Как выбрать осциллограф для дома: Как выбрать осциллограф для дома и ремонта электроники – гид от Суперайс

Как выбрать осциллограф для дома и ремонта электроники – гид от Суперайс

---

Какой осциллограф выбрать начинающему диагносту, радиолюбителю, электрику? Какие типы осциллографов бывают? На какие критерии опираться при выборе нового осциллографа? Ответы на эти и другие фундаментальные вопросы – в статье.

Осциллограф – это графический инструмент для наблюдения характера поведения процессов в электронных схемах. Служит для записи и измерений временных параметров и амплитуды электрического сигнала, который подается на вход устройства. Измеряет искажения, появляющиеся при неисправном компоненте схемы, определяет изменения шума и другие параметры. Данные отображаются на экране или в записи. При использовании измерительного преобразователя соответствующего типа можно контролировать любые природные явления.

Осциллографы классифицируются на цифровые и аналоговые, а по способу регистрации на приборы реального и эквивалентного времени.

Цифровой осциллограф или аналоговый, что лучше?

Отличие цифровых от аналоговых устройств предполагает отображение на приборном экране сигнала с различными градациями яркости.

Аналоговые осциллографы выполняют развертку сигнала, работают с изменяющимися физическими величинами, например, напряжением.

Цифровые осциллографы делают выборку характеристик сигналов, работают с дискретными двоичными числами, которые представляют значение напряжения. Концепция системы запуска основана на детектировании событий, происходящих в наблюдаемом процессе.

Аналоговая система запуска работает с помощью усилителей, которые могут служить источниками линейных и нелинейных погрешностей, например, задержка и колебания амплитуды, что проявляется в виде сдвигов положения запуска (джиттера запуска), видимого на экране. Работают с меняющимся в процессе наблюдения напряжением.

Цифровая система запуска

функционирует точно, без искажений, способна разобраться с отчетами АЦП (аналогово-цифровых преобразователей) напрямую. Получаемый сигнал идентичный захваченному и отображенному на экране.

Ознакомьтесь с моделями цифровых осциллографов в соответствующем разделе каталога магазина инструментов.

Для цифровых приборов характерно:

1. Работа в режиме эквивалентного и реального времени с полосой пропускания до 70 ГГц и более.
2. Прямая регистрация оптических сигналов с помощью модулей.
3. Невысокий уровень шума, менее 200 пс.
4. Повторяющийся характер работы, что идеально для наблюдения за характеристиками сигнала.

Информация, выдаваемая цифровым устройством, отображается на экране текстом, что точнее, чем графики на мониторе аналогового осциллографа. Процессы обработки сигнала происходят на основе метода Фурье. Данные записывают в память компьютера и распечатывают. Цифровые устройства бывают запоминающими, люминофорными и стробоскопическими.

А теперь обратимся к каталогу осциллографов, посмотрим какие бывают модели.

Какие бывают цифровые осциллографы

Благодаря точности наблюдений и функциональности цифровые осциллографы более востребованы, чем аналоговые.

В конструкцию входит аналого-цифровой преобразователь. Благодаря АЦП измеряемый сигнал оцифровывается, в памяти устройства сохраняют захваченные выборки, а информация отображается на экране.

Возможности цифрового устройства:

• обработка сигнала, который поступает на входные каналы;
• отображение результатов исследований на экране;
• сохранение в записи процессов для упрощенного масштабирования и растяжки;
• отметка событий, которые происходят во времени;
• расчет средних значений и прочие математические действия. измерение амплитуды, периодов, время нарастания/спада импульса, и др.

Рисунок 1. Осциллограф эконом-класса с верхней полосой пропускания до 100 МГц

Типы осциллографов:

1. Запоминающие обычные цифровые устройства (DSO). Характеризуются обширным временем для хранения данных, расширенными пределами скорости считывания информации. Замедленно воспроизводят события, происходящие в сигнале. Среди моделей запоминающих осциллографов можно видеть и карманные и стационарные устройства.
2. Люминофорные цифровые приборы (DPO) имитируют изменение процессов, показывают подробности изменений модулированных сигналов на экране, как у аналоговых моделей. Сигналы анализируются и запоминаются.
3. Стробоскопические цифровые приборы. Работают на эффекте последовательного стробирования сигнала. Повторение сигнала заставляет выбирать мгновенное значение в новой точке. Приборы характеризуются большой полосой пропускания. Исследуют короткие периодические сигналы.
4. Портативные осциллографы – это модифицированные приборы небольшого размера, веса, незначительным расходом электроэнергии. Применяются для научных исследований в промышленности, для поиска неисправностей автомобилей и оборудования. Магазин «Суперайс» предлагает широкий модельный ряд портативного оборудования.
Рисунок 2. Портативный осциллограф JINHAN JDS2012A со встроенным мультиметром
5. Прибор на базе ПК или виртуальный USB-осциллограф – обладают технологическими преимуществами и легким подключением к компьютеру. К достоинствам устройства относятся:

• сохранение данных на накопитель и работа с ними в текстовом формате;
• высокая скорость переработки информации в электронный текстовый вид;
• удобная эксплуатация из-за небольших габаритов;
• совмещение в одном устройстве нескольких приборов: осциллографа, цифрового анализатора, генератора сигналов и генератора цифровых последовательностей.

