im Oszilloskopfenster aktivieren.

Oszilloskop-Interna

Im Inneren des Instrustar ISDS220B ist es wie folgt aufgebaut: Das Eingangssignal gelangt, nachdem es den analogen Teil auf AD8065-Operationsverstärkern durchlaufen hat, in den Eingang eines ADC vom Typ AD9288, einen pro Kanal.




Generell handelt es sich beim AD9288 bereits um einen 2-Kanal-ADC mit einer Abtastfrequenz von 100 MHz. Im Instrustar ISDS220B nutzt jedes dieser MS beide Kanäle und erreicht so eine Abtastfrequenz von 200 MHz. Es taktet sie und überträgt auch Daten an den Altera FPGA. Zur Speicherung dienen zwei RAM-Speicher. Altera erzeugt außerdem ein Signal für den Signalgenerator, das mithilfe eines DAC, R2R, von digital in analog umgewandelt und mithilfe eines Operationsverstärkers verstärkt wird. Die Datenübertragung über USB übernimmt der Chip CY7C68013.



Bei der Inspektion fehlten auf der Platine viele Keramik-SMD-Stromversorgungskondensatoren. Ich habe sie aufgelötet, obwohl es keine Wirkung zeigte. Nun sollten wir auf die Nachteile dieses Geräts hinweisen. Der erste Nachteil besteht darin, dass das Gerät nicht für alle Abtastbereiche kalibriert werden kann. Aus diesem Grund liegt der Strahl nicht bei Null, sondern leicht darüber oder darunter. Der zweite Minuspunkt ist das leichte Signalrauschen. Dies ist nicht kritisch, zumal es Software-Anti-Aliasing gibt. Der dritte Nachteil betrifft den Generator – die Ausgangsimpedanz beträgt 200 Ohm, obwohl man in den meisten Fällen 50 Ohm benötigt. Vielleicht ist das alles. Hervorzuheben ist, dass die Software gut durchdacht und einfach zu bedienen ist. Lässt sich einfach installieren und funktioniert auf Versionen von Windows XP bis Windows 10 (32 und 64 Bit). In diesem Fall wird der Treiber nach der Installation der Software automatisch installiert. Ein weiterer wichtiger Pluspunkt ist, dass es nur minimalen Platz auf dem Desktop einnimmt, sogar weniger als moderne professionelle Oszilloskope wie Rigol, Tectronix oder Siglent.

Eine Reihe von Veröffentlichungen zum Thema Oszilloskope. Heute werde ich über die wichtigsten Arten von Oszilloskopen sprechen, über ihre Vor- und Nachteile sprechen, die Hauptmerkmale von Oszilloskopen betrachten und versuchen, Ratschläge zur Auswahl eines Werkzeugs zu geben, das für die zu lösenden Aufgaben geeignet ist.

Die Wahl eines neuen Oszilloskops kann eine ziemlich entmutigende Aufgabe sein, da es derzeit eine ganze Reihe von Modellen auf dem Markt gibt. Hier sind einige grundlegende Punkte, die Ihnen helfen, die richtige Entscheidung zu treffen und zu verstehen, was Sie wirklich brauchen.

Bevor Sie sich für den Kauf eines neuen Oszilloskops entscheiden, versuchen Sie, die folgenden Fragen für sich selbst zu beantworten:

1. Wo werden Sie das Gerät verwenden?
2. Wie viele Punkte im Stromkreis müssen Sie gleichzeitig messen?
3. Wie groß ist die Amplitude der Signale, die Sie normalerweise messen?
4. Welche Frequenzen sind in den Signalen vorhanden, die Sie messen?
5. Müssen Sie periodische oder einzelne Signale messen?
6. Untersuchen Sie Signale im Frequenzbereich und benötigen Sie die Funktion der schnellen Fourier-Transformation?

Analoges oder digitales Oszilloskop?

Sie mögen immer noch ein Fan analoger Instrumente sein, aber in der heutigen digitalen Welt können ihre Funktionen nicht mit den Fähigkeiten moderner digitaler Speicheroszilloskope mithalten. Darüber hinaus verwenden analoge Modelle möglicherweise veraltete Technologie mit sehr eingeschränkten Funktionen. Auch bei der Verfügbarkeit von Ersatzteilen kann es zu Problemen kommen.

Der Vorteil eines analogen Oszilloskops ist das Fehlen von Rauschen, das inhärent digitaler Natur ist, d. h. es gibt kein ADC-Rauschen, das sich bei digitalen Instrumenten in Form eines Stufenoszillogramms manifestiert. Wenn Ihnen die Genauigkeit der Übertragung der Form des untersuchten Signals sehr wichtig ist, dann ist Ihre Wahl ein analoges Gerät.

Die Vorteile eines digitalen Oszilloskops liegen auf der Hand:

Digitale Oszilloskope bieten zudem die Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung und können in automatische Prüfsysteme (produktionsrelevant) integriert werden.

Außerdem können digitale Geräte häufig weitere Geräte in einem Gehäuse enthalten:

• Digitaler (logischer) Analysator (diese Geräte ermöglichen darüber hinaus die Analyse digitaler Datenpakete, die beispielsweise über verschiedene Schnittstellen übertragen werden). Ich 2 C, USB, DÜRFEN, SPI und andere)
• Funktionsgenerator (beliebige Wellenform).
• Digitaler Sequenzgenerator

Wenn das Oszilloskop als tragbares Gerät ausgeführt ist, wird es oft mit einem Multimeter kombiniert; sie werden auch als Scopmeter bezeichnet (manchmal mit sehr guten Eigenschaften). Die unbestreitbaren Vorteile solcher Geräte sind Unabhängigkeit von der Stromversorgung, Kompaktheit, Mobilität und Vielseitigkeit.

USB-Oszilloskope

PC-basierte Oszilloskope, auch USB-Oszilloskope genannt, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, da sie günstiger als herkömmliche Oszilloskope sind. Bei Verwendung eines Computers bieten sie die Vorteile eines großen Farbdisplays, eines schnellen Prozessors, der Möglichkeit, Daten auf Festplatte zu speichern und einer Tastaturbedienung. Ein weiterer großer Vorteil ist die Möglichkeit, Daten schnell in Tabellenkalkulationen zu exportieren.

Unter USB-Set-Top-Boxen stößt man häufig auf echte Mähdrescher, die mehrere Geräte in einem Gehäuse vereinen: ein Oszilloskop, einen digitalen Analysator, einen Arbiträrgenerator und einen digitalen Sequenzgenerator.

Der Preis für Komfort und Vielseitigkeit ist eine schlechtere Leistung als bei ihren autonomen Gegenstücken.

Wichtige Merkmale von Oszilloskopen

Schauen wir uns an, auf welche Eigenschaften von Geräten Sie bei der Auswahl eines Oszilloskops achten sollten.

1. Bandbreite

Wählen Sie ein Oszilloskop mit ausreichend Bandbreite, um die hohen Frequenzen der von Ihnen gemessenen Signale zu erfassen.

