Зарегистрироваться

Маленький, простой осциллограф

  • Цена: $21.45 (без учета доставки)

Некоторое время назад я публиковал обзор набора, который позволяет собрать простой осциллограф. Все бы ничего, но у него был сильно ограничена частота измеряемого сигнала. Не скажу, что обозреваемый приборчик намного круче, но у него заявлена полоса пропускания до 4 МГц.
Посмотрим что это такое и как оно работает :)


Данный осциллограф изначально даже на странице продавца позиционируется как вариант для обучения, т.е. рассчитан на неподготовленного, начинающего пользователя, который сильно далек от управления более «навороченными» моделями и вполне может запутаться.

Для начала технические характеристики, сразу извиняюсь за местами кривой перевод.
Частота выборки: 20MSa / s
Аналоговая полоса пропускания: 4 МГц
Точность выборки: 8 бит
Размер кэша: 650 байт
Вертикальная чувствительность: 10 мВ / дел ~ 5 В / дел (прогрессивная на 1-2-5)
Горизонтальная скорость сканирования: 1.5us / div ~ 6ms / div (по 1-2-5 прогрессивным образом)
Дисплей: 2,4-дюймовый TFT 320X240 (чип драйвера ILI9325)
Входное сопротивление: 1MОм
Максимальное входное напряжение: 40Vpp (щуп 1: 1), 400Vpp (щуп 10: 1)
Входной сигнал: AC
Фиксация формы сигнала (функция HOLD)

Продается осциллограф в нескольких вариантах комплектации (цены ориентировочные со страницы товара):
1. Осциллограф + кабель питания USB — $17.40
2. Осциллограф + кабель питания + щуп — $20.09

Также можно купить отдельно:
3. Щуп 40 МГц — $2.69
4. Кабель BNC-BNC + BNC+ крокодилы — $1.74

Я заказал вариант номер два. В итоге получил два вот таких пакета.
Кстати, осциллограф заказывался у того же продавца, что и LCR-метр, потому стоимость доставки немного снизилась.


Так как стоимость доставки зависит от веса, то взвесил сначала комплект по п1, а потом полный вариант по п2.


Перейдем к осмотру, сначала комплектация.
В большом пакете лежал щуп, кабель питания и всякие мелочи. Пакет плотный с «клапаном», удобно в будущем хранить все дополнительное «хозяйство».


Кабель питания имеет на одном конце привычный USB штекер, а на втором круглый штекер диаметром 3.5мм.
Щуп самый обычный, кабель мягкий.


Чуть подробнее про щуп.
В комплекте была инструкция, прочитав которую я понял, что комплект все таки не совсем полный, не хватает специального контакта заземления в виде пружинки и четырех цветных колечек. Ну колечки это такое, можно и пережить, а вот дополнительный контакт жалко, мне бы очень пригодился :(


Щуп имеет встроенный делитель 1:10, с соответствующим переключателем. Земляной контакт одет в изоляцию, правда крокодил довольно «дубовый».
Выше я показал инструкцию, согласно ей мой щуп рассчитан на частоту до 40 МГц и напряжение до 600 Вольт. Сам же осциллограф имеет более скромные границы, потому здесь все с приличным запасом.


Щуп имеет возможность подстройки, но так как пробовал я при частотах, которые заметно ниже предельной частоты, то регулировка ни на что не влияла.
Для регулировки была также и отверточка, но она мне сильно пригодилась для работы с осциллографом, а не щупом. но следует учитывать, отвертка идет в комплекте к щупу, а не осциллографу. Кстати, цена щупа весьма низкая, как на мой взгляд, у нас в оффлайне они стоят куда дороже.



А вот и предмет обзора.
Внешне типичный кружок «умелые руки» в школе, простенький корпус, правда присутствует лазерная гравировка, а не банальные наклейки, впрочем это к делу не относится.


Сверху корпуса расположен цветной дисплей с диагональю 2.4 дюйма и разрешением 320х240. У моего DSO203 дисплей больше как размером, так и разрешением (400х240), хотя и ненамного.
Справа кнопки управления, причем управление предельно простое, здесь нет никаких меню, настроек и пр. Просто пять кнопок —
1, 2. Входное напряжение от 0.01 до 5 В на клетку. 9 ступеней.
3, 4. Развертка, от 1.5мкС до 6мС на клетку, 12 ступеней.
5. Кнопка Hold, просто фиксирует показания на дисплее. Как оказалось, самая используемая кнопка в некоторых ситуациях.


