Как выбрать осциллограф — критерии выбора, характеристики, типовые области применения и популярные модели

Краткое вступление

Рынок цифровых осциллографов предлагает множество серий от разных производителей, поэтому выбор такого знакомого любому инженеру прибора становится непростой задачей. В то же время внимательное сравнение возможностей и характеристик моделей разных производителей не может дать ответа на вопрос: какой осциллограф лучше всего подходит для моих задач?

В этой статье, исходя из нашего опыта, мы расскажем о простых критериях выбора оптимального осциллографа, рассмотрим типовые области применения и предложим модели осциллографов для каждой типовой задачи, выбрав, с которыми вы сможете работать эффективно и сэкономить деньги, время и нервы.

Критерии выбора осциллографа

Для начала желательно определиться с основными вопросами:
— в каком ценовом диапазоне будем выбирать: до 1000$, 1000$ — 4000$, свыше 4000?
— какая максимальная частота измеряемых сигналов: до 100 МГц, 100 — 500 МГц, 1 ГГц и более?
— сколько необходимо основных аналоговых каналов: 2, 4, 6 или 8?

— Нужно ли обнаруживать импульсные сигналы и редко возникающие события: ошибки, помехи?
— Вы работаете с последовательными цифровыми интерфейсами (USB, I2C, SPI, UART, CAN, LIN и т.д.)?
— Вы работаете с параллельными цифровыми шинами (8, 16, 32 или 64 сигнала)?
— Нужно ли измерять частотные составляющие сигналов (гармоники и т.п.)?

Рассмотрим каждый из них подробнее, так как он важен для правильного и осознанного выбора.

Цена вопроса

При выборе осциллографа первый вопрос, который может вас заинтересовать, это цена прибора. Стоимость цифровых осциллографов зависит от многих параметров, например: полосы пропускания, частоты дискретизации, количества каналов, объема памяти, встроенного анализа протоколов и так далее

Если при выборе осциллографа вы ориентируетесь только на цену, остальные параметры могут вас не устроить. Наоборот, подумайте о стоимости устройства, исходя из его особенностей и возможностей. Хороший аппарат позволяет быстро и качественно выполнять работу, а это экономит время, нервы и деньги.

В диапазоне до $1000 предлагаются в основном модели эконом-класса с полосой пропускания 25 – 70 МГц, а также различные USB-осциллографы и Bluetooth-приставки, использующие для отображения сигнала экран компьютера, планшета или смартфона. Но есть и полноценные «классические» устройства. Если вы хотите купить лучший осциллограф стоимостью менее 1000 долларов, обязательно ознакомьтесь с экономичной серией Tektronix TBS1000B.

В диапазоне от $1000 до $4000 наиболее интересны модели с полосой пропускания 100-200 МГц и расширенным анализом аналоговых и цифровых сигналов. Типичными представителями этого ценового диапазона являются стационарные осциллографы смешанных сигналов MSO2000 и DPO2000, а также аналоговые осциллографы TBS2000B. А самая дешевая серия в этом ценовом диапазоне — USB-осциллографы PicoScope 3000D.

В диапазоне от 4000 долларов доступны осциллографы для серьезной разработки и сложного ремонта. Эти осциллографы обычно имеют полосу пропускания 300 МГц или более, возможность цифрового анализа сигналов (обычно 16 каналов), отдельный вход анализатора спектра для комплексного анализа в частотной области и множество дополнительных опций, облегчающих вашу работу. Типичными представителями этой серии являются классическая серия MDO3 и серия USB PicoScope 6000E.

Серия осциллографов, относящаяся к дорогим, профессиональным решениям, начинается с линейки MDO4000C ценой 8000 долларов, включает три новые серии (MSO4, MSO5, MSO6) и заканчивается топовой серией DPO/MSO70000 с максимальной производительностью (полоса пропускания вверх) до 33 ГГц) и цене от $40 000. Благодаря своим уникальным характеристикам эти осциллографы прекрасно впишутся в измерительную лабораторию, работающую над крупными проектами.