Die Bandbreite ist vielleicht das wichtigste Merkmal eines Oszilloskops. Dies bestimmt den Bereich der Signale, die Sie auf dem Bildschirm Ihres Oszilloskops untersuchen möchten, und dieser Parameter hat einen erheblichen Einfluss auf die Kosten des Messgeräts.

Bei Oszilloskopen mit einer Bandbreite von 1 GHz und darunter ist der Amplitudenfrequenzgang (AFC) des Geräts der sogenannte Gaußsche Frequenzgang, also der Frequenzgang eines einpoligen Tiefpassfilters. Dieser Filter lässt alle Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz (die Grenzfrequenz des Oszilloskops) durch und unterdrückt alle im Signal oberhalb dieser Grenzfrequenz vorhandenen Frequenzen.

Die Frequenz, bei der das Eingangssignal um 3 dB gedämpft wird, wird als Bandbreite des Oszilloskops betrachtet. Eine Signaldämpfung von 3 dB bedeutet etwa 30 % Amplitudenfehler! Mit anderen Worten: Wenn Sie am Eingang des Oszilloskops eine 100-MHz-Sinuswelle haben und die Bandbreite des Oszilloskops ebenfalls 100 MHz beträgt, beträgt die von diesem Oszilloskop gemessene 1-V-Spitze-zu-Spitze-Spannung etwa 700 mV (-3 dB = 20). lg(0,707 / 1,0). Wenn die Frequenz Ihrer Sinuswelle zunimmt (unter Beibehaltung einer konstanten Amplitude), nimmt die gemessene Amplitude ab. Daher können Sie bei Signalen mit hohen Frequenzen in der Nähe der Durchlassfrequenz Ihres Oszilloskops keine genauen Messungen durchführen.

Wie ermittelt man also die erforderliche Bandbreite eines Geräts? Um rein analoge Signale zu messen, benötigen Sie ein Oszilloskop, dessen angegebene Bandbreite mindestens dreimal höher ist als die Sinuswellen mit der höchsten Frequenz, die Sie möglicherweise messen müssen. Bei 1/3 der Bandbreite des Oszilloskops ist die Signaldämpfung minimal. Für eine genauere Messung verwenden Sie die folgende Regel: Bandbreite geteilt durch 3 ergibt etwa 5 % Fehler, und Bandbreite geteilt durch 5 ergibt etwa 3 % Fehler. Mit anderen Worten: Wenn Sie Frequenzen bei 100 MHz messen, wählen Sie ein Oszilloskop mit mindestens 300 MHz und vorzugsweise 500 MHz. Aber leider wird dies eine Preiserhöhung mit sich bringen...

Wie sieht es mit der benötigten Bandbreite für digitale Anwendungen aus, wo moderne Oszilloskope hauptsächlich zum Einsatz kommen? Als allgemeine Regel gilt, dass Sie ein Oszilloskop wählen sollten, das mindestens über die fünffache Bandbreite des Prozessors/Controllers/Busses in Ihrem System verfügt. Wenn die maximale Frequenz in Ihren eigenen Designs beispielsweise 100 MHz beträgt, sollten Sie ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von 500 MHz oder höher wählen. Wenn das Oszilloskop dieses Kriterium erfüllt, kann es bis zur fünften Harmonischen mit minimaler Signaldämpfung erfassen. Die fünfte Harmonische eines Signals ist entscheidend für die Gesamtform Ihrer digitalen Signale. Schauen wir uns ein Beispiel an: Eine 10-Megahertz-Rechteckwelle besteht aus der Summe eines 10-Megahertz-Sinussignals + eines 30-Megahertz-Sinussignals + eines 50-Megahertz-Sinussignals usw. Idealerweise müssen Sie ein Gerät wählen, dessen Bandbreite mindestens der 9. Harmonischenfrequenz entspricht. Wenn Sie also hauptsächlich mit Mäandersignalen arbeiten, ist es besser, ein Gerät mit einer Bandbreite von mindestens dem Zehnfachen der Frequenz Ihrer Mäander zu verwenden. Wählen Sie für 100-MHz-Mäander ein 1-GHz-Gerät, aber leider erhöht dies die Kosten erheblich ...

Wenn Sie kein Oszilloskop mit der entsprechenden Bandbreite zur Hand haben, sehen Sie bei der Untersuchung von Rechtecksignalen abgerundete Ecken auf dem Bildschirm anstelle der scharfen, klaren Kanten, die die hohe Anstiegsgeschwindigkeit des Impulses charakterisieren. Es liegt auf der Hand, dass sich eine solche Signaldarstellung im Allgemeinen negativ auf die Genauigkeit der durchgeführten Messungen auswirkt.

Wellenformverzerrung aufgrund unzureichender Bandbreite (Rechtecksignal am Eingang)

Mäander weisen zeitweise ziemlich steile Anstiege und Gefälle auf. Es gibt eine einfache Regel, um die erforderliche Bandbreite für Ihr Gerät herauszufinden, wenn diese Spitzen und Täler für Sie wichtig sind. Bei einem Oszilloskop mit einer Bandbreite unter 2,5 GHz kann der steile Anstieg (Abfall) als 0,35 geteilt durch die Bandbreite gemessen werden. So kann ein 100-MHz-Oszilloskop einen Anstieg von bis zu 3,5 ns messen. Für ein Oszilloskop von 2,5 GHz bis 8 GHz verwenden Sie 0,4 geteilt durch die Bandbreite und für Oszilloskope über 8 GHz verwenden Sie 0,42 geteilt durch die Bandbreite. Wenn Ihr Anstieg der Ausgangspunkt für Berechnungen ist, verwenden Sie das Gegenteil: Wenn Sie einen Anstieg von 100 ps messen müssen, benötigen Sie ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von 0,4/100 ps = 4 GHz.

2. Abtastrate

Wählen Sie ein Oszilloskop aus, das auf jedem Kanal über eine ausreichende Abtastrate verfügt, um die Nenn-Echtzeitbandbreite des Geräts zu unterstützen.

Dieser Parameter wird manchmal auch aufgerufen Abtastfrequenz oder Abtastrate.

Die maximal zulässige Abtastrate hängt eng mit der Echtzeitbandbreite eines Oszilloskops zusammen. „Echtzeit“ bedeutet, dass das Oszilloskop einmal erfasste (sich nicht wiederholende) Signale entsprechend der Bandbreite des Instruments erfassen und anzeigen kann.

Um mit der Bestimmung der Abtastfrequenz fortzufahren, müssen Sie sich an den Satz von Kotelnikov erinnern (im Westen ist er besser bekannt als). Nyquist-Shannon-Theorem oder Stichprobentheorem), in dem es heißt, dass dies der Fall ist

Wenn ein analoges Signal eine begrenzte spektrale Breite hat, kann es aus seinen bei der Frequenz entnommenen Abtastwerten eindeutig und verlustfrei rekonstruiert werden. title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="16" width="84" style="vertical-align: -4px;">, где — максимальная частота, которой ограничен спектр сигнала и его можно представить в виде ряда!}

Wo und das Abtastintervall erfüllt die Bedingung

Wenn die maximale Frequenz im Signal die Hälfte der Abtastfrequenz überschreitet, ist es unmöglich, das Signal ohne Verzerrung wiederherzustellen.