Рисунок 3. 8-канальный USB осциллограф Hantek DSO-1008A

Недостаток USB-осциллографа – погрешности и худшие характеристики в отличие от стационарного оборудования. Для большинства осциллографов характерно отсутствие гальванической развязки. Присутствует риск сжечь компьютер при неосторожном обращении с прибором. Ознакомьтесь с моделями USB-осциллографов, представленных в каталоге магазина «Суперайс».

Область применения

Осциллограф считается ключевым прибором, необходимым для ремонта и проектирования электронного оборудования. Используется в следующих областях:

1. Электроника. Изображение на экране показывает работающий элемент, определяет рабочую частоту, грамотность выбора типа деталей, режима работы устройства. Применяется для наладки, разработки и проектирования оборудования.
2. Ремонт бытовой техники. Определение неисправности отдельных электрических элементов схем.
3. Авторемонт. Автомобильная диагностика и обнаружение сбоев в работе электронных компонентов системы зажигания, впрыска топлива, проверка генератора и т. д.

Современный радиорынок предлагает огромный выбор осциллографов.
Среди них не последнее место занимают китайские модели.

Однако, китайцы стремятся создать универсальные приборы. Речь пойдет об осциллографах со встроенным генератором сигналов. При покупке китайского прибора, например можно нарваться на неприятности. Например, часто встречается шумность, особенно 1-го канала. Спектр шумов различается от инфранизких до мегагерц. В цепях питания может отсутствовать развязка. Другой недостаток некачественного прибора – плохая работа генератора, выдающего свалку частот, из которых трудно определить основную частоту. В выходном немодулированном синус-сигнале сам синус модулируется по амплитуде и по фазе, и по нескольким частотам. То есть получается, что немодулируемый сигнал оказывается модулирован более низкими по скважности сигналами, поэтому осциллографу сложно зацепиться за импульс синхронизации, который берется из грязного канала.

Чтобы начинающий радиолюбитель выбрал осциллограф обращаем внимание на то, что достоверность снятой информации влияет на успех поставленной задачи.

При выборе оборудования руководствуются:

• ценой;
• фирмой-производителем;
• функциональностью;
• рабочими характеристиками.

Параметры осциллографа, которые влияют на выбор

Главное условие выбора – рабочие характеристики должны соответствовать потребностям пользователя. Рассмотрим более подробно самые важные характеристики.

Полоса пропускания

Характеристика определяет диапазон видимых на мониторе сигналов, характеризуется скоростью нарастания фронта исследуемого сигнала. Цифровые модели обладают полосой, позволяющей работать с высшими гармониками, частота которых превышает частоту основной гармоники. Достоинство цифрового осциллографа – способность расширить полосу пропускания в соответствии с выполняемой задачей.

Рисунок 4. Тактовая полоса пропускания величиной 100 МГц, захваченная прибором с полосой пропускания с частотой 100 МГц

Рисунок 5. Тактовая полоса пропускания 100 МГц, на экране осциллографа с полосой пропускания частотой 500 МГц

Рекомендация выбора: для определения нужной полосы пропускания применяйте «правило пятикратного превышения» максимального значения полосы наблюдаемого сигнала. Если полосы пропускания будет недостаточно, вы можете не увидеть: составляющее сигнала. Неизбежно искажение амплитуды, а фронт может быть завален. Неправильно подобранная полоса пропускания не дает полную осциллограмму и способствует росту погрешностей.

Например. Для наблюдения высокоскоростных и сложных цифровых сигналов, и для сигналов последовательных шин требуются модели с полосой пропускания частотой выше 500 МГц. Прибор с меньшей полосой пропускания понадобится для начинающих радиолюбителей, которым не нужны навороченные дорогие устройства.

Вывод: благодаря увеличенной полосе пропускания снижается коэффициент погрешности при наблюдении сигнала, фиксируются отдельные происходящие события.

Количество каналов

Входные аналоговые каналы принимают и оцифровывают сигнал. Оборудование прибора встроенным логическим анализатором позволяет исследовать множество коррелированных аналоговых и цифровых каналов с большим числом контрольных точек. Так проще декодировать многоразрядные параллельные шины.