Полоса пропускания осциллографа

Полоса пропускания осциллографа должна быть немного выше, чем максимальная частота измеряемых аналоговых сигналов. Например, если максимальная частота аналоговых сигналов составляет 70 МГц, лучше выбрать модель осциллографа с полосой пропускания 100 МГц. Для корректной работы с цифровыми (прямоугольными) сигналами необходимо, чтобы запас полосы пропускания был значительно выше. Если вы хотите увидеть тактовый (прямоугольный) сигнал с частотой 70 МГц, осциллографа с частотой 100 МГц будет недостаточно. Для комфортной работы с цифровыми сигналами лучше выбрать осциллограф с опцией логического анализатора. Вот пример такого варианта: 16-канальный логический анализатор

Конечно, всегда хочется, чтобы осциллограф имел максимально возможную полосу пропускания, но по мере увеличения полосы пропускания сразу значительно возрастает цена прибора. Хороший осциллограф с полосой пропускания 200 МГц стоит около 2000 долл., а хороший осциллограф с полосой пропускания 1 ГГц — около 10 000 долл. Так что в этом вопросе важен разумный компромисс.

Что такое полоса пропускания осциллографа.

По полосе пропускания цифровые осциллографы можно условно разделить на три категории: начальный уровень (100 МГц и ниже), средний уровень (200 МГц и 350 МГц) и профессиональный уровень (500 МГц и выше). В связи с постоянным развитием технологий граница между этими уровнями постепенно смещается. Совсем скоро модели с полосой пропускания 200 МГц перейдут в категорию начального уровня.

Нужно понимать, что при одной и той же ленте модели разных серий могут сильно различаться по емкости и цене. Это хорошо видно в новом обзоре осциллографов на 18 500 МГц, в котором сравниваются ключевые характеристики каждой серии и цены всех моделей.

Количество основных каналов

Современные осциллографы бывают с 2 или 4 основными каналами. Эконом модели содержат 2 канала, хорошие серии 2 или 4 канала, а дорогие профессиональные осциллографы всегда содержат 4 канала и более. В среднем цена 4-канальной модели в 1,5 раза выше аналогичной 2-канальной модели, а цена 6-канальной модели (например, MSO46) на 20% выше аналогичной 4-канальной модели (например, MSO44).)). Так что в этом вопросе выбор зависит от планируемого количества и области применения осциллографа. Есть задачи, где 2-канальная модель не подойдет, например работа с трехфазной сетью или многоканальными звуковыми системами.

Обратите внимание, что некоторые серии осциллографов позволяют впоследствии обновить (увеличить) полосу пропускания, купив цифровой ключ. При этом само устройство никуда отправлять не нужно: код разблокировки вводится в меню осциллографа. Но добавить два дополнительных канала к 2-канальному осциллографу не так-то просто. То есть, если вы планируете в будущем апгрейдить свой осциллограф, то лучше купить 4-х канальную модель, а позже расширить полосу пропускания с помощью кода активации.

Также стоит отдельно упомянуть новую серию многоканальных осциллографов Tektronix MSO5. В эту линейку входят модели с четырьмя, шестью и восемью каналами, каждый из которых может функционировать как один аналоговый канал или как 8 цифровых каналов. Переход с аналоговых каналов на цифровые осуществляется простой заменой щупа, непосредственно во время работы.

Некоторые модели осциллографов содержат до 8 каналов.

Из восьмиканальных моделей, появившихся в 2020 году, очень интересна и перспективна серия PicoScope 6000E от Pico Technology. В эту серию входят осциллографы с полосой пропускания 500 МГц и частотой дискретизации до 5 Гвыб/с. Разрядность встроенных АЦП варьируется от 8 до 12 бит.

Обнаружение редких событий

Типичный недорогой осциллограф хорошо справляется с периодическими сигналами (которые всегда присутствуют), но при разработке или ремонте электронной аппаратуры очень часто можно обнаружить редкое событие: ошибку тактового сигнала, неисправность или случайное отключение питания всплеск. А это непростая задача для осциллографа.

В описаниях осциллографов, которые хорошо работают с редкими и короткими событиями (менее 1 мс), должна быть одна характеристика: скорость непрерывного сбора сигналов. Желательно, чтобы это значение было не менее 5000 сигналов в секунду. Это означает, что осциллограф фактически измеряет и анализирует сигнал 5000 раз в секунду, и если ненормальное событие произойдет хотя бы один раз, оно будет обнаружено и отображено.