Es wäre ein Fehler anzunehmen, dass dies die Bandbreite des Oszilloskops sei. Bei dieser Annahme beträgt die minimal erforderliche Abtastrate für ein Oszilloskop für eine bestimmte Bandbreite nur das Doppelte der Echtzeitbandbreite des Oszilloskops.

Verzerrung von Frequenzkomponenten, wenn die Bandbreite des Oszilloskops der Hälfte seiner Abtastfrequenz im Fall des Gaußschen Frequenzgangs entspricht

Wie in der Abbildung gezeigt, ist dies nicht dasselbe wie , es sei denn natürlich, der Oszilloskopfilter funktioniert wie eine Mauer (schneidet die darüber liegenden Frequenzen nicht scharf auf die Amplitude Null ab).

Wie bereits erwähnt, haben Oszilloskope mit einer Bandbreite von 1 GHz und darunter typischerweise einen Gaußschen Frequenzgang. Dies bedeutet, dass das Oszilloskop zwar die Amplitude des Signals mit Frequenzen über dem -3-dB-Punkt dämpft, diese höherfrequenten Komponenten jedoch nicht vollständig eliminiert. Die verzerrten Frequenzkomponenten sind in der Abbildung rot schattiert dargestellt. Daher immer höher als die Bandbreite des Oszilloskops.

Es wird empfohlen, die maximale Abtastrate des Oszilloskops mindestens vier- bis fünfmal höher als die Bandbreite des Echtzeit-Oszilloskops zu wählen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Mit dieser Einstellung kann der Rekonstruktionsfilter des Oszilloskops die Form von Hochgeschwindigkeitssignalen mit einer Auflösung im Bereich von mehreren zehn Pikosekunden genau reproduzieren.

Verzerrte Frequenzkomponenten, wenn die Bandbreite des Oszilloskops auf ¼ der Abtastrate des Instruments eingestellt ist

Viele Breitband-Oszilloskope haben eine schärfere Frequenzganggrenze, wie in der Abbildung unten dargestellt. Dies ist der „maximal flache“ Frequenzgang. Da ein Oszilloskop mit dem flachsten Frequenzgang die Frequenzkomponenten außerhalb viel stärker dämpft und sich dem idealen Ansprechverhalten eines theoretischen „Brick-Wall“-Filters annähert, sind nicht viele Abtastpunkte erforderlich, um eine gute Darstellung des Eingangssignals bei digitaler Verwendung zu liefern Filterung zur Rekonstruktion der Wellenform. Für Oszilloskope mit dieser Art von Frequenzgang ist es theoretisch möglich, eine Bandbreite von anzugeben.

Verzerrte Frequenzkomponenten, wenn die Bandbreite des Oszilloskops bei Geräten mit „maximal flachem“ Frequenzgang auf 1/2,5 seiner Abtastfrequenz eingestellt ist.

3.Speichertiefe

Wählen Sie ein Oszilloskop, das über genügend Speichertiefe verfügt, um Ihre komplexesten Signale mit hoher Auflösung zu erfassen

In engem Zusammenhang mit der maximalen Abtastrate eines Oszilloskops steht die maximal mögliche Speichertiefe. Auch wenn in der Broschüre mit den technischen Daten eines Oszilloskops eine hohe maximale Abtastrate angegeben wird, bedeutet dies nicht, dass das Oszilloskop immer mit dieser hohen Abtastrate abtastet. Das Oszilloskop tastet das Signal mit maximaler Geschwindigkeit ab, wenn der Sweep auf einen der schnellen Zeitbereiche eingestellt ist. Wenn der Sweep jedoch auf den langsamen Bereich eingestellt ist, reduziert das Instrument automatisch die Abtastrate basierend auf der verfügbaren Speichertiefe, um ein größeres Zeitintervall zu erfassen, indem es über den Oszilloskopbildschirm gestreckt wird.

Nehmen wir beispielsweise an, dass das Oszilloskop eine maximale Abtastrate von 1 Gigasample/s und eine Speichertiefe von 10.000 Punkten hat. Wenn der Oszilloskop-Sweep auf 10 ns/div eingestellt ist, benötigt das Oszilloskop zum Erfassen von 100 ns des Signals auf dem Oszilloskopbildschirm (10 ns/div x 10 Abschnitte = 100 ns Zeitspanne) nur 100 Speicherpunkte gesamten Bildschirm. Bei der maximalen Abtastrate von 1 Gigasample/s: 100 ns Zeitintervall x 1 Gigasample/s = 100 Punkte. Kein Problem! Wenn Sie den Oszilloskop-Sweep jedoch auf 10 µs/Div einstellen, um 100 µs Signal zu erfassen, reduziert das Oszilloskop automatisch seine Abtastrate auf 100 Megasamples/s (10.000 Punkte / 100 µs Zeitspanne = 100 Megasamples/s). Um die hohe Abtastrate des Oszilloskops über langsame Zeitbereiche aufrechtzuerhalten, muss das Instrument über zusätzlichen Speicher verfügen. Eine relativ einfache Gleichung hilft Ihnen dabei, die benötigte Speichermenge zu bestimmen, basierend auf der längsten Zeitspanne des komplexen Signals, das Sie erfassen müssen, und der maximalen Abtastrate, mit der das Oszilloskop abtasten soll.

Speicher = Zeitintervall x Abtastrate

Während Sie vielleicht intuitiv denken, dass mehr Speicher immer besser ist, sind Oszilloskope mit größerer Speichertiefe tendenziell teurer. Zweitens erfordert die Verarbeitung langer Signale mithilfe des Speichers zusätzliche Zeit. Dies bedeutet normalerweise, dass die Aktualisierungsrate der Wellenform reduziert wird, manchmal erheblich. Aus diesem Grund verfügen die meisten Oszilloskope auf dem heutigen Markt über eine manuelle Auswahl der Speichertiefe, und die typische Standardeinstellung für die Speichertiefe ist tendenziell relativ klein (10.000 bis 100.000 Punkte). Wenn Sie großen Speicher verwenden möchten, müssen Sie ihn manuell aktivieren und Kompromisse bei der Geschwindigkeit der Wellenformaktualisierung eingehen. Das bedeutet, dass Sie wissen müssen, wann Sie Deep Memory verwenden sollten und wann nicht.

Speichersegmentierung

Einige Oszilloskope verfügen über einen speziellen Betriebsmodus namens Speichersegmentierung. Segmentierter Speicher kann die Erfassungszeit effektiv verlängern, indem der verfügbare Speicher in kleinere Segmente unterteilt wird, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Das Oszilloskop digitalisiert dann selektiv nur die wichtigen Teile der interessierenden Wellenform mit einer hohen Abtastrate und versieht sie dann mit einem Zeitstempel, sodass Sie die genaue Zeit zwischen jedem Auftreten eines Triggerereignisses kennen. Dadurch kann das Oszilloskop viele aufeinanderfolgende Einzelsignale mit sehr kurzen Wiederholungszeiten erfassen, ohne dass wichtige Informationen verloren gehen. Dieser Betriebsmodus ist besonders nützlich bei der Erfassung von Signalbursts. Beispiele für Impulssignale sind gepulste Radarsignale, Laserblitze und paketierte serielle Datenbussignale.