Рисунок 6. Разновидности каналов

Однако многоканальный прибор не всегда отвечает качеству диагностики. Рассмотрим, для каких задач подходит то или иное число каналов:

• Двух или четырех каналов хватает для измерения и сравнения временных характеристик сигналов, поступающих с аналоговых устройств.
• 8 или 16 каналов помогают отладить цифровую систему для параллельного экспорта данных. 
• Дополнительные каналы комбинированных устройств с РЧ входом используются при проведении высокочастотных измерений.
• Изолированные каналы рекомендуются для работы с гальванической развязкой.
• Двадцать каналов синхронизируют регистрацию и просмотр сигналов по времени.

Вывод: каналы любого осциллографа должны иметь удовлетворительный частотный диапазон, линейность, точность усиления, равномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и стойкость от электростатического разряда.

Частота дискретизации

Дискретизация или число выборок по времени определяет рабочую способность прибора фиксировать и отображать мельчайшие детали, которые происходят в изучаемом сигнале.

Рекомендация выбора частоты дискретизации осциллографа. Правило «пятикратного превышения» частоты прибора частотной составляющей сигнала. Величина должна быть не менее чем в 2,5 раза и более чем в 3 раза выше аналоговой полосы. Для устройств начального уровня частота дискретизации – 1 – 2 Гвыб./с. Устройства средней стоимости – 5 – 10 Гвыб./с.

Чем выше частота дискретизации, тем качественнее представляется сигнал, тем больше информации сохраняется.

Вывод: более высокая частота дискретизации увеличивает разрешение, дает возможность видеть происходящие одновременно события, например, непериодические глитчи.

Глубина памяти

Частота дискретизации влияет на объем запоминаемой информации. Расчет глубины памяти выполняется произведением времени, отображаемым на экране, на желаемую дискретизацию. Пример, декодирование сигнала шины USB. Регистрация пакетов происходит за 200 мкс и требует длину записи – 1 млн точек.

Рекомендация выбора: После определения глубины памяти осциллограф проверяется на производительность.

Вывод: оцените скорость реакции прибора с планируемой глубиной памяти.

Скорость обновления осциллограмм

Параметр характеризует быстроту захвата и обновления изображений на дисплее. Чем быстрее обновления, тем более точно происходит захват и регистрация редких событий, например, выбросов. Чем выше скорость обновления, тем быстрее работает прибор и фиксируются события.

Рекомендация выбора: Производители указывают максимальную скорость обновления. Это неверно, чтобы достигнуть максимального параметра могут потребоваться дополнительные режимы захвата, которые ограничивают глубину памяти, частоту дискретизации, качество отображения сигналов.

Вывод: скорость обновления – параметр улучшающий комфорт использования прибора и позволяющий производить точную регистрацию событий.

Триггер

Схема синхронизации, при которой прибор выдает устойчивое изображение. Система может задержать запуск развертки до определенного события. Триггерный запуск синхронизирует захват сигнала и одновременно отображает единичные события. Используется для синхронизации снимков.

Работа с последовательными интерфейсами

В осциллографах, которые имеют дело с цифровыми и смешанными сигналами, используются несколько последовательных интерфейсов I2C, SPI, RS232/UART, CAN, USB. С помощью интерфейсов декодируют протоколы последовательной шины и триггерного запуска. От числа интерфейсов зависит многофункциональность и способность выполнять различные задачи.

Большое количество интерфейсов нужно для экспорта информации в Интернет или в программу просмотра на компьютере. Анализируемые данные, захваченные одним осциллографом, можно передавать другим членам исследовательской группы.

Измерения и анализ сигналов

Наличие прикладных программ, статические и математические функции в составе осциллографа приспособлены для быстрого преобразования Фурье. Используя прикладные программы выявляют нарушения целостности сигнала.

Вывод: Необходимо знать о наличии программного обеспечения. С помощью ПО, вы больше узнаете о возможностях прибора.

Рисунок 7. Приложения, расширяющие возможности устройства

Осциллографические пробники

Важный элемент, необходимый для работы прибора – пассивный пробник или измерительный щуп с делителем.

Согласованность пробника заключается в соответствии полос пропускания и прибора, и самого инструмента для измерения.

Рекомендация выбора: Учитывайте параметры, что предстоит измерять: ток или напряжение, частота, амплитуда, сопротивление. Например, высоковольтные пробники работают с напряжением до 40 кВ. Рекомендуемая входная емкость пробника не более 10 пф. Магазин инструментов предлагает различные пробники, необходимые для выполнения любых задач. Ознакомьтесь с типами пробников и измерительных щупов более подробно в разделе каталога.

