Карманный осциллограф DSO150 — переводим на литий

Приветствую! Добавляю небольшую статью на тему выбора домашнего компактного осциллографа начального уровня для работы и хобби. Почему речь пойдет про карманные и компактные — потому что это самые бюджетные варианты. Настольные осциллографы – это более громоздкие, функциональные устройства, и, как правило, достаточно дорогие модели ($200-400 и дороже) на 4 канала со множеством функций. А вот компактные модели на 1 канал для простых измерений и оценки формы сигнала можно приобрести буквально за $20…$40. Итак, основные технические характеристики карманных осциллографов — это рабочая полоса, которая измеряется в МГц, а также частота дискретизации, которая напрямую влияет на качество измерений. В статье постараюсь описать осциллографы, которые лично были в руках и дать небольшие плюсы и минусы данных моделей. Начальный вариант, через который прошли многие радиолюбители — это осциллограф на базе микроконтроллера ATmega, на Али есть множество вариантов, в том числе для самостоятельной сборки, например, DSO138. Его развитие на базе микроконтроллера STM32 называется DSO150.Осциллограф DSO150 — это неплохой осциллограф для радиолюбителя начального уровня. В комплекте есть щуп Р6020. Сам осциллограф имеет полосу около 200кГц. Построен на базе STM32, АЦП до 1М семплов. Хороший вариант для проверки простых блоков питания (ШИМ) и аудиотрактов. Подойдет для начинающих, например, для исследования звуковых сигналов (настройке усилителя и т.п.). Из минусов отмечу невозможность сохранить картинку осциллограммы, а также небольшую полосу пропускания. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 1 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 200 кГц
• Диапазон чувствительности: 5 – 20 мВ/дел
• Максимальное входное напряжение: 50 В макс. (1х щуп)
• Временной диапазон развёртки: 500с/дел– 10 мкc/дел

При желании можно найти еще дешевле не распаянный вариант. Подойдет для обучения пайки «со смыслом». Но хобби быстро прошло, перешел к серьезным моделям. В начале 2018 года попался один из популярных вариантов осциллографов начального уровня — простой, но неплохой осциллографический пробник — DSO188. Осциллограф DSO188 — простой «показометр» с одним каналом, без памяти, но с цветным дисплеем, аккумулятором 300mAh и очень маленький по размерам. Его плюс именно в компактности и портативности, а полосы частот хватит для большинства приложений (например, настройка звукотехники). При небольшой стоимости ($30) он отображает сигналы с частотой 1МГц (семплирование 5MSA/s). Для работы используются MMCX щупы, но в комплекте есть адаптер MMCX-BNC. Установлен отдельный АЦП на 5MSPS, полоса до 1МГц, корпус сборный из панелей, что очень даже неплохо выглядит. В плюсах отмечу компактные размеры и приличную полосу, по сравнению с DSO150 (1МГц), а также компактные размеры. Очень удобно использовать вместе с обычным тестером. Легко помещается в карман. Из минусов — корпус имеет открытую конструкцию, не защищенную от внешних воздействий (нужно дорабатывать), а также отсутствие возможности перенести на компьютер сохраненные снимки. Наличие коннектора MMCX это удобно, но для полноценной работы потребуется адаптер на BNC или специальные щупы. За свои деньги это очень хороший вариант начального уровня. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 5 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 1 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 100mS/div ~ 2uS/div

Если одного мегагерца мало, можно посмотреть в сторону карманных осциллографов в корпусе с BNC коннектором, например, недорогой карманный осциллограф DSO FNISKI PRO. Это очень хороший вариант за свои деньги. Полоса 5МГц (синус). Есть возможность сохранения графиков во внутреннюю память устройства. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 20 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 5 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 50S/div ~ 250nS/div