На верхнем торце корпуса расположили входной BNC разъем, а также выключатель и разъем питания.
К слову, потребление прибора составляет всего около 150мА, что делает возможным организовать его автономное питание, но так как прибор довольно чувствительный, то рекомендуется применить пару литиевых элементов и линейный стабилизатор напряжения с низким падением. В интернете искать по приставке — Low Drop.


Снизу отверстие для доступа к подстроечному резистору установки нуля.


Разбирается данная конструкция весьма просто, сначала выкручиваем четыре самореза снизу.


Затем четыре винта сверху и вынимаем плату. В корпусе просверлено отверстие для разъема, потому вынимать плату надо от отверстия.


Внутри можно увидеть плату осциллографа и довольно знакомый многим радиолюбителям дисплей. Если не путаю, то такой же дисплей применяется и в DSO138.


Дисплей удерживается только за счет фиксации в разъеме, сверху прижат корпусом, снизу приплавлены две пластмассовые стояки.


Вот печатная плата сделана весьма неплохо, около каждого элемента проставлен не только позиционный номер, а и номинал, что бывает крайне редко. Прямо «мечта ремонтника» :) Снимал как-то видео, как определить номинал сгоревшего резистора, здесь бы такое не потребовалось.


Узел питания и входного операционного усилителя. Пайка довольно неплохая, но есть ощущение, что некоторые компоненты меняли после сборки, видны следы флюса.


Входные цепи и делители сигнала. К сожалению осциллограф умеет работать только с переменным током, впрочем для большинства задач этого более чем достаточно.
По входу стоит конденсатор 330нФ 250 Вольт.


Входной делитель. На плате герконовых реле, делитель имеет 9 вариантов входного напряжения. Первые три реле работают в цепи первого ОУ, потом еще пара в цепи второго ОУ, получается 3х3=9 вариантов.


Резистор установки нуля. изначально осциллограф пришел с «уплывшим» нулем, установил, но практика показала, что ноль все таки любит иногда «поплавать», потому отверточка нужна довольно часто.


Элементы осциллографа:
1. Входной сдвоенный ОУ LM6172 с максимальной частотой в 100 МГц.
2. АЦП — ADS830E, максимальная частота в 60 МГц
3. Асинхронный буфер FIFO с временем доступа не более 12 нС.
4. Микроконтроллер Atmega16A, слева кварцевый резонатор 20 МГц.
5. Просто логическая микросхема
6. Преобразователь напряжения 7660, формирует отрицательный полюс 5 Вольт.
Еще на плате есть линейный стабилизатор напряжения 3.3 Вольта, он виден выше на фото.


Снизу пайка хоть и относительно качественная, но вот флюс, его много.


Кроме того, что на плате указаны номиналы компонентов, есть еще и принципиальная схема. Правда в варианте с другим питанием. Здесь за питание отвечает не 7660, а просто собран сетевой БП с двухполярным питанием.
К сожалению качество схемы немного подкачало, но что есть.
Виден входной аттенюатор, АЦП, буфер и микроконтроллер с дисплеем. Схемотехника проста как три копейки, но вполне неплохая для по сути игрушки.


Посмотрим более внимательно, на базе чего собран осциллограф.
Сразу после первого аттенюатора сигнал попадает на усилитель.
Применен довольно неплохой ОУ с частотой до 100 МГц, что при заявленных 4 МГц более чем с запасом.


Дальше неплохой 8 бит АЦП производства Burr-Brown с верхней частотой 60 МГц, что также с огромным запасом.
Интересно то, что у DS203, которым я пользуюсь, стоит хоть и сдвоенный АЦП, но имеющий только 40 Мегасемплов.


Буфер FIFO, насколько я понимаю, максимальная рабочая частота составляет порядка 80 МГц. Применена IDT7205. Похоже, что данная серия выпускается в военном исполнении.