Вывод. На выбор пробника влияют тип решаемой задачи и исследуемые сигналы.

Рисунок 8. Специальный пробник для отображения тока, мощности и напряжения

Естественно, покупая осциллограф тратится определенная сумма денег. Однако, смотрите какие выгоды вы получаете. Вы сами следите за рабочими процессорами, сами делаете выводы. Помните, прибор, который вы выбрали, должен соответствовать, выполняемой задаче и характеру работы, а еще:

• точно регистрировать происходящие события;
• экономить ваше время и повышать возможности;
• отвечать заявленным и подтвержденным документами характеристикам.

Покупая дорогое осциллографическое оборудование, будьте уверены в правильности выбора. Описанные выше характеристики помогут вам определить прибор необходимый для выполнения требуемых задач.

Как выбрать осциллограф? | Статьи

Виды осциллографов

Осцилограф – устройство для анализа электрического и радио сигнала. Прибор позволяет мониторить и фиксировать малейшие изменения. Полученная информация выводится в виде графических схем. Для работы самописца используются цифровые или аналоговые технологии.

Аналоговая система появилась раньше, однако была практически полностью вытеснена цифровыми устройствами, которые отличаются большей точностью. Данные вносятся в компьютерную память и распечатываются при необходимости. Цифровые приборы не создают шума во время работы. Они удобнее в использовании, бывают разных размеров: от настольных до карманных.

Классификация осциллографов основывается на разных параметрах, основной из которых – принцип действия.

• DSO (Digital Storage Oscilloscope) – обычные запоминающие устройства, которые надолго сохраняют данные, имеют большую скорость их считывания. Такие модели подходят для однократных и периодических событий. Декодирование происходит в разных формах. Входной сигнал обрабатывается последовательно, не отражается его яркость. К преимуществам можно отнести низкую стоимость.
• DPO – люминофорные приборы, которые обрабатывают входной сигнал параллельно. Это позволяет своевременно распознавать краткосрочные изменения, дает большие возможности для анализа данных. Работа происходит в режиме реального времени, а данные постоянно обновляются. Такие приборы подходят для глубокого анализа, однако имеют сложное устройство, много стоят и не доступны для большинства радиолюбителей.
• Стробоскопические модели ориентированы на периодически повторяющиея сигналы. Используется технология интерполяции запуска. Захватывается и анализируется сразу несколько выборочных сигналов. Они отражаются в увеличенном временном масштабе. Прибор имеет высокую полосу пропускания – 90 ГГц и больше.
• Портативные устройства отличаются небольшими габаритами. Их удобно брать с собой. Они используют минимальное количество электроэнергии. Чаще всего их используют для ремонта автомобиля, выездных операций.
• Виртуальный USB-осциллограф работает на базе компьютера. Он очень удобен в использовании, так как подключается через программку к ПК, на который можно сохранять данные и работать с ними. Информация быстро переводится в текстовый вид. Такие приборы не занимают много времени. Их стоимость меньше. При неумелом использовании мультиметра можно сжечь ПК или получить высокую погрешность.

Существует классификация на любительские микроконтроллеры, полупрофессиональные, профессиональные, на 1 или 4 канала, с разной функциональностью.

Для ремонта электроники

Контрольно-измерительный дальномер позволяет оперативно выявить поломку в электронной и робототехнике. Он обнаружит пропускание сигнала, выявит причину некорректной работы. Наличие такого прибора, наряду с паяльниками и другими инструментами, должно быть в каждой мастерской по ремонту и отладке высокочастотной электроники.

Преимущество такой техники заключается в том, что она отображает форму сигнала, ее пульсацию, изменения. С ее помощью выполняют следующие задачи:

• правильность работы транзистора и других компонентов;
• подбор компонентов при сборке электроники;
• проверка микросхем;
• проверка исправности блока питания;
• диагностика усилителей звука.

Для выполнения всех этих действий лучше подойдет прибор с подробными делителями, емкостными датчиками, дифференциальной шкалой и возможностью сохранения данных.

Для ремонта бытовой техники

Современная бытовая техника отличается мультифункциональностью. Она имеет сложное устройство, в котором большое значение имеет электронная часть. Зачастую ремонт телевизоров, стиральных машин и других приборов невозможен без точной диагностики микросхем и других электронных частей. Для того, чтобы можно было отследить малейшие отклонения в сигналах используются осциллографы для ремонта.

Требования к анализаторам гармоник для работы с бытовой техникой:

• хорошее заземление и гальваническая развязка,
• полоса пропускания от 100 до 300 мГц,
• двухканальный,
• для работы дома лучше подойдет стационарный, а для выездов – карманные.