Функция цифрового люминофора (свечения) также очень полезна для обнаружения коротких аномалий. Эта функция отображает редкие события другим цветом и хорошо заметна на осциллограмме. Подробнее читайте в отдельной статье: описание технологии DPO.

Находите и выделяйте редкие события.

Декодирование и анализ последовательных протоколов

Многие электронные устройства содержат одну или несколько последовательных шин данных (Serial Buses). Такая последовательная шина представляет собой интерфейс для обмена данными по определенному протоколу. Отличительной особенностью последовательных шин является небольшое количество необходимых для работы проводников (обычно 2, 3 или 4, иногда больше).

Например, с помощью последовательных интерфейсов I2C и SPI к микроконтроллерам подключаются всевозможные периферийные микросхемы: датчики, АЦП, ЦАП, интерфейсные модули и т д. Для передачи звука в цифровом виде используются шины I2S, LJ, RJ или TDM. В автомобиле все устройства взаимодействуют с помощью одной последовательной шины, такой как CAN или LIN. Интерфейс последовательной связи MIL-STD-1553 широко используется в аэрокосмической промышленности.

Большинство современных осциллографов (с соответствующими опциями) позволяют декодировать сигналы последовательной шины на лету, автоматически отыскивая необходимые данные или определенные условия. При обнаружении определенного события такой осциллограф может записывать и сохранять в памяти все осциллограммы для детального анализа. Это очень мощная и полезная функция.

Обратите внимание, что параметры декодирования последовательного протокола могут быть стандартными (как для осциллографов Pico Technology) или дополнительными (как для осциллографов Tektronix).

В качестве примера на этом снимке экрана осциллографа серии MDO3000 показан результат запуска записи определенного пакета данных, отправленного по последовательной шине I2C. Желтый сигнал — это тактовый сигнал (CLK) шины I2C, а синий — ее данные (DATA). Осциллограф расшифровал содержимое пакета, включая Start, Address, Read/Write, Data и Stop.

Автоматическое декодирование пакета данных, отправленного по последовательной шине I2C.

Логический анализатор для параллельных цифровых шин

Параллельные цифровые шины (Parallel Digital Buses) широко используются для высокоскоростного обмена данными между микропроцессорами, памятью, программируемыми логическими массивами (FPGA, FPGA) и быстрыми АЦП/ЦАП. В зависимости от типа параллельные шины могут содержать 8, 16, 32 или 64 цифровых сигнала. Чаще всего во встраиваемых системах (Embedded Systems) используются 8-канальные и 16-канальные шины, но также доступны 32- и 64-канальные шины, а в некоторых разработках количество цифровых каналов может значительно превышать 64.

Поскольку параллельные цифровые шины очень распространены, хорошие модели осциллографов могут быть оснащены опцией логического анализатора с возможностью декодирования и анализа цифровой информации. Как правило, этот логический анализатор поддерживает 16 цифровых сигналов и физически реализован в виде специального цифрового пробника, который подключается к отдельному разъему на передней панели осциллографа. Так эта функция реализована в осциллографах серий MDO3, MDO3000 и MDO4000C, где добавлен 16-канальный логический анализатор с помощью цифрового пробника P6316 или P6616, и в серии PicoScope 6000E, где добавлен 8-канальный или 16-канальный анализатор добавлен логический анализатор с использованием цифровых пробников TA369.

Читайте также: Как пользоваться осциллографом, принцип работы, единицы измерения и типы

Осциллограф Tektronix MDO34 с 16-канальным пробником логического анализатора P6316.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение.

Совершенно другой подход к реализации встроенного логического анализатора реализован в новых сериях осциллографов MSO4, MSO5 и MSO6. Каждый канал этих осциллографов может функционировать как один аналоговый канал или как восемь цифровых каналов. При подключении стандартного пробника (пассивного, активного, токового и т.п.) канал работает как аналоговый, а при подключении специального цифрового пробника TLP058 канал начинает работать как восьмицифровой.