Есть вариант DSO FNISKI PRO с BNC-крокодилами.Есть вариант DSO FNISKI PRO с щупом 10х P6010 (с полосой до 10МГц). Я бы взял первый вариант (с крокодилами) и докупил бы щупы отдельно. Ссылка на щупы есть ниже. По результатам использования отмечу удобный корпус, большой дисплей. Тестовый сигнал на 5МГц (синус) показывает без особых проблем, другие периодические и апериодические сигналы нормально показывает до 1 МГц. Если полоса выше 1МГЦ не критична, и не требуется работать с большими напряжениями, то DSO FNIRSI PRO c BNC коннектором — хороший выбор. Он использует стандартные щупы и может применяться как быстрый карманный осциллографический пробник — потыкать и посмотреть, жив ли обмен, микросхема и т.п. А потом топать за большим осциллографом, либо нести пациента на стол и вскрывать. А вот если требуется полоса еще чуть больше — обратите внимание на недорогой осциллографический пробник DSO168 Осциллограф DSO168 имеет необычный дизайн, смахивающий на популярные МР3 плееры. Это одновременно и плюс (металлический стильный корпус), и минус устройства. Не самый удачный выбор разъема — MiniUSB для зарядки аккумулятора. А также отмечу подключение через джек 3.5 мм — самый главный минус данной модели. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 50 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 20 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп)
• Временной диапазон развёртки: 100S/div ~ 100nS/div

DSO168 — интересный прибор за свою стоимость. Гораздо лучше огромного количества подобных DSО138, которые строятся на базе микроконтроллеров со встроенным АЦП (200kHz). В данной модели DSO168 установлен отдельный АЦП AD9283, который обеспечивает уверенный анализ сигналов до 1МГц. До 8 МГц можно использовать данный прибор, но как «отображалку» сигналов, без каких либо серьезных измерений. А вот до 1МГц — без проблем. В комплекте идет стандартный щуп Р6100 BNC, а также адаптер с джека 3.5мм на BNC. Осциллограф DSO168 имеет полосу 20МГЦ (при частоте семплирования 60MSA/s), не самый удачный, но более-менее аккуратный корпус аля iPod, встроенный аккумулятор 800 мАч (может питаться от USB). Сходство с плеером добавляют щупы через джек 3,5 мм (есть адаптер BNC-3.5mm). Памяти для сохранения осциллограмм — нет. Отмечу конструктивный просчет — джек 3,5 мм не предназначен для передачи СВЧ сигналов, присутствуют искажения формы сигнала на частотах более 1МГц. Так что устройство интересное, но я бы выбрал другой вариант. Далее предлагаю посмотреть еще одну недорогую модель осциллографа DSO338 с полосой 30МГц.Карманный осциллограф DSO 338 FNISKI 30MHZ Это карманный аккумуляторный осциллограф на один канал с частотой семплирования аж 200Msps. Характеристики неплохие, многим такой модели хватает за глаза. В наличии один канал, дисплей имеет хорошие углы обзора, время работы до 8 часов с одного заряда непрерывно. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 200 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 30 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 200 V/div
• Максимальное входное напряжение: 40 V (1X щуп), 400 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 100mS/div ~ 125nS/div

Для измерений используется стандартный щуп P6100 BNC. Осциллограф достаточно хорошо себя показывает на частотах более 10-20 МГц. Хороший вариант, но, учитывая его стоимость, можно посмотреть и другие модели. Например, чуть дороже можно приобрести мощный осциллограф FNIRSI-5012H 100МГц Новая модель и один из лучших за свои деньги – одноканальный 100-МГцовый осциллограф с памятью. Частота семплирования достигает 500 Msps. Осциллограф является одним из самых «мощных» и «навороченных» в своем ценовом диапазоне. Имеется 1 канал BNC, но осциллограф может отображать синусоидальный сигнал до 100МГц. Другие периодические и апериодические сигналы нормально смотрятся до 70-80 МГц. В комплекте с осциллографом есть неплохой щуп Р6100 с делителем 10х и полосой до 100МГц, а также кейс для хранения и переноски. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 500 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 100 МГц
• Диапазон чувствительности: 50 mV/div ~ 100 V/div
• Максимальное входное напряжение: 80 V (1X щуп), 800 V (10X щуп). Встроенного аттенюатора сигнала нет.
• Временной диапазон развёртки: 50S/div ~ 6nS/div