Перед выбором важно учитывать особенности техники, на которой специализируется мастер. Лучше брать универсальный, ведь приборы становятся сложнее и требуют большего диапазона, количества функций.

Для ремонта автомобиля

Автодиагностика зачастую предусматривает проверку работоспособности двигателя, электронных плат и микросхем. В таких работах не обойтись без специального оксциллографа. Он позволяет обнаруживать и анализировать меняющиеся сигналы тока и радиочастот. Данные выводятся разными способами: распечатываются, заливаются в компьютер, карту памяти.

Зачастую проблему можно решить обычной паяльной лампой, но как обнаружить место поломки? Автосканер не сможет обнаружить эту проблему, которая сразу же становится заметной при подключении оксциллографа. Последний зачастую считается слишком сложным, однако современные модели FNIRSI DSO1C15, Hantek 2D72 и другие отличается простотой устройства. Их легко освоить и практиковать как специалистам, так и автолюбителям.

Качественный оксциллограф для ремонта автомобиля должен:

• иметь достаточно разъемов для подключения датчиков распредвала и других компонентов;
• в комплект должны входить пробники либо их придется докупать отдельно;
• иметь возможность подключения к ПК;
• отличаться компактными размерами;
• быть многофункциональным;
• иметь широкий диапазон.

В комплект к прибору идет инструкция, в которой подробно расписана разблокировка и другие нюансы работы.

Как правильно выбрать осциллограф для вашего следующего проекта

Автор Amanda Wilson

NASHUA, NH – Отличный прибор для тестирования и анализа, осциллограф незаменим во многих отраслях и приложениях, таких как проектирование ВЧ , общее проектирование электронных схем, производство электроники, обслуживание, ремонт и многое другое. Осциллографы обычно используются для:

●       Тестирования, измерения и анализа характеристик устройств преобразования энергии, цепей и гармоник сети.

●        Анализ сигналов цифровых данных в последовательных форматах, таких как USB, SCSI, Ethernet, Serial ATA, Fibre Channel, FireWire, Rapid I/O, InfiniBand, Bluetooth и шина CAN.

●        Характеристика и отладка флуктуаций сигнала и шумов в высоких полосах пропускания.

●         Тестирование устройств хранения данных и выполнение синхронизации часов и анализа потока данных.

●        Обнаружение неисправностей и отклонений, а также устранение неполадок с измерением и анализом таких параметров, как напряжение, импеданс, частота, искажение сигнала, шум, синхронизация и т. д.

Почему так важен правильный выбор осциллографа?

Осциллографы являются одним из наиболее распространенных видов оборудования, используемого для электрических и электронных приложений, вторым после цифровых мультиметров. При правильном выборе осциллограф может стать чрезвычайно надежным инструментом для тестирования и измерений, анализа и устранения неполадок. Доступны различные типы осциллографов, каждый из которых соответствует определенному набору требований, например:

●        Аналоговые осциллографы

●        Digital Oscilloscopes

●        Digital Storage Oscilloscopes

●        Digital Phosphor Oscilloscopes

●        Mixed Domain Oscilloscopes

●        Mixed Signal Oscilloscopes

●        Digital Sampling Oscilloscopes

●        Handheld Oscilloscopes

●        Computer-Based Oscilloscopes

Analog осциллографы имеют лучший динамический диапазон, тогда как цифровые осциллографы имеют лучшие пределы частоты дискретизации и полосу пропускания. Цифровые запоминающие осциллографы могут сохранять переходные данные для последующего анализа. Осциллографы с цифровым люминофором выполняют захват и анализ сигналов за более короткое время с помощью решения АЦП с параллельной обработкой. Осциллографы смешанного домена объединяют в одном устройстве функции цифровых осциллографов, анализаторов спектра ВЧ и логических анализаторов.

Цифровые стробоскопические осциллографы могут захватывать сигналы быстрее, чем другие осциллографы с полосой пропускания более 80 ГГц. Портативные осциллографы отлично подходят для работы в полевых условиях, в то время как компьютерные осциллографы подключаются к компьютеру через USB и предпочтительны для долгосрочных тестов.

В зависимости от вашего приложения вам необходимо выбрать осциллограф с различными параметрами, которые вам подходят: полоса пропускания, возможности хранения, частота дискретизации, переносимость, максимальный объем памяти, скорость обновления формы сигнала, разрешение и т. д. Вам нужен правильный микс, чтобы испытать наилучшую возможную производительность осциллографа.