А вот дальше выводом на экран сигнала, а также масштабной сетки и измерением частоты занимается Atmega16A.
Пожалуй это самое «слабое звено». По крайней мере на мой взгляд «не программиста». Со своей стороны я только смог заметить, что здесь микроконтроллер работает на частоте 20 МГц при заявленной максимальной в 16 МГц, «оверклокеры» однако, но работает ведь :)


Первым делом я сначала решил оценить уровень шумов. Вход не был закорочен, если закоротить, то на экране просто прямая линия.
Слева осциллограф просто лежит на столе, справа я приложил руку к корпусу около входного аттенюатора.


Не пугайтесь, на самом деле экран осциллографа выглядит куда красивее, все четко и контрастно.


Просто так как скриншоты осциллограф делать не умеет, то пришлось прибегнуть к «дедовскому способу».


Для начала в качестве генератора я использовал встроенный в мой привычный DS203.
Пила и треугольник 20 кГц, соответственно так как видит это обозреваемый и мой, вполне неплохо.


Еще много тестов.
Синус и прямоугольник 20 кГц.
Синус совпадает, а вот у прямоугольника сильно завален передний фронт.


Предположу что выше генератор работал в режиме DDS, потому я повысил частоту выше 20кГц, так как в таком режиме точно работает именно генератор прямоугольных импульсов.
200 и 500 кГц. пожалуй я бы сказал что даже неплохо, если бы не то, что на одной осциллограмме завалено одно, на другой — другое. Такое впечатление, что изображение зеркальное. В обоих случаях использовался кабель от DS203, подключаясь поочередно на вход одного и другого осциллографа.


И тут я случайно увидел одну интересную особенность, возможно это ошибка в программе, возможно так задумано, но осциллограф позволяет заметно уменьшить время развертки, чем заявленные 1.5мкс на клетку.
Я начал переключать режимы развертки (они идут по кругу) и увеличив время смог растянуть сигнал.
Частотометр конечно начал показывать значение «от балды».


Ладно, уже любопытно, подаем 1 МГц.


Слева 1.5мкс, справа «неправильный» растянутый режим.


Подадим 2 МГц.


Ну все думаю, «Бобик сдох», на экране ерунда, в первом режиме не рассмотреть, во втором почти треугольник.


Но я не сдаюсь и подам 4 МГц. Уже и на экране моего осциллографа нечто слабо напоминающее прямоугольник.


А на экране обозреваемого «зверька вообще мрак, но…
1. Исходный сигнал на самой короткой развертке, частотомер работает нормально, отображает поданные 4 МГц. Но на сигнал без слез не взглянешь.
2. Увеличиваем время развертки, как я делал выше, ну что, треугольник.
3. А давайте изменим входной аттенюатор с 1 В на клетку до 0.5 В. О, уже заметно лучше.
4. Ну а теперь еще растянем развертку. Даже на прямоугольник похоже :)

С другой стороны, выше 4 МГц никто собственно и не обещал.


Следующий эксперимент провел уже в этом режиме, кстати, встроенный частотомер при частоте в 6МГц уже начинает показывать ерунду. Но как оказалось, отображаемая на экране частота все равно кратна реальной частоте входного сигнала.
1. 6 МГц, на экране отображает как 2 кГц, т.е. в 3000 раз меньше.
2. 8 МГц, на экране 2.8 кГц, что также примерно в 3000 раз меньше чем 8 МГц.

Но ведь работает же. У меня создалось впечатление, что каким-то образом выводится не весь реальный сигнал, и сильно разделенный, т.е. из него „вынули“ большую часть и он приобрел вменяемый вид.
К сожалению мне особо нечем тестировать на высоких частотах.


Вообще, справедливости ради, сначала я пробовал проводить тесты с другим генератором сигналов.


И я бы не добавлял их в обзор, если бы не некоторые мелочи, которые я заметил в процессе.
Для начала сигнал 8 МГц в штатном виде и растянутый, как я делал выше.


Но если его растянуть еще больше, то он приобретает такой вид, возможно кому нибудь данная информация даст почву для размышлений.


А вот так выглядит треугольник и пила, поданная с этого генератора на обозреваемый осциллограф и мой основной.
Частота 65кГц.