4. Anzahl der Kanäle

Wählen Sie ein Oszilloskop, das über genügend Kanäle verfügt, um zeitkritische Messungen zwischen korrelierten Signalen durchzuführen.

Die Anzahl der im Oszilloskop erforderlichen Kanäle hängt davon ab, wie viele Signale Sie gleichzeitig beobachten und miteinander vergleichen müssen. Das Herzstück der meisten eingebetteten Systeme ist heute die (MCU), wie in der folgenden Abbildung vereinfacht dargestellt. Bei vielen Mikrocontrollersystemen handelt es sich tatsächlich um Mixed-Signal-Geräte mit mehreren analogen, digitalen und seriellen I/O-Bussen für die Kommunikation mit der Außenwelt, die immer analoger Natur ist.

Heutige Mixed-Signal-Designs werden immer komplexer und erfordern möglicherweise mehr Kanäle im Oszilloskop, um sie zu erfassen und anzuzeigen. Zwei- und Vierkanal-Oszilloskope sind heute gefragt. Eine Erhöhung der Kanalzahl von 2 auf 4 führt nicht zu einer Verdoppelung des Gerätepreises, erhöht sich aber dennoch deutlich. Zwei Kanäle sind optimal, eine größere Anzahl an Kanälen hängt von Ihren Bedürfnissen und finanziellen Möglichkeiten ab. Mehr als vier analoge Kanäle sind sehr selten, aber eine weitere interessante Option ist ein Mixed-Signal-Oszilloskop.

Mixed-Signal-Oszilloskope kombinieren alle Messfunktionen eines Oszilloskops mit einigen Funktionen von Logikanalysatoren und Protokollanalysatoren für serielle Busse. Am wichtigsten ist die Fähigkeit dieser Instrumente, gleichzeitig mehrere analoge und logische Signale zu erfassen und gleichzeitig die Wellenformen dieser Signale anzuzeigen. Stellen Sie sich vor, dass es mehrere Kanäle mit hoher vertikaler Auflösung (normalerweise 8 Bit) sowie mehrere zusätzliche Kanäle mit sehr niedriger vertikaler Auflösung (1 Bit) gibt.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die Erfassung eines Eingangssignals eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) mithilfe der digitalen Kanäle des Oszilloskops bei gleichzeitiger Überwachung des DAC-Signalausgangs mithilfe eines analogen Kanals. In diesem Beispiel ist das Mixed-Signal-Oszilloskop so konfiguriert, dass es auslöst, wenn der Logikzustand des DAC-Eingangs seinen niedrigsten Wert von 0000 1010 erreicht.

Ein Mixed-Signal-Oszilloskop kann mehrere analoge und digitale Signale gleichzeitig erfassen und anzeigen und so ein Gesamtbild korrelierender Prozesse liefern

5. Aktualisierungsrate der Wellenform

Wählen Sie ein Oszilloskop, dessen Wellenformaktualisierungsrate hoch genug ist, um zufällige und seltene Ereignisse zu erfassen und so das Debuggen von Projekten zu beschleunigen.

Die Signalaktualisierungsrate kann genauso wichtig sein wie die bereits besprochene Bandbreite, Abtastrate und Speichertiefe, obwohl dies beim Vergleich verschiedener Oszilloskope vor dem Kauf oft ein übersehener Parameter ist. Auch wenn die Aktualisierungsrate der Wellenform eines Oszilloskops hoch erscheinen mag, wenn Sie erneut erfasste Signale auf dem Display Ihres Oszilloskops betrachten, ist diese „schnelle Rate“ relativ. Beispielsweise ist eine Aktualisierung von mehreren hundert Signalen pro Sekunde sicherlich schnell genug, aber aus statistischer Sicht reicht sie möglicherweise nicht aus, um ein zufälliges oder seltenes Ereignis zu erfassen, das möglicherweise nur einmal in einer Million erfasster Signale auftritt.

Beim Debuggen neuer Projekte kann die Geschwindigkeit der Wellenformaktualisierung von entscheidender Bedeutung sein – insbesondere, wenn Sie versuchen, seltene oder zeitweise auftretende Probleme zu finden und zu debuggen. Durch Erhöhen der Aktualisierungsrate der Wellenform erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass das Oszilloskop „Geister“-Ereignisse erfasst.

Ein wesentliches Merkmal aller Oszilloskope ist die „Totzeit“ ( Todeszeit) oder „Blindzeit“ ( Blindzeit). Dies ist die Zeit zwischen jeder wiederholten Erfassung eines Signals durch das Oszilloskop, in der es das zuvor erfasste Signal verarbeitet. Leider kann die Totzeit eines Oszilloskops manchmal mehrere Größenordnungen länger sein als die Erfassungszeit. Während der Totzeit des Oszilloskops wird jegliche Signalaktivität, die möglicherweise auftritt, übersehen, wie in der Abbildung unten dargestellt. Beachten Sie die beiden Signalspitzen, die während der Leerlaufzeit des Oszilloskops und nicht während der Erfassungszeit auftraten.

Erfassungszeit und Totzeit des Oszilloskops

Aufgrund der Totzeit wird die Erfassung zufälliger und seltener Ereignisse mit einem Oszilloskop zu einem Glücksspiel, ähnlich wie beim Würfeln. Je öfter Sie würfeln, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, eine bestimmte Zahlenkombination zu erhalten. Je häufiger die Wellenformen eines Oszilloskops für eine bestimmte Beobachtungszeit aktualisiert werden, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, ein schwer fassbares Ereignis zu erfassen und anzuzeigen, von dem Sie vielleicht nicht einmal vermuten, dass es existiert.

Die folgende Abbildung zeigt einen Anstieg, der etwa fünfmal pro Sekunde auftritt. Einige Oszilloskope haben eine maximale Wellenformaktualisierungsrate von über 1 Million Wellenformen pro Sekunde, und ein solches Oszilloskop hat eine 92-prozentige Chance, diesen Störimpuls innerhalb von 5 Sekunden zu erfassen. In diesem Beispiel hat das Oszilloskop den Glitch mehrmals erfasst.

Erfassen von Spitzen in einem Oszilloskop mit 1 Million Wellenformaktualisierungen pro Sekunde

Bei Oszilloskopen, die zwei- bis dreitausend Mal pro Sekunde aktualisiert werden, beträgt die Wahrscheinlichkeit, solche Spitzen innerhalb von fünf Sekunden zu erfassen, weniger als 1 %.

6.Trigger

Wählen Sie ein Oszilloskop, das über die verschiedenen Triggertypen verfügt, die Sie möglicherweise benötigen, um die Signalerfassung auch bei den komplexesten Signalen hervorzuheben.