Благодаря этой инновационной технологии FlexChannel вы можете прямо в процессе добавить необходимое количество цифровых каналов: до 32 для 4-канальных моделей осциллографов, до 48 для 6-канальных и до 64 для 8-канальных осциллографов. Эта функция очень полезна при разработке и отладке сложных многоканальных цифро-аналоговых систем. Узнайте больше о технологии FlexChannel здесь. Как это все работает, смотрите в этом видео на примере восьмиканального осциллографа Tektronix серии MSO5.

Логический анализатор от 8 до 64 цифровых каналов на базе технологии FlexChannel.

Измерение частотных составляющих сигнала

Почти все современные осциллографы имеют функцию FFT (Fast Fourier Transform), позволяющую отображать входной сигнал в частотной области. Функция БПФ подходит только для поверхностного анализа сигнала, так как имеет 3 существенных недостатка: очень низкая чувствительность (работает с сигналами большой амплитуды и не подходит для большинства ВЧ-сигналов), как правило, при БПФ нельзя увидеть сам сигнал включен, экран медленно обновляется.

Поэтому для полного анализа электронных схем и оборудования в частотной области используются отдельные анализаторы спектра. Некоторые серии осциллографов содержат полноценный встроенный анализатор спектра, при этом сигнал для анализа подается на отдельный вход прибора. Примерами таких осциллографов со встроенным анализатором спектра являются MDO3000, MDO4000C и новая серия MDO3.

4 основных канала для осциллографа MDO3000 плюс пятый ВЧ-канал для анализа спектра

Зонды и аксессуары

Даже самые совершенные приборы не могут дать точный результат, если полученные ими данные имеют большую погрешность. Пробники в сочетании с осциллографом образуют простую измерительную систему. Ошибка измерения начинает накапливаться с наконечника зонда. Поэтому важно выбрать правильные пробники, соответствующие осциллографу и тестируемому устройству. Качественные и правильно подобранные преобразователи минимально искажают исследуемый сигнал и способствуют высокой точности измерений.

Существует несколько основных типов зондов. Каждый тип хорошо подходит для своего типа измерения:
— пассивные датчики
— активные датчики
— дифференциальные датчики
— датчики высокого напряжения
— токовые датчики
— гальванически развязанные зонды

На этом изображении показаны типичные представители каждой из шести категорий зондов. В дополнение к этим основным категориям существуют пробники для специальных применений, таких как измерение шума и пульсаций на шинах питания электронных устройств. Подробное руководство по выбору датчиков (всего около 100 моделей всех типов) находится ниже этой страницы в разделе «Дополнительная информация.

Примерами основных типов датчиков являются пассивные (TPP1000), активные (P7240), дифференциальные (P5200A), высоковольтные (P5100A), токовые (TCP0300A) и гальванически изолированные (IsoVu).

Осциллографы торговой марки «Ригол»

Осциллографы этой компании отличаются высокой производительностью. В этом случае чувствительность можно настроить очень точно. Кроме того, следует отметить, что ложные срабатывания прибора практически исключены. Во многом это связано с качеством фильтра. Дисплей осциллографа имеет двойную временную развертку. Вы можете использовать запуск для просмотра форм. Осциллографы очень просты в использовании. Для этого производители оснастили устройство регулировкой интенсивности сигнала. Каналов, как правило, 2. Среднее время нарастания 4 нс. Вертикальное разрешение составляет 8 бит. Установлены входные соединения постоянного и переменного тока.

Осциллограф (цифровой) Rigol DS1102C самый распространенный. Вы можете запустить это устройство в режиме лица или наклона. Интерфейс вполне понятен. Всего поставляется 2 канала и внешний триггер. Среднее время нарастания составляет 5 нс. Параметр разрешения по вертикали находится в диапазоне 8 бит. Частотомер настроен достаточно точно, а погрешность достигает максимума 0,001%. Предусмотрен ручной режим фиксации маркеров. Также следует отметить функцию слежения за сигналом. Всего существует 2 метода формирования (векторный и точечный). Общий объем памяти составляет 32 тысячи точек. Цена на эту модель колеблется в районе 20 тысяч рублей.

Как выбрать качественный осциллограф?