Раз уж тестирую, то проверю как данный осциллограф работает с более реальными сигналами. Например осциллограмма из одного моего обзора блока питания. правда здесь использовался конденсатор параллельно щупу, как я делал в последних обзорах БП.


Тот же блок питания, примерно та же нагрузка, но с разными параметрами вывода сигнала.
Похоже? На мой взгляд да.


Возможно кому-то осциллограмма, которую я показал выше, покажется не очень наглядной, потому я подобрал один из блоков питания, где пульсации имеют более привычный вид.
Один и тот же блок питания, слева нагрузка 50%, справа 100%. В обоих случаях осциллограммы совпадают, причем на обозреваемом можно еще растянуть картинку в 2 или 4 раза.
Но при этом мой осциллограф работает при минимально возможных 50мВ на клетку, а у обозреваемого можно увеличить чувствительность еще в 5 раз, доведя до 10мВ на клетку. Правда обнаружился и небольшая „особенность“, у одного осциллографа размах пульсации получился больше, чем у другого. Кстати, у обозреваемого значение полного размаха отображается довольно корректно.


Групповое фото, DSO138, обозреваемый и DS203.


В качестве выводов могу сказать, что осциллограф приятно удивил и прежде всего весьма неплохой элементной базой и простотой схемного решения. В плане функционала он конечно проиграет даже DSO138, не говоря о DS203, но вот в плане характеристик он стоит на голову выше чем DSO138 и я бы сказал, что в чем-то он не сильно и хуже моего. Не стоит забывать, что в DS203 применен АЦП с максимальной частотой 40 МГц, а в обозреваемом 60 МГц.
Входной аттенюатор построен без хитрых коммутаторов, только лишь на базе самых простых реле, но данное решение работает.
Из минусов отмечу то, что режим входа только АС, а не AC/DC, как у DSO138 и DS203.
Зато из плюсов простейшее управление, которое к сожалению все равно добавило ложку дегтя в виде некоторых сложностей в работе встроенного триггера, отвечающего за удержание сигнала на экране. Именно про это я писал выше, когда речь шла о кнопке Hold. В некоторых ситуациях осциллограф не может удержать стабильно сигнал на экране и он начинает „дергаться“, при нажатии на кнопку Hold результат получается чаще всего нормальный, просто надо привыкнуть к этому.
Самая большая странность, прямоугольник на частоте 20кГц.

В остальном весьма интересный вариант для самых начинающих радиолюбителей, который прост в управлении и позволяет применить его и на практике, например при работе с блоками питания.
Кроме того, данный осциллограф продается в корпусе (это и преимущество и недостаток одновременно), а также имеет питание 5 Вольт. Я пробовал питать его от повербанка, работает отлично.

Покупал через посредника yoybuy.com, стоимость комплекта около 22 долларов, стоимость доставки зависит от страны, в обзоре указан вес составных частей.

На этом у меня все, как всегда жду вопросов, надеюсь что обзор был полезен.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +31 Добавить в избранное +87 +139
+
avatar
  • kzndenis
  • 02 февраля 2018, 10:44
+9
Как всегда отличнейший подробный обзор, плюс.
+
avatar
  • 2gusia
  • 02 февраля 2018, 10:59
+6
+, даже говорить излишне. Даже подумал — а что это у меня нет махонького осциллографа :)

Вопрос про Тао, 18 и отсутствие упоминания посредника — на Тао стали давать товары на обзор? (Не претендую, просто любопытно)
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 11:51
+6
Меня больше удивило то, что здесь применили нормальный АЦП, а не пытались использовать АЦП микроконтроллера.

на Тао стали давать товары на обзор?
Посредник компенсировал доставку для обзора. Продавец тут никак не влияет, он скорее всего даже не узнает что где-то есть обзор его товара.
+
avatar
  • 2gusia
  • 02 февраля 2018, 12:39
+1
Посредник
то-то я и удивился, что он даже не упомянут, ну да шут с ним.