Важные моменты, которые следует учитывать перед выбором следующего осциллографа

1.       Область применения осциллографа и типы измерений

•         Предназначен ли осциллограф для полевых работ? Должно ли быть легче носить с собой и использовать?
•         Хотели бы вы иметь его в одном месте для тестирования?
•         Вам нужны несколько функций для ваших приложений, таких как осциллограф, анализатор спектра ВЧ и логический анализатор?
•         Предназначен ли осциллограф для тестирования высокой или низкой полосы пропускания?
•         Хотите сохранить данные для дальнейшего использования?

 2.        Ваш бюджет

В зависимости от того, сколько вы хотите потратить на это, и если вам это нужно для долгосрочного или краткосрочного использования, вы можете купить, арендовать или арендовать осциллографы.

  3.       Покупка бывших в употреблении осциллографов

Бывшие в употреблении осциллографы доступны по цене и могут стоить до 90% дешевле по сравнению с новыми. Оборудование, снятое с производства производителями, также можно найти на многих складах тестового оборудования для сдачи в аренду, аренды или продажи.

При покупке бывшего в употреблении оборудования имейте в виду их условия и предполагаемый срок службы, предлагаемые функции и совместимость проприетарного программного обеспечения прибора с вашей текущей операционной системой.

Факторы, которые помогут вам выбрать правильный осциллограф

Чтобы облегчить вам задачу, мы перечислили некоторые факторы, которые следует учитывать перед покупкой осциллографа.

●        Полоса пропускания

Выберите осциллограф с достаточной полосой пропускания для точного захвата самых высоких частот ваших сигналов. Помните о «пятикратном правиле» — выбирайте осциллограф, который вместе с пробником предлагает как минимум в 5 раз большую полосу пропускания сигнала для более качественных измерений с меньшим количеством ошибок.

●        Время нарастания

Время нарастания необходимо для анализа прямоугольных импульсов и волн. Время нарастания осциллографа говорит о точности его измерения. Чем быстрее время нарастания, тем точнее измерения времени. Выберите осциллограф, время нарастания которого < ⅕ раза больше самого быстрого времени нарастания вашего сигнала.

 ●        Пробники

Выберите осциллограф с несколькими специальными пробниками, отвечающими вашим требованиям. Осциллограф может выполнять отличные измерения только в том случае, если пробник подает на него правильные входные сигналы. В стандартную комплектацию нового осциллографа обычно входит набор пассивных пробников с высоким импедансом. Для высокочастотных измерений следует использовать активные пробники. Для осциллографа среднего диапазона выбирайте пробники с емкостной нагрузкой < 10 пФ.

●        Частота дискретизации

Частота дискретизации осциллографа определяет, насколько хорошо могут быть захвачены детали сигнала. Чем выше частота дискретизации, тем лучше разрешение и тем быстрее вы используете свою память. Используйте частоту дискретизации, по крайней мере, в 5 раз превышающую самую высокую частотную составляющую вашей схемы.

●        Запуск

Выберите осциллограф с расширенными возможностями запуска для анализа даже самых сложных сигналов. Улучшенные параметры запуска могут помочь вам обнаружить сложные аномалии.

●        Глубина памяти

Выберите осциллограф с достаточным объемом памяти для сбора данных, чтобы получить лучшее разрешение для сложных сигналов.

●        Количество каналов

Выберите осциллограф с достаточным количеством каналов сбора данных, чтобы можно было легко выполнять важные измерения с временной корреляцией для нескольких сигналов.

●        Простота эксплуатации 

Рекомендуется использовать осциллограф с интуитивно понятным и отзывчивым пользовательским интерфейсом и дисплеем для упрощения работы. Кроме того, выберите осциллограф, который можно легко подключить к другим устройствам для расширенных функций и упрощенного документирования результатов.

Заключение

Прежде чем выбрать осциллограф, вы должны узнать о своих конкретных потребностях в тестировании и измерениях. Выберите осциллограф с более коротким временем нарастания, более высокой скоростью обновления сигналов, большей глубиной памяти для сбора данных, достаточным количеством каналов, несколькими вариантами пробников и подходящей полосой пропускания. Кроме того, обратите внимание на расширенную поддержку приложений для устранения неполадок и соответствия стандартам.

Как выбрать лучший осциллограф

Полоса пропускания осциллографа

Полоса пропускания системы определяет способность осциллографа измерять сигнал. В частности, он определяет максимальную частоту, которую прибор может точно измерить. Полоса пропускания также является ключевым фактором, определяющим цену осциллографа.

Определите, что вам нужно – используйте «пятикратное правило»

Например, осциллограф с частотой 100 МГц обычно гарантированно имеет затухание менее 30% на частоте 100 МГц. Чтобы обеспечить точность амплитуды выше 2%, входные сигналы должны быть ниже 20 МГц. Для цифровых сигналов ключевым моментом является измерение времени нарастания и спада. Полоса пропускания вместе с частотой дискретизации определяет наименьшее время нарастания, которое может измерить осциллограф.