Wenn der Sweep-Trigger des Oszilloskops nichts mit dem untersuchten Signal zu tun hat, schwankt das Bild auf dem Bildschirm oder ist unscharf. In diesem Fall zeigt das Oszilloskop verschiedene Teile des beobachteten Signals an derselben Stelle an. Um ein stabiles Bild zu erhalten, enthalten alle Oszilloskope ein System namens Trigger. Ein Trigger verzögert den Start eines Oszilloskop-Sweeps, bis bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Die Triggerfähigkeit ist einer der wichtigsten Aspekte eines Oszilloskops. Durch die Triggerung können Sie die Erfassung eines Signals durch das Oszilloskop synchronisieren und einzelne Teile des Signals anzeigen. Sie können sich das Auslösen eines Oszilloskops als synchronisierte Schnappschüsse vorstellen.

Die gebräuchlichste Art von Oszilloskop-Trigger ist der Trigger, wenn ein bestimmter Pegel überschritten wird. Beispielsweise erfolgt die Flankentriggerung von Kanal 1, wenn das Signal einen bestimmten Spannungspegel (Triggerpegel) in positiver Richtung überschreitet, wie in der Abbildung unten dargestellt. Alle Oszilloskope verfügen über diese Funktion und es ist wahrscheinlich der am häufigsten verwendete Triggertyp. Da digitale Projekte jedoch immer komplexer werden, müssen Sie möglicherweise den Oszilloskop-Trigger mit bestimmten Kombinationen von Eingangssignalen weiter definieren/filtern, um das Signal bei Null zu erfassen und den gewünschten Teil des komplexen Eingangssignals anzuzeigen.

Triggern des Oszilloskops am Rand eines digitalen Impulses

Einige Oszilloskope verfügen über die Fähigkeit, auf Impulse mit bestimmten Zeiteigenschaften zu triggern. Triggern Sie beispielsweise nur, wenn die Impulsbreite weniger als 20 ns beträgt. Diese Art von Trigger (mit verfeinerter Impulsbreite) kann für die Triggerung bei unerwarteten Fehlern sehr nützlich sein.

Ein weiterer Triggertyp, den die meisten modernen Oszilloskope verwenden, ist die Mustertriggerung. Im Mustertriggermodus können Sie den Oszilloskoptrigger so konfigurieren, dass er auf einer logischen/booleschen Kombination aus hohen Pegeln (Einsen) und niedrigen Pegeln (Nullen) auf zwei oder mehr Eingangskanälen auslöst. Dies kann besonders nützlich sein, wenn ein Mixed-Signal-Oszilloskop verwendet wird, das über bis zu 20 analoge und digitale Kanäle verfügen kann.

Fortschrittlichere Oszilloskope bieten sogar Trigger, die mit Wellenformen synchronisiert sind, die parametrische Störungen aufweisen. Mit anderen Worten: Das Oszilloskop wird nur dann getriggert, wenn das Eingangssignal eine bestimmte parametrische Bedingung verletzt, etwa eine Abnahme der Impulsamplitude („kurzer Trigger“), eine Verletzung der Flankengeschwindigkeit (Anstiegs-/Abfallzeit) oder möglicherweise eine Datenperiodenzeit Verletzung (Rüstzeitauslöser) und Aufbewahrung).

Die folgende Abbildung zeigt, wie das Oszilloskop im kurzen Triggermodus einen positiven Impuls mit reduzierter Amplitude auslöst. Wenn dieser Stichimpuls nur einmal pro Million digitaler Stream-Impulszyklen auftritt, gleicht die Erfassung dieses Signals mithilfe der standardmäßigen Flankentriggerung der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Es ist auch möglich, mit negativen kurzen Impulsen sowie kurzen Impulsen mit einer bestimmten Dauer auszulösen.

Triggern des Oszilloskops mit einem kurzen Impuls

7. Arbeiten mit seriellen Schnittstellen

Serielle Schnittstellen wie z Ich 2 C, SPI, DÜRFEN, USB usw. sind in vielen modernen Digital- und Mixed-Signal-Designs üblich. Um zu überprüfen, ob die Nachricht korrekt auf dem Bus übertragen wird, und um analoge Messungen des Signals durchzuführen, ist ein Oszilloskop erforderlich. Viele Techniker verwenden eine Technik, die als „visuelles Bitzählen“ bekannt ist, um einen seriellen Bus mit einem Oszilloskop zu testen. Diese manuelle Methode zur Dekodierung des seriellen Busses ist jedoch recht arbeitsintensiv und führt häufig zu Fehlern.

Viele der heutigen Digital- und Mixed-Signal-Oszilloskope verfügen über zusätzliche Decodierungs- und Triggerfunktionen für das serielle Busprotokoll. Wenn Sie vorhaben, intensiv mit dem seriellen Bus zu arbeiten, sollten Sie sich nach Oszilloskopen umsehen, die Daten vom seriellen Bus dekodieren und auslösen können, was Ihnen beim Debuggen von Geräten viel Zeit sparen kann.

8. Signalmessungen und -analyse

Einer der Hauptvorteile eines modernen digitalen Speicheroszilloskops im Vergleich zu analogen Instrumenten ist die Möglichkeit, verschiedene automatische Messungen durchzuführen und digitalisierte Signale zu analysieren. Fast alle modernen digitalen Oszilloskope verfügen über die Möglichkeit, manuelle Cursor-/Markierungsmessungen sowie einen Mindestsatz automatischer Messungen von Impulsparametern wie Anstiegszeit, Abfallzeit, Frequenz, Impulsbreite usw. durchzuführen.

Während Impulsmessungen typischerweise Zeit- oder Amplitudenmessungen an einem kleinen Teil des Signals durchführen, um eine „Antwort“ wie Anstiegszeit oder Spitze-zu-Spitze-Spannung zu liefern, führen die mathematischen Funktionen des Oszilloskops Berechnungen an der gesamten Wellenform oder dem zu erzeugenden Signalpaar durch ein weiteres Signal.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel einer mathematischen Funktion der schnellen Fourier-Transformation (FFT), die auf ein Taktsignal angewendet wurde (gelbe Kurve). Die FFT hat das Signal in den Frequenzbereich übersetzt (graue Kurve), der die Amplitude in dB auf der vertikalen Achse gegenüber der Frequenz in Hz auf der horizontalen Achse darstellt. Andere mathematische Operationen, die an digitalisierten Signalen durchgeführt werden können, sind Summation, Differenz, Differentiation, Integration usw.

Obwohl mathematische Funktionen an einem Signal auch offline auf einem PC ausgeführt werden können (z. B. in MatLab), kann die Integration dieser Funktion in das Oszilloskop nicht nur die Ausführung dieser Vorgänge vereinfachen, sondern auch das Verhalten des Signals über die Zeit beobachten.

9. Oszilloskop-Tastköpfe (Messleitungen)

Die Qualität der Messungen hängt stark davon ab, welche Art von Tastkopf Sie an den BNC-Eingang des Oszilloskops angeschlossen haben. Wenn Sie ein beliebiges Messsystem an den zu prüfenden Stromkreis anschließen, wird das Prüfgerät (und die Sonde) Teil des zu prüfenden Geräts. Dies bedeutet, dass es möglich ist, das Verhalten Ihrer Signale in gewissem Umfang zu „laden“ oder zu ändern. Gute Tastköpfe sollten das Eingangssignal nicht stören und dem Oszilloskop idealerweise ein exaktes Duplikat des am Messpunkt vorhandenen Signals liefern.