Решая, какой цифровой осциллограф выбрать, помните, что вне зависимости от модели прибор должен точно фиксировать сигналы, иметь паспорт с подробным описанием всех характеристик и функций, экономящих время оператора на измерение и диагностику электрического сигнала. Критерии выбора оборудования:

1. Пропускная способность. Здесь применяется правило пятикратной максимальной ширины полосы сигнала. Это необходимо для точных измерений амплитуды и захвата всех гармоник. Если ширина полосы равна характеристике сигнала, прибор не улавливает третью и пятую гармоники, т е окончательная форма волны будет неполной, а погрешность измерения возрастет.
2. Время нарастания. Чем меньше этот параметр, тем точнее прибор будет отображать быстрые изменения значений сигнала. Здесь действует правило пятерки минимальной продолжительности фронта изучаемого явления. Например, для измерения переднего фронта длительностью 6 нс время нарастания прибора должно быть менее 1,2 нс.
3. 
   Наличие официальных зондов, согласованных с подразделением. Решая, какой осциллограф выбрать, многие ориентируются на технические характеристики устройства, забывая о комплектующих. Полоса пропускания пробника всегда должна совпадать с полосой пропускания прибора. Он не должен создавать лишней нагрузки на цепи тестируемого оборудования. Пробники лучше всего выбирать с емкостной нагрузкой до 10 пФ. Для повышения точности измерений лучше использовать несколько щупов.
4. Количество каналов. Считается, что чем больше каналов, тем лучше, но такой подход не всегда правильный. Количество каналов следует выбирать исходя из используемого приложения и типа работы. Хороший осциллограф имеет все каналы устойчивые к статическому электричеству, имеет хороший частотный диапазон, ровную АЧХ.
5. Частота дискретизации. Снова вступает в силу правило 5X. С помощью высокой частоты дискретизации вы можете видеть, как события наползают друг на друга.
6. Длина записи. Чем больше этот параметр, тем лучше для пользователя. Длина записи особенно важна при захвате сигнала в деталях.
7. Курок. Лучше выбирать модели с различными типами запуска, необходимыми для выделения и захвата отдельных явлений в сложных сигналах. Если триггер вообще не связан с исследуемым объектом, изображение на экране будет нечетким. Триггер необходим для стабильной формы сигнала. Благодаря этому элементу можно отсрочить запуск оборудования до наступления заданного события. При срабатывании оператор сможет наблюдать за отдельными частями исследуемого сигнала.
8. Система анализа и навигации. Маркеры, функции поиска, воспроизведения, паузы, масштабирования необходимы для комфортной работы с электроникой. Они помогут вам быстрее найти аномалии формы сигнала.
9. Автоматические измерения сигналов. Ручные расчеты часто содержат много ошибок. Автоматические измерения параметров сигнала помогут избежать подобных ситуаций.
10. Простое управление. Замысловатое переключение функций и настройка устройств сильно усложнят вам работу. В идеале интерфейс осциллографа должен быть понятен даже новичку. Современные модели измерительной техники оснащены сенсорными экранами.

Обзор на Rohde Schwarz RTH1002

Осциллографы Rohde Schwarz RTH1002 — это портативные измерительные устройства. Их часто используют при отключении электронных устройств на промышленном производстве, в лабораториях или на телевизионных станциях. Осциллограф RTH1002 питается от батареи. Гарантированное производителем время автономной работы составляет 4 часа.

Технические характеристики RTH1002

• Полоса пропускания — 60 МГц.
• Количество аналоговых каналов – 2.
• Память — 500 000 точек.
• Частота дискретизации — 1,25 — 5 Гвыб/с.

Преимущества

Если вы еще не знаете, какой цифровой осциллограф выбрать, стоит обратить внимание на приборы серии Rohde Schwarz RTH1002. Их преимущества:

• Прибор поддерживает функции мультиметра, анализатора протоколов, логического анализатора, анализатора гармоник и спектра, регистратора данных, частотомера.
• Система сбора информации поддерживает архивирование данных.
• Крышка устройства прорезинена, защищена от влаги, пыли. Вы сможете произвести все необходимые замеры, не опасаясь повредить устройство.
• Сложная навигационная система. Крупные кнопки расположены на корпусе устройства. Это облегчает работу в перчатках и при низких температурах, когда взаимодействие с сенсорным экраном нецелесообразно.
• Поддержка удаленного управления. При необходимости вы можете проводить измерения, находясь в офисе или на расстоянии от прибора. Осциллограф работает с проводными и беспроводными технологиями.
• Поддержка 14 типов триггеров. Вы сможете настроить RTH1002 для точного обнаружения необходимого сигнала.
• Автоматическое измерение 33 параметров.
• цветной сенсорный экран с диагональю 17,78 см.
• Поддержка стандартных флешек и карт microSD до 32 ГБ.