Осциллограф справляется с сигналами не хуже, чем старший собрат Rigol. Отмечу отсутствие связи с компьютером (отчасти это не минус, так как нет необходимости осуществлять гальваническую развязку), а также наличие всего одного канала для измерения. DSO Fniski 100MHz — это хороший выбор, особенно если нет подходящего прибора и остро стоит вопрос стоимости. Если есть возможность добавить — лучше добавить и взять что-то на два канала и с возможностью сохранения результатов.Переносной осциллограф 3-в-1 HANTEK 2C42 40МГц Хит 2019 года — портативный осциллограф с частотой 40 МГц (есть модель 2C72 до 70МГЦ) на два канала и с генератором частоты. Встроенный мультиметр. Поставляется с сумкой для переноски. Цена от $99. В комплекте есть все необходимое + кейс для переноски. Частота оцифровки до 250MSa/s — это самый лучший результат для портативных осциллографов. Существуют версии 2С42/2С72 без встроенного генератора, но они не так интересны с точки зрения цены и функционала. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 250 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 40 МГц
• Диапазон чувствительности: 10 mV/div ~ 10 V/div
• Максимальное входное напряжение: 60 V (1X щуп), 600 V (10X щуп).
• Временной диапазон развёртки: 500S/div ~ 5nS/div

Осциллограф чуть дороже предыдущих, но модель 2Dx2 оснащена генератором частоты. На фото ниже показана генерация синусоидального сигнала частотой 1 МГц. В остальном, Hantek не хуже своих старших собратьев. Отмечу наличие встроенного мультиметра, что делает данную модель устройством 3-в-1. Осциллографы, которые у меня есть закончились, но я отмечу еще одну модель, которая имеет право на жизнь. В этом ценовом диапазоне есть удобная и качественная модель портативного осциллографа JDS6031 1CH 30M 200MSPS. Технические характеристики:

• Частота выборки в режиме реального времени: 200 Мвыб/с
• Аналоговая полоса пропускания: 0 — 30 МГц
• Диапазон чувствительности: 10 mV/div ~ 10 V/div
• Максимальное входное напряжение: 60 V (1X щуп), 600 V (10X щуп).
• Временной диапазон развёртки: 500S/div ~ 5nS/div

Рекомендую обратить внимание на полезные аксессуары для осциллографа:Щуп Р6100 100МГц с компенсацией емкости и делителем 10х ($5)Щуп Р2100 100МГц с компенсацией емкости и делителем 10х копия Tectronix ($7)Щуп Р4100 100МГц 2кВ с компенсацией емкости и делителем 100х ($10)Пассивный аттенюатор сигнала Hantek HT201 для осциллографа 20:1 BNC для измерений напряжения до 800Вольт ($4) Подобные портативные девайсы — то, что я часто использую. Очень удобно, особенно при настройке различных приборов, проверке, пуско-наладке. Могу рекомендовать брать вариант DSO150, а еще лучше, похожий DSO138 (200kHz) в варианте DIY для обучения пайки и азам радиоэлектроники. Из функциональных моделей отмечу DSO Fniski 100MHz, как осциллограф с самым лучшим соотношением цена/рабочая полоса, а также Hantek 2D72 как самый функциональный (3-в-1).

4 февраля 2020, 02:23 | Инструменты

Содержание

На китайских площадках можно встретить довольно много разновидностей цифровых осциллографов начального уровня по цене до $50. Можно найти эти же модели и в российских торговых точках; правда, по цене на 50-200% выше. 🙂

Конечно, это не могут быть серьёзные модели для профессионалов; но давайте разберёмся, совсем там всё плохо, или не совсем?!

А в качестве примера рассмотрим популярный карманный осциллограф DSO150. Кстати, он известен также под именами DSO Fnirsi 150, DSO Shell и DSO 150, — это всё синонимы.

Изображение — с официальной страницы продавца (как выяснится позже, это не совсем то же самое, что с сайта производителя). Все картинки в обзоре — кликабельны.

Обзор начнём, как всегда, с технических характеристик.

Технические характеристики одноканального цифрового осциллографа DSO150

Частотный диапазон	0 — 200 кГц
Максимальное входное напряжение	50 В
Входное сопротивление	1 МОм
Вертикальная чувствительность / точность	5 мВ — 20 В на деление / точность 5%
Масштаб по горизонтали	10 мкс — 500 с (!) / деление
Объём буфера	1024 семпла
Разрядность АЦП семплирования	12
Частота семплирования	до 1 МГц (1 Msps)
Диагональ экрана	2.4 дюйма
Разрешение экрана	320 x 240
Питание	9 В / 120 мА (адаптера нет в комплекте)
Габариты / масса	115 x 75 x 22 мм / 100 г

 Осциллограф продаётся на Алиэкпресс в нескольких вариантах.