Wenn Sie ein neues Oszilloskop kaufen, wird dieses normalerweise mit einem Standardsatz hochohmiger Tastköpfe geliefert – ein Tastkopf für jeden Eingangskanal des Oszilloskops. Diese Arten von passiven Allzwecktastköpfen sind am häufigsten anzutreffen und können ein breites Spektrum an Signalen relativ zur Erde messen. Diese Sonden weisen jedoch einige Einschränkungen auf. Die folgende Abbildung zeigt das Ersatzschaltbild eines typischen passiven 10:1-Tastkopfs, der an den hochohmigen Eingang eines Oszilloskops (1 MΩ-Oszilloskopeingang) angeschlossen ist.

Typisches passives Sondenmodell im Maßstab 1:10

Das elektrische Modell eines beliebigen Tastkopfs (passiv oder aktiv) und Oszilloskops kann auf eine Kombination aus einem Widerstand und einem parallel geschalteten Kondensator vereinfacht werden. Die folgende Abbildung zeigt ein typisches Oszilloskop/Tastkopf-Ersatzschaltbild für einen passiven 10:1-Tastkopf. Bei niedrigen Frequenzen oder Gleichstrom dominiert der 10-MΩ-Widerstand die Last, was in den meisten Fällen kein Problem darstellen sollte. Obwohl 13,5 pF keine große Kapazität zu sein scheinen, kann die durch diese Kapazität erzeugte Last bei hohen Frequenzen erheblich sein. Beispielsweise beträgt die Reaktanz des 13,5-pF-Kondensators in diesem Modell bei 500 MHz 23,6 Ohm, was bereits eine erhebliche Belastung darstellt und zu Signalverzerrungen führen kann.

Für Hochfrequenzmessungen ist der Einsatz aktiver Sonden erforderlich. „Aktiv“ bedeutet, dass die Sonde über einen Verstärker verfügt, der sich hinter der Sondenspitze befindet. Dadurch können Sie die kapazitive Belastung erheblich reduzieren und die Bandbreite der Sonde erhöhen. Zu den Nachteilen aktiver Hochfrequenztastköpfe zählen ihr Dynamikbereich und ihre Kosten.

Es gibt noch weitere spezielle Messaufgaben, die ich erwähnen möchte. Wenn Sie Messungen an einem differenziellen seriellen Hochgeschwindigkeitsbus durchführen müssen, sollten Sie die Verwendung eines aktiven Hochfrequenz-Differentialtastkopfs in Betracht ziehen. Wenn Sie sehr hohe Spannungssignale messen müssen, benötigen Sie einen speziellen Hochspannungstastkopf. Wenn Sie Strom messen müssen, sollten Sie die Verwendung eines Stromsensors in Betracht ziehen.

Hantek 6022BE ist ein USB-Oszilloskop für den Einsatz im Feld. Das Gerät funktioniert gut mit langsamen Signalen, bei denen eine hohe Genauigkeit nicht wichtig ist. Das Oszilloskop Hantek 6022BE wird von der chinesischen Firma Hantek hergestellt, die auf die Herstellung digitaler Geräte spezialisiert ist.

Geräte dieser Art werden dort eingesetzt, wo keine Verbindung zu einem Festnetz möglich ist und langsame Signale perfekt erfassen, deren Empfang keine erhöhte Genauigkeit der Fixierung erfordert.

Design

Das Gehäuse des Oszilloskops besteht aus silbernem Aluminium, durchsetzt mit Kunststoffauflagen und einem verspiegelten Hantek-Schriftzug. Auf der Frontplatte befinden sich Anschlüsse für Sonden und einen Logikanalysator sowie Kontakte zur Kalibrierung: ein sehr vorhersehbares Erscheinungsbild.

Das Hantek 6022BE-Gehäuse ist mit einem Knopf, einem USB-Anschluss und einer kleinen Klappe mit der Aufschrift USBXI ausgestattet, hinter der sich ein zusätzlicher Anschluss verbirgt.

Lieferumfang

Die Ausstattung des Geräts ist Standard: ein Oszilloskop, ein USB-Kabel, Kabel für den Logikanalysator und 20 Klemmen dafür, zwei Sonden für das Oszilloskop, Markierungsringe in verschiedenen Farben und Schraubendreher zum Einstellen des Frequenzgangs, Anleitung für den Hantek 6022BE . Obwohl der Name der Sonden – PP-80 – die Zahl 80 enthält, beträgt ihre Bandbreite nur 60 MHz. Dem Kit liegt außerdem eine Software-CD bei.

Ausbeutung

Obwohl die Software für Hantek 6022BE auf Medien im Kit enthalten ist, kann sie separat von der offiziellen Ressource des Herstellers heruntergeladen werden. Sowohl die Software als auch die Bedienungsanleitung sind auf Englisch, es gibt aber auch russischsprachige Versionen auf der Seite.

Nach dem Anschließen des Oszilloskops an den Computer werden die Sonden an das Gerät selbst und die Kontakte des Kalibrierungsgenerators angeschlossen. Nach dem Start des Programms werden auf dem Monitor zwei rechteckige Signale angezeigt, die mit dem mitgelieferten Schraubendreher auf ein ideales Rechteck eingestellt werden.

Vor der Selbstkalibrierung muss sich der Hantek 6022BE 20 Minuten lang aufwärmen, wie in der Bedienungsanleitung angegeben. Erst danach können Sie mit der Kalibrierung des Geräts beginnen.

Scan

Es gibt nur einen Trigger-Trigger-Modus – Flanke, bei dem der Benutzer die Signalquelle auswählen kann: Kanal 1, Kanal 2 oder positive/negative Flanke.

Die Funktionalität des Oszilloskops umfasst den automatischen Start, den einmaligen Start und den Betrieb im Normalmodus. Der Trigger verfügt über keine weiteren Betriebsarten.

Kanalempfindlichkeit

Bei einem Sondenverhältnis von 1:1 kann die Kanalempfindlichkeit zwischen 200 mV/Div und 5 V/Div variieren. Eine solch große Streuung ermöglicht den Einsatz von Sonden mit Teilern bis zu 1:10.000.

Die horizontale Verschiebung und die Triggerpegel können durch Bewegen der Maus angepasst werden, die Werte beider Größen werden jedoch nicht im Programm angezeigt: Der Moment, in dem der Trigger ausgelöst wird, ist nicht an die auf dem Bildschirm angezeigten Daten gebunden.

Mathe-Kanal

Zeigt die Differenz, Summe, den Quotienten und das Produkt der Signale in beiden Kanälen und das FFT-Spektrum an. Wird als dritte Wellenform dargestellt. Für FFT kann der Fenstertyp konfiguriert werden. Die Amplitudenskala wird ebenfalls ausgewählt – logarithmisch oder linear.