Обзор на FLUKE-125B

Fluke 125B — это портативный осциллограф, предназначенный для поиска и устранения неисправностей промышленного электрооборудования. Компактный прибор сочетает в себе функции мультиметра, быстродействующего регистратора данных. Оборудование этой серии интегрировано с мобильными приложениями производителя, что значительно расширяет возможности анализа и архивирования данных. Fluke 125B способен определять формы сигналов напряжения, мощности, тока, измерять сопротивление, емкость, гармоники, выполнять тест цепи.

Характеристики 125Б

• Полоса пропускания — 40 МГц.
• Количество каналов — 4.
• Чувствительность — от 5 мВ до 200В.
• Точность ±0,5%.
• Память — 400 000 точек.

Преимущества

• Автоматический анализ сложных сигналов. Fluke 125B способен анализировать сигнал и отображать важные данные на экране без регулировки амплитуды, указания времени развертки и запуска. Эта функция ускоряет процесс устранения неполадок.
• Функция поиска малозаметных периодических событий. После активации устройство будет их записывать самостоятельно, сохраняя данные для дальнейшего анализа. Частота событий не должна превышать 4 кГц.
• Внешний USB-интерфейс. К нему можно подключить флешку для сохранения полученной информации или подключить другой измерительный прибор для анализа данных.
• Усиленный корпус. Fluke 125B способен выдерживать сильные вибрации, удары. Корпус устройства полностью защищен от пыли и влаги.
• Длительное время автономной работы. Полностью заряженный Fluke 125B способен работать в течение 7 часов. Время полной зарядки составляет 4 часа.
• Отличный набор софта. Производители серии Fluke 125B позаботились о программном обеспечении для Windows и мобильных устройств. С помощью Fluke Connect инженеры могут обмениваться показаниями осциллографа в режиме реального времени во время работы. Каждому пользователю предоставляется 5 ГБ бесплатного пространства для хранения, зарезервированного в Fluke Cloud.
• 2 мультиметра на 5000 показаний. Они помогут определить истинные значения СКО для исследуемого явления.

Обзор на Tektronix TDS2012C

Цифровой осциллограф TDS2012C — отличная модель для электротехнических лабораторий. Компактный прибор предлагает расширенные возможности сбора данных и хорошую производительность. Устройство поддерживает прикладные модули, т.е при необходимости можно быстро сменить устройство. Устройство может быть синхронизировано в автоматическом, обычном, разовом режимах. Меню Autoset поможет вам быстро настроить оборудование для работы с различными типами сигналов.

Характеристики tds2012c

• Полоса пропускания — 100 МГц.
• Количество каналов 2 или 4.
• Разрешение по вертикали — 8 бит.
• Частота дискретизации составляет 2 Гвыб/с.
• Длина записи составляет 2,5 тысячи точек по всем каналам.

Преимущества

Высокая точность измерений является одной из основных особенностей этой технологической модели. Tektronix TDS2012C выполняет 10-кратную передискретизацию в реальном времени на всех каналах. Это повышает точность регистрации искомых явлений. При использовании нескольких каналов для анализа параметры выборки не ухудшаются. Другие преимущества модели:

• Большой набор инструментов отладки. Оператор может запускать Tektronix TDS2012C по ширине импульса, по спаду или нарастанию фронта, по ширине импульса, по видеосигналу. После фиксации желаемого явления анализ можно ускорить с помощью большого набора математических функций.
• Расширенный функционал. Осциллограф TDS2012C способен складывать, вычитать, умножать, применять к сигналам быстрое преобразование Фурье. Все 16 измерений выполняются автоматически, после чего полученные характеристики выводятся на экран прибора. Функция «мониторинг границ» позволяет быстро выявлять отклонения от нормы.
• Цветной ЖК-экран, который может отображать векторы, точки и т д
• Удобный интерфейс, аналогичный панели управления аналоговых счетчиков.
• 2 способа передачи данных. Корпус осциллографа TDS2012C имеет один хост-порт USB 2.0 и один порт USB. Вы можете использовать съемное запоминающее устройство для сохранения данных или подключить прибор к компьютеру, а затем начать печать. Осциллограммы могут быть распечатаны непосредственно с аппарата. Для этого требуется принтер, поддерживающий PictBridge.
• Практичное программное обеспечение для анализа и документирования полученной информации. OpenChoice записывает все сигналы, сохраняет и анализирует их. Все сигналы сохраняются в приложении. При необходимости вы можете установить National Instruments SignalExpress для удаленного управления осциллографом TDS2012C.

② Комплект портативного цифрового осциллографа DSO150

Рейтинг: 4,9
Цена: от 1 777,34 руб до 2 178,50 руб
Идти в магазин

Еще одна доступная карманная модель DSO150 подходит для измерения частот в диапазоне от 0 до 200 МГц. Используется как в бытовых, так и в ремонтных целях с усилителями низкой частоты класса А или АВ. Устройство работает только от внешнего источника питания, встроенный аккумулятор в комплект не входит. Оснащен DSO150 двумя платами: аналоговой и цифровой. Результаты измерений выводятся на 2,4-дюймовый экран.

Преимущества:

• имеет хороший и читаемый экран для своего размера и цены;
• хорошее устройство ввода, подходящее для работы с низкочастотными сигналами;
• имеет компактный размер;
• наличие щупа с делителем.

Ошибка:

• встроенного аккумулятора нет, но в сети есть много руководств, как его туда установить или запустить от короны;
• осциллограмма нормально показывает до 40-80кГц, далее трудно различить.

Купить на AliExpress.com

Топ-5 самых лучших цифровых осциллографов 2022 года

При выборе осциллографа китайского или американского производства рекомендуется обратить внимание на несколько моделей с хорошими отзывами. При доступной цене они обладают хорошим функционалом.

DSO 138 Mini

Одноканальный прибор с полосой пропускания 200 кГц оснащен дисплеем, на котором отображаются точные данные измерений. Подключается к компьютеру через USB, позволяет вручную регулировать чувствительность по горизонтали и вертикали. Экран имеет подсветку с регулируемой яркостью.

Вы можете выбрать USB осциллограф DSO 138 Mini от 2400 рублейПлюс

• компактный;
• можно настроить чувствительность;
• разумный.

Минусы

• мало каналов;
• нет.

Мне нравится 4 мне не нравится 1

Fnirsi 5012H

Одноканальный компактный осциллограф оснащен информативным дисплеем и емкой батареей. Управление осуществляется с клавиатуры, в комплекте идет USB-кабель. Модель способна отражать синусоидальные сигналы в диапазоне 60-70 МГц.

Обратите внимание на следующее! Fnirsi 5012H можно выбрать за хорошую комплектацию — в комплекте есть щуп и чехол.

Цена на Fnirsi 5012H начинается от 7500 рублейПлюсы

• чехол и зонд в комплекте;
• есть силиконовый чехол для защиты от влаги;
• контрастное изображение.

Минусы

• нет дополнительных каналов;
• высокая цена.

Мне нравится 4 мне не нравится 1

Мегеон 15001

Один из лучших 2,8-дюймовых автоосциллографов хранит осциллограммы во встроенной памяти и позволяет передавать их на компьютер по кабелю USB. Поддерживает четыре режима, базовые настройки и автоматическое сканирование по вертикали и горизонтали.

Вы можете выбрать Мегаон 15001 от 14500 рублей Плюс

• небольшая масса;
• вместительные батареи;
• контрастный экран.

Минусы

• чехол не входит в комплект;
• дорогой.

Мне нравится 4 мне не нравится 1

Rigol DS1102Z-E

Стационарный осциллограф с двумя каналами отображает данные на 7-дюймовом экране. Подключается к ПК через USB-кабель. В комплекте с моделью идут два датчика. Прибор способен регистрировать до 30 000 сигналов в секунду.