Один вариант — в полностью собранном и «готовом к употреблению» виде; второй вариант — в виде деталей корпуса, плат и россыпи деталей для пайки; и третий вариант — детали корпуса и платы с напаянными деталями. Я выбрал последний вариант, в котором нужно просто правильно всё собрать воедино без пайки (лень, знаете ли).

Приобрёл я всё это .

Цена такого комплекта на дату обзора с доставкой в Россию — около 1300 российских рублей ($20).

Упаковка, состав комплекта, сборка и внешний вид осциллографа DSO150

 Осциллограф прибыл в пенопластовой коробке, добросовестно обмотанной плёнкой и скотчем. Так она выглядит после освобождения от внешних покровов:

Пенопласт — это хорошая защита от неприятностей в пути; внутри ничего не пострадало.

В самой коробке оказался такой набор деталей для сборки:

Сборка прошла не совсем гладко.

Очень не хотела налезать на свою ось ручка энкодера. Пришлось применить грубую физическую силу (это помогло её одеть, хотя и не совсем до конца; было страшновато что-нибудь сломать).

Возможно, более лучшим вариантом было бы применение паяльного или косметического фена для разогрева оси и ручки (но осторожно, чтобы не подплавить пластиковые детали).

Кроме того, не удалось настолько точно подогнать верхнюю крышку и дно, чтобы между ними совсем не было зазора. Правда, оставшийся зазор в полмиллиметра можно даже назвать декоративным.

Давайте посмотрим на результат сборки.

Вид сверху:

• 
• 
• 

• 
• 
• 

• 
• 

• 
• 

Здесь расположен разъём для подключения источника питания и ползунок включения/выключения осциллографа.

Вид со стороны верхнего торца:

Здесь (на вехнем торце) — ползунок переключения входа (закрытый / открытый / земля), плоский контакт напряжения калибровки 1 кГц, и, собственно, разъём BNC для подачи сигнала.

В целом вид осциллографа получился довольно-таки благопристойным, и особо не напоминает «игрушку» или учебно-тренировочный экземпляр (как его исторический предшественник DSO138 в прозрачном корпусе или вообще в бескорпусном виде).

Также корпус хорошо закрыт от проникновения мелких внешних предметов и загрязнений (в отличие, например, от DSO188).

А вот что не есть хорошо — это необходимость во внешнем питании (встроенного аккумулятора нет). Правда, внутри осциллографа есть ещё свободное место, чтобы там разместить аккумулятор и необходимую «обвязку», но это — не для таких ленивых, как я. Обсуждение способов установки внутреннего питания есть на форуме официального производителя (JYE Tech).

Печатные платы и схема осциллографа DSO150

Вот наконец-то мы подошли и к электронной «начинке» нашего осциллографа.

Эта начинка состоит из двух плат: аналоговой и цифровой.

Аналоговая плата — небольшая. но весьма насыщенная компонентами:

Здесь радует, что маркировка всех элементов оставлена читаемой, и даже продублирована надписями на плате. Бывает, что отдельные особо бессовестные китайские производители — наоборот, тщательно затирают маркировку, чтобы затруднить ремонт изделий. Но здесь — не тот случай, к счастью!

Более того, ещё и принципиальные схемы можно скачать с официальной страницы осциллографа на сайте производителя (внизу страницы, в разделе «Documents»). Это вообще уже можно приравнять к чуду!!!

Основной элемент на плате — счетверённый операционник TL084C со входами на полевых транзисторах. Он отвечает за приём и усиление сигнала.

Обеспечивают переключение масштабов усиления два аналоговых коммутатора: HC4053 и HC4051.

Все перечисленные выше микросхемы требуют двухполярного питания, а запитывается устройство однополярным. Соответственно, создаёт отрицательную полярность для внутреннего питания преобразователь ICL7660, а стабилизируют питание 78L05 (+5 В) и 79L05 (-5 В).

За подстройку входной ёмкости отвечают зелёные триммеры в верхней части платы (необходимо для корректного отображения фронтов сигналов). Инструкция по настройке есть в прилагаемом бумажном документе (настраивать надо, естественно, до установки плат в корпус; или в корпусе, но без заглушки верхнего торца).

 Теперь изучим цифровую плату, сначала — вид со стороны экрана:

 Здесь — ручка энкодера, кнопки и экран. Шлейф экрана под ним припаян прямо к плате. Это затруднит смену экрана, если Вы его «грохнете». Правда, после сборки осциллографа сделать это будет довольно трудно, т.к. экран расположен в углублении. Но аккуратность в обращении не отменяется.