Messungen

Zu den horizontalen Messungen gehören Messungen der Frequenz und Periode des Signals, der Zeit, in der das Signal ansteigt und abfällt, der Impulsbreite und des Intervalls zwischen den Impulsen als Prozentsatz der gesamten Periode und in Zeitwerten.

Vertikal - Messung des minimalen und maximalen Signalpegels, der Spitzenspannung, der Spannung an der „Basis“ und „Oberseite“ des Impulses, negativer und positiver Überschwingung, Durchschnitts- und Effektivwert.

Cursormessungen sind der einzige Modus, in dem die Bedienung am virtuellen Oszilloskop Hantek 6022BE viel einfacher ist als an einem echten. Der gewünschte Bereich wird auf dem Bildschirm hervorgehoben, danach erscheinen deltaV und deltaT. Insgesamt gibt es drei Cursormodi: horizontal, vertikal und kreuzförmig, was eine Kombination der ersten beiden ist.

Interpolation

Die vom Oszilloskop angezeigten Daten können aufgrund ihrer diskreten Natur auf verschiedene Arten interpoliert werden: im linearen Modus, im Schrittmodus ohne Interpolation und in der sin (x)/x-Interpolation, die theoretisch die genaueste ist . In der Praxis wurden jedoch keine besonderen Auswirkungen seiner Verwendung festgestellt.

Informationen speichern

Aufgezeichnete Wellenformen werden in verschiedenen Formaten gespeichert: xls, doc, bmp und txt. Das BMP-Format speichert einen Screenshot der Wellenformen, während die anderen drei nur Textanzeigen der Messungen sind. Um mit dem Ref-Kanal zu arbeiten, wird ein separates Ref-Format verwendet.

Logikanalysator

Die Daten des Analysators werden in einem separaten Programmfenster angezeigt.

Die Software bietet keine Einstellungen für den Logikanalysator: Auf dem Bildschirm werden nur 16 Signale angezeigt. Die Signalerfassung wird manuell per Knopfdruck gestartet. Die einzige beim Hantek DSO 6022BE verfügbare Einstellung ist die Samplerate, die zwischen 100 kSa/s und 48 kSa/s variiert. Es werden Signale erfasst, bis der gesamte Gerätespeicher voll ist.

Der Logikanalysator ist nicht mit dem Oszilloskop selbst verbunden und arbeitet völlig autonom. Den Bewertungen des Hantek 6022BE nach zu urteilen, ist der Nachteil des Analysators die starke Hemmung seines Betriebs nach Beginn der Signalerfassung.

Alternative Software

Für das Hantek DSO 6022BE gibt es eine separate Software, die jedoch nicht mit dem Standard-Oszilloskopmodell funktioniert. Der einzige Unterschied zur nativen Version besteht in der Änderung des GUI-Designs.

Anschlüsse und Taste auf der Rückseite

Auf der Rückseite des Oszilloskops befindet sich eine Taste, die, wie in der Anleitung angegeben, die Software aufruft. Trotzdem erfüllt es seine Funktion nicht und ist lediglich eine Dekoration. Auch der USBXI-Stecker erfüllt seinen Zweck nicht: Ursprünglich war er für den Anschluss mehrerer Geräte gedacht, ein Kabel oder sonstiges Zubehör liegt dem Oszilloskop jedoch nicht bei.

Vorteile digitaler Geräte

Analoge Geräte haben folgende Vorteile:

• Der ADC arbeitet nahezu geräuschlos, ohne die zulässigen Werte zu überschreiten.
• Die Signalform wird mit hoher Genauigkeit übertragen.

Vorteile des Hantek-Oszilloskops

• Geringes Gewicht, wodurch das tragbare Gerät leicht zu transportieren ist.
• Kompakte Abmessungen.
• Funktion zur Messung einzelner Signale, die sehr komfortabel zu bedienen ist.
• Intuitive und benutzerfreundliche Oberfläche.
• Farbbildschirm.
• Alle untersuchten Daten und Informationen zu erfassten Signalen werden im Speicher des Oszilloskops gespeichert.
• Möglichkeit zum Ausdrucken gespeicherter Daten.
• Die Möglichkeit, mit Ihren eigenen Händen einen Hantek 6022BE AC-Eingang zu erstellen.
• Hohe Datenverarbeitungsgeschwindigkeit.
• Kann installiert werden

Kosten für Oszilloskop

Der Preis des Geräts auf der offiziellen russischsprachigen Website des Herstellers beträgt 4.400 Rubel. In Fachgeschäften beginnen die Kosten bei 3800 Rubel.

Ergebnisse

Das Hantek 6022BE-Gerät ist ein sehr gutes Oszilloskop, dessen Funktionalität es Ihnen ermöglicht, digitale Signale zu beleuchten. Dies geschieht durch Einstellen des Triggers nach Quelle, Pegel und Flanke, also nach einem der verfügbaren Kanäle.

Der Trigger kann im automatischen Modus (in dem das Oszilloskop in seinem Funktionsprinzip stark einem alten analogen Oszilloskop ähnelt), im Normalmodus (der Bildschirm und die Informationen werden nur aktualisiert, wenn alle Bedingungen für die Auslösung des Triggers erfüllt sind) und im Einzelmodus (der Bildschirm) arbeiten wird einmal aktualisiert, um fortzufahren, müssen Sie die Start-Taste drücken und das Gerät aus dem Standby-Modus holen).

Im Normal- und Einzelbetriebsmodus ist es einfach, die notwendigen Daten aufzuzeichnen und später auf verschiedenen Bussen, beispielsweise über USART, sorgfältig zu untersuchen.

Unter den Zusatzfunktionen können wir die Möglichkeit, Messungen direkt auf dem Bildschirm durchzuführen, gesondert hervorheben – auf einem gestoppten Oszillogramm können Sie mit dem Cursor einzelne Punkte auswählen und die Periode, Amplitude und andere Parameter des aufgezeichneten Signals aufzeichnen.

Das Oszilloskop Hantek 6022BE kann für die Arbeit mit langsamen digitalen Signalen bis zu 100 MHz verwendet werden – Datenbusse, Mikrocontroller und andere Geräte. Das Studium analoger Signale fällt ihm schwerer, da digitales Rauschen in seiner ganzen Pracht zum Vorschein kommt.

Wir beschlossen, einem Freund ein Oszilloskop mitzunehmen. Wir haben lange darüber nachgedacht... Geben Sie 5.000 bis 10.000 für eine sowjetische Tscheschka aus oder sparen Sie für eine normale Stoffpuppe, die ich jetzt im Angebot habe

Aus irgendeinem Grund sind sowjetische Oszilloskope auf Avita immer noch sehr teuer, und ein digitales Oszilloskop ist sogar noch teurer. Und dann dachten wir: „Warum nehmen wir nicht ein USB-Oszilloskop von Aliexpress?“ Der Preis beträgt ein paar Cent, die Funktionalität entspricht fast der eines digitalen Oszilloskops und die Abmessungen sind klein. Ein USB-Oszilloskop ist im Grunde auch ein digitales Oszilloskop, allerdings mit dem einzigen Unterschied: Es verfügt über kein eigenes Display.