А не посоветуете осциллограф с подключением к компу, можно даже без собственного экрана? Применение будет чисто любительское-развлекательное, ценник +- до сотни, наверное.
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 14:30
+4
то-то я и удивился, что он даже не упомянут, ну да шут с ним.
Увлекся осциллографом, да и забыл, а как указал, обзор ускакал на премодерацию :)

А не посоветуете осциллограф с подключением к компу, можно даже без собственного экрана? Применение будет чисто любительское-развлекательное, ценник +- до сотни, наверное.
Не, но как я вижу, чаще используют Хантек. Я бы советовал при выборе искать варианты с гальванической развязкой, может выручить в будущем.
+
avatar
+4
Отлично!
В закладки положу, вопрос приобретения осциллографа периодически всплывает, но хочется и хорошо, и не дорого, и чтоб не совсем игрушка в плане полосы.
+
avatar
  • ksiman
  • 02 февраля 2018, 11:44
+3
встроенный частотомер при частоте в 600МГц уже начинает показывать ерунду
Ну ещё-бы :)
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 11:48
+4
Ошибочка вышла, 6 конечно :)
600 это было бы совсем круто :))
+
avatar
  • pet80
  • 02 февраля 2018, 12:12
+3
Все, что можно выжать из осциллографа и его составляющих сделано в обзоре, зачет +++ :).
Главный недостаток осциллографа, имхо, отсутствие открытого входа.
+
avatar
  • maxspb69
  • 02 февраля 2018, 12:40
+4
kirich — это серьезный брэнд!!! :)
Вот сама поделка — ни о чем вообще, но обзор — зачитаешься. Как обычно прочитал от корки до корки. За обзор плюсище! А прибор такого обзора не достоин, на мой скромный взгляд.
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 17:04
+2
Вот сама поделка — ни о чем вообще
Я бы не был так категоричен, в дешевом осциллографе, относительно «взрослый» аттенюатор, ОУ 100 МГц, АЦП 60 МГц, такое редко встретишь.
Вот даже не назову аналогов за цену в два раза больше.
+
avatar
0
Я бы так не радовался ОУ на входе. 100 МГц — это при единичном усилении, а максимальный коэффициент усиления, как я понял из схемы (плохо видно номиналы) там 25, т.е. 28 дБ.

По даташиту такой коэффициент усиления возможен лишь на 2-3 МГц.
+
avatar
  • bunny64
  • 02 февраля 2018, 15:49
0
Штука интересная.
DSO-138 — гуано (имеется).
Кто считает иначе, тот погрешит против истины.
+
avatar
  • FAlVik
  • 02 февраля 2018, 19:31
0
А 068?
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 19:58
+2
068 заметно лучше, как минимум потому, что есть нормальный АЦП.
Но опять же, если сравнивать с обозреваемым, то здесь АЦП 60 МГц, у 068 — 20 МГц.
+
avatar
0
Перепрошить на альтернативу не пробовали? stm32duino.com/viewtopic.php?f=19&t=1847
На счет гуано — не спорю, сам не проверял. Попалась просто ссылка на глаза.
+
avatar
  • bunny64
  • 03 февраля 2018, 06:14
0
На али появится, тогда народ и подключится к доработке этого устройства.
+
avatar
  • slvsakov
  • 02 февраля 2018, 16:09
+1
Вот я все облизываюсь на JINHAN jds2023 aliexpress.com/item/Free-Shipping-Jinhan-JDS2023-Handheld-Digital-Oscilloscope-1-Channels-20MHz-oscilloscope-AC-DC-Input-coupling/32801293167.html

Два канала: аналог и цифра. Аналог 20 МГц. Плюс генератор. Экран 3,2" TFT. $118.
Пытаюсь договорится со своим земноводным.
+
avatar
  • Pleiades
  • 02 февраля 2018, 18:49
+1
В комплекте была инструкция, прочитав которую я понял, что комплект все таки не совсем полный, не хватает специального контакта заземления в виде пружинки
Таким контактом комплектуются щупы выше 100 Мгц. В перечне аксессуаров пункт 6. Но в глаза не бросается. Я однажды тоже расстроился вначале, когда щупы на «сотку» распаковывал.
Обзор, как всегда, шикарный. Спасибо.
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 19:55
+1
Таким контактом комплектуются щупы выше 100 Мгц.
Жаль, полезная штучка :(
+
avatar
  • tklim
  • 02 февраля 2018, 20:02
0
Хорошая только цена, а устройство по факту — игрушка:
— нет открытого входа.
— 20МС/с — откуда, если там АЦП и FIFO тактируются от таймера Меги (это максимум 10МГц, по идее)
— Программный триггер — т.е. смотреть за какими-либо одиночными имульсами не выйдет.
— «8бит» при высоте экрана в ~7,5
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 20:04
0
— 20МС/с — откуда, если там АЦП и FIFO тактируются от таймера Меги (это максимум 10МГц, по идее)
Там по схеме удвоитель CLK виден, если мега может выдать 10 МГц, то как раз будет 20 такт АЦП и буфера.