Экран не имеет регулировки яркости, но его яркость настроена на некий средний уровень, достаточный для комфортной работы в типовых условиях применения.

Углы обзора экрана — разные по вертикали и по горизонтали.

По горизонтали угол обзора — не широкий, даже при небольших поворотах вправо-влево экран заметно бледнеет.

При поворотах вверх-вниз, наоборот, изображение остаётся ярким и контрастным даже при больших поворотах.

Вид цифровой платы со стороны элементов значительно интереснее:

Здесь сначала обратим внимание на важный организационный момент: в белой рамке, расположенной в левом нижнем углу, должен быть номер платы, но его там нет!

В соответствии с инструкцией производителя «Как отличить не оригинальный осциллограф от оригинального» (ссылка) делаем вывод, что данный экземпляр — не оригинальный.

Что из этого следует? Следует, что его прошивку вряд ли получится обновить. В лучшем случае, новая прошивка просто не установится (производитель не даст код для её установки), а в худшем осциллограф может «окирпичиться». Можно ли жить с той прошивкой, какая есть — разберёмся.

Вернёмся к плате.

Здесь видим «сердце» осциллографа — аналого-цифровой процессор STM32F103C8T6.

Рядом с ним расположен кварц на 8 МГц; но процессор имеет собственный умножитель частоты и работает на частоте 72 МГц. Это — не много, но зато на низкой частоте и потребление энергии меньше.

Процессор сделан по принципу «всё-в-одном»: ОЗУ и ПЗУ тоже находятся в процессоре. Он же формирует изображение для отправки на дисплей.

Кроме процессора, на плате есть ещё две «микрухи»: флеш-память с последовательным интерфейсом и линейный стабилизатор на 3.3 В, который обеспечивает процессор питанием.

Чтобы окончательно прояснить ситуацию с версией ПО (прошивки), посмотрим на фотку экрана в момент загрузки осциллографа:

Таким образом, осциллограф работает под прошивкой версии 062. Эта версия — не последняя, но довольно отработанная и сильными глюками удивлять не должна.

Тестирование осциллографа DSO150

С механикой и схемой разобрались, переходим к практическому тестированию. Для тестирования использовался генератор FY6800.

Начнём с элементарного и стандартного: синус, 1 кГц, размах 5 В (стандартнее не придумаешь!):

 Обращаем внимание сначала на множество параметров, измеряемых осциллографом в реальном времени, прямо по ходу сигнала.

Кроме результатов измерений, осциллограф показывает собственные режимы работы (сверху над осциллограммой и снизу под ней).

Если данные измерений мешают наблюдать форму осциллограммы, то их можно убрать с экрана.

А теперь — заценим точность измерения.

Размах напряжения (Vpp) осциллограф показал в 5.15 В. Это — хороший результат, поскольку укладывается в заявленную погрешность 5%. Правда, при снижении амплитуды сигнала и точность снижается, но это соответствует теории вопроса.

А теперь посмотрим на частоту. Осциллограф показал 973.303 Гц. Для измерения частоты такая точность просто никуда не годится.

Проверка замера частоты при другом масштабе по времени показала гораздо более приличный результат:

 Здесь осциллограф замерил частоту абсолютно точно: 1 кГц.

Вероятнее всего, расчет частоты аппарат ведёт примитивно, по числу пересечения сигналом уровня триггера за период, равный наполнению буфера. Чем больше периодов влезает в буфер, тем и замер частоты получается точнее.

Идём далее.

Проверка полосы частот по уровню минус 3 дБ показала результат, примерно соответствующий заявленному в параметрах: около 220 кГц.

Теперь подаём прямоугольник 20 кГц и проверяем фронты:

В целом фронты «прямоугольника» можно оценить, как хорошие. Но есть и интересная особенность: отрицательный фронт — более крутой, чем положительный; который имеет довольно плавное «скругление» вверху.

Аналогичные эффекты будут наблюдаться и на других осциллограммах «классического» ряда:

Теперь перейдём от теории к практике и посмотрим пару реальных осциллограмм.

В качестве объекта испытаний был выбран импульсный блок питания, дающий напряжения + 5 и +12 В с током выхода 3 А по выходу +5 В и 2 А по выходу +12 В.

Напряжение снималось с отвода импульсного трансформатора, идущего к выпрямителю напряжения +5 В.