Пробник и осциллограф образуют измерительную систему с общей полосой пропускания. Использование пробника с низкой пропускной способностью снизит общую пропускную способность, поэтому обязательно используйте пробники, соответствующие осциллографу.

Время нарастания осциллографа

Время нарастания описывает полезный частотный диапазон осциллографа, и это критическое измерение в цифровом мире. Время нарастания часто учитывается при измерении цифровых сигналов, таких как импульсы и ступени.

Определите, что вам нужно – используйте «правило пяти раз»

Чтобы точно фиксировать детали быстрых переходов, осциллограф должен иметь достаточное время нарастания. Быстрое время нарастания также необходимо для точных измерений времени. Чтобы рассчитать время нарастания осциллографа, необходимое для вашего типа сигнала, используйте следующее уравнение:

Например, для времени нарастания 4 нс требуется осциллограф с временем нарастания быстрее 800 пс. Примечание. Как и в случае с пропускной способностью, соблюдение этого эмпирического правила не всегда возможно. Многие логические семейства имеют более быстрое время нарастания (скорость фронта), чем предполагает их тактовая частота. Процессор с тактовой частотой 20 МГц вполне может иметь сигналы с временем нарастания, аналогичным таковому у процессора с тактовой частотой 800 МГц. Время нарастания имеет решающее значение для изучения прямоугольных сигналов и импульсов.

Частота дискретизации осциллографа

Частота дискретизации осциллографа аналогична частоте кадров кинокамеры. Он определяет, насколько подробно осциллограмма может захватить осциллограф.

Определите, что вам нужно — используйте «правило пяти раз»

Частота дискретизации (выборок в секунду, S/s) — это частота выборки сигнала осциллографом. Опять же, мы рекомендуем «пятикратное правило». Используйте частоту дискретизации, по крайней мере, в 5 раз превышающую самую высокую частотную составляющую вашей схемы.

Осциллографы поставляются с широким диапазоном частот дискретизации, от 1 до 200 Гвыб/с, для удовлетворения потребностей вашего приложения.

Чем быстрее вы производите выборку, тем меньше информации вы теряете и тем лучше осциллограф будет представлять тестируемый сигнал. Однако быстрая выборка также быстро заполнит вашу память, что ограничивает время, которое вы можете захватить.

Плотность каналов осциллографа

Цифровые осциллографы выполняют выборку аналоговых каналов для их хранения и отображения. В общем, чем больше каналов, тем лучше, хотя добавление каналов увеличивает стоимость осциллографа.

Определите, что вам нужно

Ваше приложение определит, нужно ли вам выбрать осциллограф с двумя, четырьмя, шестью или даже восемью аналоговыми каналами. Например, два канала позволяют сравнить вход компонента с его выходом. Четыре аналоговых канала позволяют сравнивать больше сигналов и обеспечивают большую гибкость для математического комбинирования каналов (например, умножение для получения мощности или вычитание для дифференциальных сигналов). Осциллографы с шестью или восемью каналами позволяют выполнять анализ нескольких шин при одновременном просмотре сигналов типа напряжения или тока в среде, связанной с питанием.

Осциллограф смешанных сигналов добавляет цифровые каналы синхронизации, которые указывают на высокое или низкое состояние и могут отображаться вместе в виде сигнала шины. Что бы вы ни выбрали, все каналы должны иметь хороший диапазон, линейность, точность усиления, равномерность и устойчивость к статическому разряду.

В некоторых приборах система дискретизации используется несколькими каналами для экономии средств. Но будьте осторожны: количество каналов, которые вы включаете, может снизить частоту дискретизации.

Рассмотреть совместимые пробники осциллографа

Хорошие измерения начинаются с наконечника зонда. Осциллограф и пробник работают вместе как единая система, поэтому при выборе осциллографа обязательно учитывайте пробники.

При проведении измерений щупы фактически становятся частью цепи, внося резистивную, емкостную и индуктивную нагрузки, которые изменяют результат измерения. Чтобы свести к минимуму этот эффект, лучше всего использовать датчики, предназначенные для использования с вашим прицелом.

Выберите пассивные датчики с достаточной пропускной способностью. Полоса пропускания пробника должна соответствовать полосе пропускания осциллографа.

Широкий спектр совместимых датчиков позволит вам использовать прицел в большем количестве приложений.

Перед покупкой узнайте, что доступно для прицела.

Используйте правильный пробник для работы

Пассивные пробники: Пробники с 10-кратным затуханием обеспечивают контролируемое сопротивление и емкость цепи и подходят для большинства измерений относительно земли. Они входят в комплект большинства осциллографов — вам понадобится по одному на каждый входной канал.