— нет открытого входа.
Кому как, например я пользовался единицы раз.
+
avatar
  • tklim
  • 03 февраля 2018, 16:36
0
Там по схеме удвоитель CLK виден, если мега может выдать 10 МГц, то как раз будет 20 такт АЦП и буфера.
Верно, не опознал удвоитель сначала, но вот сейчас попробовал в эмуляторе — все же больше 5МГц не вышло. Т.е. получается все равно 10.
Если не сложно, измерьте, сколько там на на самом деле при максимальном разрешении.

Кому как, например я пользовался единицы раз.
Ну, на вскидку, посмотреть шину 1Wire. Также переходные процессы в DC-DC.
+
avatar
  • kirich
  • 03 февраля 2018, 20:12
0
Т.е. получается все равно 10.
Если не сложно, измерьте, сколько там на на самом деле при максимальном разрешении.
Да, надо будет проверить ради интереса, любопытно.

Ну, на вскидку, посмотреть шину 1Wire. Также переходные процессы в DC-DC.
Ну давайте все таки будем воспринимать этот осциллограф как «обучающий», как впрочем и заявлено на странице продавца. Для своей цены у него весьма неплохое «железо».
Что-то наш ОМЛ-2М вспомнил :)
+
avatar
  • MiG
  • 02 февраля 2018, 21:49
0
Цена за осциллограф отличная, уже хочу себе такой. Только можно задать один, возможно глупый вопрос, если максимальный предел 5V на одну клетку, то максимальный, измеряемый предел напряжения вольт 40, не больше? Или я что-то не так понял?
+
avatar
  • ksiman
  • 02 февраля 2018, 22:24
0
если максимальный предел 5V на одну клетку, то максимальный, измеряемый предел напряжения вольт 40, не больше?
Да, размах не больше 40V
Если надо смотреть сетевое напряжение, нужен делитель не менее 1:20
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 22:58
0
Мне вот другое интересно, а что будет если частоту тактирования АЦП не удваивать, как сейчас, а учетверить.
Понятно что пропорционально уползет все остальное, но ведь полоса по входу расшириться должна.
+
avatar
  • ksiman
  • 03 февраля 2018, 09:14
0
Скорее всего улучшений не будет.
+
avatar
  • kirich
  • 02 февраля 2018, 22:40
0
то максимальный, измеряемый предел напряжения вольт 40, не больше? Или я что-то не так понял?
Да, и это есть в характеристиках —
Максимальное входное напряжение: 40Vpp (щуп 1: 1), 400Vpp (щуп 10: 1)
+
avatar
  • sweetest
  • 03 февраля 2018, 01:24
+1
за обзор плюс, понравился, спасибо ;)
+
avatar
  • Serg32
  • 03 февраля 2018, 20:37
+1
АТMega16A-AU это обновленная версия АТMega16 и она выполнена по более продвинутой технологии и там 20МГц не разгон, а норма.
+
avatar
  • kirich
  • 03 февраля 2018, 20:43
+1
Спасибо, буду знать, сам не программист.
Значит я зря ругал китайца :)
+
avatar
  • Serg32
  • 03 февраля 2018, 22:16
0
Сама Атмел некрасиво себя повела: старые микросхемы просто сняла с производства и сказала, что ставьте новые, проблем не будет.
Но проблемы были, вроде там где не по честному рассчитали конденсаторы для резонатора, а на глаз поставили.
Со старой мегой работало, с новой нет. Посчитали по методике, заработало и с новым процессором.