 Вариант 1, блок питания без нагрузки:

Вариант 2, с нагрузкой 1 А по выходу +5 В:

По осциллограммам можно оценить частоту работы преобразователя импульсного блока питания (составила чуть выше 50 кГц) и величину импульсов прямого и обратного хода.

Смотреть частоту сигнала по показаниям измерений самого осциллографа для сигналов такой сложной формы бесполезно — он может показать всё, что угодно (причём вполне законно).

По итогам этой главы надо сказать, что электрические процессы с частотой около 50 кГц — это предел, когда можно реально отследить форму сигнала с помощью этого осциллографа. Для более высоких частот на период сигнала будет приходиться слишком мало отсчетов, чтобы судить о его реальной форме.

Стробоскопический эффект

Пользователи цифровых осциллографов уже, вероятно, знают об этом интересном эффекте. Но тех для любителей и профессионалов, кто пока пользовался только аналоговыми «трубчатыми» осциллографами, это может оказаться новостью. 🙂

Кстати, аналоговые осциллографы — это не анахронизм, они до сих пор с успехом производятся и используются (пример на Алиэкспресс). Но, конечно, отсутствие в них математической обработки, а также большой вес и габариты не способствуют их популярности.

Начну подход к проблеме издалека. В Википедии, в статье «Осциллограф» (ссылка), есть интересный пассаж о недостатках цифровых осциллографов (подчёркнут):

Данная проблема (отображение несуществующих сигналов вместо реальных) возникает из-за стробоскопического эффекта.

Возникают стробоскопические эффекты тогда, когда количество отсчетов сигнала на период становится слишком малым.

Согласно классической для радиотехники теореме Котельникова, любой сигнал может быть абсолютно точно восстановлен, если частота его дискретизации хотя бы в два раза превосходит верхнюю частоту в спектре сигнала.

Но это действительно, условно говоря, для сигналов бесконечной длины и после обработки соответствующими алгоритмами, а не в режиме реального времени.

А в режиме реального времени сигнал «теряет форму» настолько серьёзно, что становится совсем не похож сам на себя.

Так, например, показывает наш осциллограф синусоиду с частотой 246 кГц:

Наблюдатель видит на экране несуществующий амплитудно-модулированный сигнал. На самом же деле на осциллограф подана чистейшей воды синусоида.

Иногда даже опытные обзорщики пишут, что на высокой частоте какой-либо осциллограф показывает сигнал с испорченной формой, скачущей амплитудой и т.п. На самом же деле такое отображение сигнала может быть вполне законным с физической и даже с геометрической точки зрения.

Поскольку при переключении на осциллографе масштаба по оси времени меняется и его частота семплирования, то пользователь может увидеть эти эффекты и на довольно низких частотах.

Например, следующая осциллограмма сделана при частоте прямоугольного сигнала 124 кГц; но из-за того, что частота семплирования при масштабе 0.2 мс/деление снизилась до 50 кГц, сигнал на экране выродился в прямоугольник с частотой 1 кГц:

Наблюдателю будет казаться. что он видит прямоугольный сигнал с частотой 1 кГц; и только неестественно-затянутые для такой частоты фронты будут подсказкой, что «что-то здесь не так».

Существование этого эффекта надо учитывать при работе с цифровыми осциллографами (т.е. правильно подбирать параметры горизонтальной развёртки).

Этот эффект может использоваться и с пользой: существуют специальные стробоскопические осциллографы для исследования периодических процессов на СВЧ, но это уже далеко не «общегражданские» приборы.

 Заключение

Протестированный осциллограф — один из самых дешевых, такие обычно называют «игрушками» или «показометрами».

Тем не менее, он может использоваться и в серьёзных целях, если не ставить для него невыполнимых задач.

Например, для проверки и настройки усилителей класса D он не подойдёт: там частота импульсов ШИМ начинается от 400 кГц.

Зато для работы с «обычными» усилителями (класса A или AB) почти никаких препятствий нет; разве что он может не показать самовозбуждение усилителя, если оно случилось на высокой частоте.

Также можно использовать для работы с импульсными блоками питания с частотой ШИМ до 50 кГц ( а это, правда, не всегда бывает так; иногда даже в типовых контроллерах повербанков частота может быть до 100 кГц).

Одним словом — он подходит для работы с низкочастотными устройствами.