Высоковольтные дифференциальные пробники: Дифференциальные пробники позволяют осциллографу с привязкой к земле выполнять безопасные и точные измерения плавающих и дифференциальных сигналов. В каждой лаборатории должен быть хотя бы один.

Логические пробники: Логические пробники передают цифровые сигналы на вход осциллографа смешанных сигналов. Они включают в себя «плавающие выводы» с аксессуарами, предназначенными для подключения к небольшим контрольным точкам на печатной плате.

Датчики тока: Добавление датчика тока позволяет прицелу измерять ток, но также позволяет вычислять и отображать мгновенную мощность.

 

Возможности запуска осциллографа

Все осциллографы обеспечивают запуск по фронту, и большинство из них обеспечивают запуск по ширине импульса. Чтобы обнаружить аномалии и наилучшим образом использовать длину записи осциллографа, ищите осциллограф, который предлагает расширенный запуск по более сложным сигналам.

Определите, что вам нужно

 

Чем шире диапазон доступных параметров триггера, тем универсальнее область действия (и тем быстрее вы доберетесь до основной причины проблемы):

• Цифровые/импульсные триггеры: ширина импульса, короткий импульс, время нарастания/спада, установка и удержание
• Логический запуск
• Триггеры последовательных данных: конструкции встроенных систем используют как последовательные (I2C, SPI, CAN/ LIN…), так и параллельные шины.
• Запуск видео

Длина записи осциллографа

Длина записи — это количество точек в полной записи осциллограммы. Осциллограф может хранить только ограниченное количество выборок, поэтому, как правило, чем больше длина записи, тем лучше.

Определите, что вам нужно

Время захвата = длина записи/частота дискретизации. Так, при длине записи 1 млн точек и частоте дискретизации 250 мс/с осциллограф зафиксирует 4 мс. Современные осциллографы позволяют выбирать длину записи для оптимизации уровня детализации, необходимого для вашего приложения.

Хороший базовый осциллограф, например, будет хранить более 2000 точек, что более чем достаточно для стабильного синусоидального сигнала (потребуется, возможно, 500 точек), в то время как более продвинутые высококлассные осциллографы могут хранить до 1G точек, что необходимо для работа с высокоскоростными приложениями последовательного типа данных.

Скорость захвата осциллограммы осциллографом

Скорость захвата осциллограммы, выраженная в количестве осциллограмм в секунду (Wfms/s), показывает, насколько быстро осциллограф захватывает осциллограммы. Скорость захвата сигнала осциллографами сильно различается, поэтому важно найти правильный вариант для вашего приложения.

Определите, что вам нужно

Осциллографы с высокой скоростью захвата формы сигнала обеспечивают значительно лучшее визуальное представление о поведении сигнала и значительно повышают вероятность того, что осциллограф быстро зафиксирует переходные аномалии, такие как джиттер, рант-импульсы, выбросы и ошибки перехода.

Цифровые запоминающие осциллографы (DSO) используют архитектуру последовательной обработки для захвата от 10 до 5000 осц./с. Некоторые DSO предоставляют специальный режим, в котором несколько захватов помещаются в длинную память, временно обеспечивая более высокую скорость захвата формы волны, за которой следует длительное время простоя обработки, что снижает вероятность захвата редких, прерывистых событий.

Большинство осциллографов с цифровым люминофором (DPO) используют архитектуру параллельной обработки для обеспечения значительно более высокой скорости захвата сигналов. Некоторые DPO могут регистрировать миллионы сигналов за считанные секунды, что значительно увеличивает вероятность захвата прерывистых и неуловимых событий и позволяет вам быстрее увидеть проблемы в вашем сигнале.

Расширяемость осциллографа

По мере того, как ваши потребности меняются, вам нужен осциллограф, который может удовлетворить ваши потребности с помощью прикладных модулей и обновлений программного обеспечения.

Определите, что вам нужно

Если вы хотите со временем расширить возможности своего осциллографа, убедитесь, что в вашем приборе есть все необходимое. Например, некоторые осциллографы позволяют:

• Добавлять память в каналы для анализа более длинных записей
• Добавление возможностей измерения для конкретных приложений
• Дополните возможности осциллографа полным набором пробников и модулей
• Работа с популярными сторонними средствами анализа и повышения производительности
• Программное обеспечение, совместимое с Windows
• Добавьте аксессуары, такие как аккумуляторы и стойки

 

Подключение осциллографа

После того, как вы проанализируете результаты измерений с помощью осциллографа, вам необходимо задокументировать полученные результаты и поделиться ими.