Wir haben uns den Kopf zerbrochen und darüber nachgedacht... Die Krise wird noch lange anhalten. Der Dollar wird nicht billiger. Die besten Investitionen erfolgen in Ausrüstung und Bildung. Nun, gesagt und getan. Mehr als einen Monat später kam dieses USB-Oszilloskop:

Darüber hinaus wurden zwei Sonden, ein USB-Kabel, Verbrauchsmaterialien, eine Software-CD und ein Schraubendreher zum Einstellen der Sonden mitgeliefert

Auf der einen Seite des Oszilloskops sehen wir zwei BNC-Anschlüsse zum Anschluss von Tastköpfen und auf der rechten Seite zwei Stifte. Diese Pins sind ein Testsignalgenerator zur Kalibrierung von Oszilloskoptastköpfen. Einer davon ist Masse und der andere ist Signal.

Wie wir auf dem Foto sehen können, beträgt die maximale Spannung, die wir an die BNC-Anschlüsse liefern können, 30 Volt, was für einen unerfahrenen Elektroniker völlig ausreichend ist. Der Testsignalgenerator liefert uns ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von 1 Kilohertz und einem Hub von 2 Volt.

Auf der anderen Seite sieht man eine Signal-LED, die den Betrieb des Oszilloskops anzeigt, sowie einen Eingang für ein USB-Kabel, das am anderen Ende mit dem PC verbunden wird

Im funktionstüchtigen Zustand sieht das Ganze etwa so aus:

Oszilloskopbetrieb

Nachdem wir die auf der Diskette enthaltene Software installiert haben, schließen wir unser Oszilloskop an. Die Treiberinstallation beginnt. Dann starten wir das Programm. Die Programmoberfläche ist einfacher als eine gedämpfte Rübe:

Auf der linken Seite befindet sich das eigentliche Arbeitsfeld und auf der rechten Seite der horizontale und vertikale Scan für den ersten und zweiten Kanal. Außerdem gibt es einen magischen „AUTO“-Knopf, der uns ein fertiges Signal auf dem Display gibt.

Klicken Sie anschließend auf „CH1“, was „erster Kanal“ bedeutet, da ich ihn an den ersten Kanalanschluss angeschlossen habe. Wir befestigen die Sonde an den Teststiften und bereiten das Oszilloskop für die Arbeit vor. Wir drehen die Schraube an der Sonde und stellen sicher, dass das Oszillogramm des Testsignals streng rechteckig ist

Es sollte ungefähr so ​​aussehen:

Dies geschieht bei allen digitalen Oszilloskopen auf die gleiche Weise. Wie das geht, können Sie nachlesen.

Sie können auch Parameter anzeigen, die das Oszilloskop sofort auf dem Monitor anzeigen würde. Dies sind Frequenz, Periode, Durchschnitt, Effektivwert, Spitze-zu-Spitze-Spannung usw. Über diese Parameter können Sie in diesem Artikel nachlesen.

Abtastfrequenz

Abtastfrequenz– das ist grob gesagt, mit welcher Frequenz das Oszilloskop das Signal aufzeichnet. Wie Sie wissen, ist ein Oszillogramm eine Kurve oder eine gerade Linie. Am häufigsten eine Kurve. Erinnern Sie sich, wie Sie in der Algebra den Parabelgraphen y=x 2 gezeichnet haben? Wenn wir 3-4 Punkte nehmen würden, hätte unser Diagramm Knicke (in roten Kreisen)

Und wenn wir mehr Punkte nehmen würden, dann würde die Grafik tatsächlich korrekter und schöner ausfallen:

Alles ist hier das gleiche! Nur mit X zeigen wir die Zeit und mit Y die Spannung an.

Damit das Signal möglichst genau auf dem Display angezeigt wird, ist es daher notwendig, möglichst viele dieser Punkte zu haben. Und je mehr Punkte, desto besser und korrekter wird die Signalform dargestellt. In dieser Hinsicht erringen sie einen absoluten Sieg.

Um möglichst viele Punkte zu haben, sollte die Abtastfrequenz möglichst hoch sein. Auch die Abtastfrequenz wird am häufigsten genannt Abtastrate. Probe aus dem Englischen- Probenahme. Bei jedem digitalen Oszilloskop ist diese Abtastrate direkt auf dem Gehäuse vermerkt. Die Angabe erfolgt in MegaSamples, also einer Million Samples. Dieses USB-Oszilloskop hat eine maximale Abtastrate von 48 MegaSamples pro Sekunde (48MSa/s). Das bedeutet, dass das Signal in 1 Sekunde 48 Millionen Punkte erfasst. Sagen Sie mir nun, welches Oszilloskop wird das korrekteste Signal haben? U mit einer Abtastfrequenz von 500 MSa/s oder unser Held des Artikels mit 48MSa/s? Gleiche Sache)

Bandbreite

Bandbreite– Dies ist die maximale Frequenz, ab der das Oszilloskop Signalverzerrungen anzeigt. Bei diesem USB-Oszilloskop beträgt die angegebene Bandbreite 20 Megahertz. Wenn wir Signale mit mehr als 20 Megahertz messen, werden unsere Signale in der Amplitude verzerrt. Obwohl dieses USB-Oszilloskop in Wirklichkeit maximal 3 Megahertz ohne Verzerrung erzeugt. Das ist nicht genug.

Vorteile eines Oszilloskops

1. Angemessener Preis und Funktionalität. Kostet ein Vielfaches günstiger als coole digitale Oszilloskope
   
2. Das Einrichten und Installieren der Software dauert etwa 10-15 Minuten
   
3. Benutzerfreundliches Bedienfeld
4. Kleine Größe
5. Kann sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden
6. Zwei Kanäle, das heißt, Sie können zwei Signale gleichzeitig messen und auf dem Display anzeigen

Nachteile eines Oszilloskops

1. Niedrige Abtastrate. Ein kleiner lyrischer Exkurs...
2. PC erforderlich
3. Niedrige Bandbreite
4. Die Speichertiefe ist ebenfalls nein

Abschluss

Nach dem OWONa-Digitaloszilloskop fühlt sich dieses USB-Oszilloskop wie ein glamouröser Trottel an. Ich möchte nicht sagen, dass es generell schlecht ist und man es besser nicht kaufen sollte. Er sieht sehr gut aus und kann ein Oszillogramm gemäß den angegebenen Eigenschaften von bis zu 20 Megahertz erzeugen, in Wirklichkeit ist es jedoch ein Vielfaches weniger. Es hat uns etwas weniger als 4.000 Rubel gekostet. Wenn es etwa 1000-2000 Rubel kosten würde, wäre es sein Geld wert. Im Prinzip wird dieses Oszilloskop für unerfahrene Elektroniker eine mehr oder weniger normale Lösung sein. Für fortgeschrittene und professionelle Elektronik-Ingenieure sage ich gleich: „Sparen Sie Ihr Geld für ein normales digitales Oszilloskop!“

Hier ist auch eine kurze Videorezension von Soldering Iron:

Weitere Informationen zur Auswahl eines Oszilloskops und auf welche Parameter Sie achten sollten, finden Sie hier Das Artikel.