Из обнаруженных проблем прошивки надо отметить некорректную автоматическую установку уровня триггера при длительном удержании кнопки TRIGGER (уровень устанавливается не точно посередине размаха сигнала, а примерно на 10% от величины размаха выше).

Вторая проблема — «перевёрнутая» работа энкодера: происходит увеличение регулируемого параметра при вращении против часовой стрелки и уменьшение — по часовой. Привыкнуть к этому сложно, но можно. 🙂

И ещё надо отметить аппаратную проблему — нестандартное напряжение питания (9 В). У каждого из нас валяется дома гора стандартных адаптеров на 5 В; а на 9 В вряд ли у кого завалялось.

Как быть? Можно купить адаптер на 9 Вольт, можно подключить батарейку или аккумулятор на 9 Вольт («Крона»), можно приобрести DC-DC преобразователь с 5 В до 9 В, можно (кому не лень) встроить аккумулятор внутрь осциллографа (как описывают на форумах). Выход есть!

Описанный в обзоре осциллограф приобретён на Алиэкпресс .

 Спасибо за внимание! 

Доработка хобийного осциллографа dso150. Осцыллограф dso150, по моему мнению, имеет один большой недостаток, касающийся не его функционала. Напряжение питания данного осциллографа 9 вольт. Батарейку на 9 вольт использовать не представляется возможным, так как ее заряда хватит не на долго, а использование блока питания неудобно. Если бы данный осцыллограф питался хотя бы от 5 вольт, было бы уже проще. Я решил доработать dso150, установив в него аккумулятор, повышайку до 9 вольт и зарядку для встроенного аккумулятора. Данная доработка сделает прибор переносным, а встроенная повышайка позволит питать от 5 вольт даже при севшем аккумуляторе.

Для доработки мне понадобилось:

1. Аккумулятор — был взят от старого сотового телефона, аккумулятор сильно деградировал, и телефон жил с ним меньше часа, dso150 живет с ним больше 1,5 часов.
2. Зарядка для аккумулятора, у меня была самодельная, я изготовил несколько таких очень давно, и они лежали без дела. О ней есть запись на сайте: Зарядное устройство с индикацией заряда и разряда.
3. Настраиваемый повышающий модуль

4. Ну и сам виновник рукоблудства осцыллограф dso150 (у меня копия, а значит обновить его можно не до самой последней прошивки, но для моих целей хватает). Обзор оригинального набора для сборки можно посмотреть здесь

Видео по сборке и настройке смотрите на моем канале youtoobe. Если Вам оказалась полезной данная информация, заходите на youtoobe, ставьте лайки и подписывайтесь, любой голос и подписчик важен для развития канала.

Вот список используемых материалов на aliexpress. Для развития канала необходимы средства и время. Время находится по ночам, а вот со средствами труднее, поэтому я даю реферальские ссылки на товары. Переход по реферальской ссылке для вас ничего не стоит, а каналу помогает в развитии. Тем не менее, если вы не желаете помочь развитию проекта, или не приемлете мысль, что на вас зарабатывают, то в конце статьи приведены прямые ссылки на товары. Я не ставлю цель, заработать на ком то, выбор за Вами.

Реферальские ссылки!

Осцыллограф. (не оф. версия, не все прошивки поддерживает зато дешевый)

ссылка 1

ссылка 2

Повышающий модуль

Ссылка 1

Ссылка 2

Ссылка 3

Повышающий модуль с встроенным разьемом (если аккумулятор ставить не требуется)

Ссылка

Зарядные модули

Ссылка 1

Ссылка 2

Ссылка 3

НЕ Реферальские ссылки!

Осцыллограф. (не оф. версия, не все прошивки поддерживает зато дешевый)

ссылка 1

ссылка 2

Повышающий модуль

Ссылка 1

Ссылка 2

Ссылка 3

Повышающий модуль с встроенным разьемом (если аккумулятор ставить не требуется)

Ссылка

Зарядные модули

Ссылка 1

Ссылка 2

Ссылка 3

Если возникнут вопросы пишите в комментарии или в  группе в контакте. https://vk.com/public179183134

Используемые источники:

• https://habr.com/post/456650/
• https://www.ixbt.com/live/instruments/karmannyy-oscillograf-dso150-na-chto-sposobna-igrushka.html
• http://r13-project.ru/2019/02/05/%d0%b4%d0%be%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%82%d0%ba%d0%b0-ds0150/