Купить стационарный осциллограф Ригол можно от 7400 рублейПлюс

• есть интерфейсы AUX и LAN;
• компактность;
• расширенная синхронизация.

Минусы

• цена выше среднего;
• нецелесообразно использовать для полевых работ.

Мне нравится 4 мне не нравится 1

KKMOON KKM828

Портативное USB-устройство с цветным экраном поддерживает функции мультиметра. Позволяет измерять сопротивление и постоянное и переменное напряжение, тестировать диоды на проводимость. Он имеет полосу пропускания 1 МГц с частотой дискретизации 2,5 МБ в секунду.

Вы можете выбрать KKMOON от 3500 рублейПлюсы

• контрастный экран;
• можно использовать как мультиметр;
• качественная сборка.

Минусы

• неперезаряжаемый аккумулятор;
• отсутствует плавная регулировка деления напряжения.

Мне нравится 4 мне не нравится 1

Параметры осциллографа, которые влияют на выбор

Главное условие выбора — производительность должна соответствовать потребностям пользователя. Рассмотрим подробнее наиболее важные функции.

Полоса пропускания

Характеристика определяет диапазон видимых на экране сигналов, она характеризуется скоростью нарастания фронта исследуемого сигнала. Цифровые модели имеют полосу пропускания, позволяющую работать с высшими гармониками, частота которых превышает частоту основной гармоники. Прелесть цифрового осциллографа заключается в возможности расширить полосу пропускания в соответствии с поставленной задачей.

Рисунок 4. Полоса тактового сигнала 100 МГц, полученная прибором с полосой пропускания 100 МГц

Рис. 5. Полоса тактового сигнала 100 МГц на осциллографе с частотой 500 МГц

Рекомендации по выбору: используйте «правило пяти» максимальной наблюдаемой пропускной способности, чтобы определить требуемую пропускную способность. Если полосы пропускания недостаточно, вы можете не увидеть: составляющую сигнала. Амплитудные искажения неизбежны, и фронт может быть затоплен. Неправильно выбранная полоса пропускания не дает полной формы сигнала и способствует росту ошибок.

Например. Для высокоскоростных сложных сигналов цифровых и последовательных шин требуются модели с полосой пропускания более 500 МГц. Устройство с меньшей пропускной способностью понадобится начинающему радиолюбителю, которому не нужны навороченные дорогие устройства.

Вывод: за счет увеличенной полосы пропускания уменьшается коэффициент ошибки при наблюдении за сигналом, фиксируются отдельные события.

Количество каналов

Аналоговые входные каналы принимают и оцифровывают сигнал. Оснастив прибор встроенным логическим анализатором, вы можете исследовать множество коррелированных аналоговых и цифровых каналов с большим количеством контрольных точек. Это облегчает декодирование многобитных параллельных шин.

Рисунок 6. Варианты каналов

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

• Двух-четырех каналов достаточно для измерения и сравнения временных характеристик сигналов, поступающих от аналоговых устройств.
• 8 или 16 каналов помогают отлаживать цифровую систему для параллельного экспорта данных.
• Дополнительные каналы для комбинированных устройств с ВЧ-входом используются для высокочастотных измерений.
• Изолированные каналы рекомендуются для работы с гальванической развязкой.
• Двадцать каналов синхронизируют запись и отображение сигналов во времени.

Вывод: Каналы любого осциллографа должны иметь удовлетворительный частотный диапазон, линейность, точность усиления, неравномерность АЧХ и устойчивость к электростатическим разрядам.

Частота дискретизации

Выборка, или количество выборок во времени, определяет операционную способность прибора захватывать и отображать мелкие детали, которые появляются в изучаемом сигнале.

Рекомендуемая частота дискретизации для осциллографов. Правило «пятикратного превышения» частоты прибора над частотной составляющей сигнала. Значение должно быть не менее чем в 2,5 и более чем в 3 раза больше аналоговой полосы пропускания. Для устройств начального уровня частота дискретизации составляет 1–2 Гвыб/с. Установки средней стоимости — 5 — 10 GS/s.

Чем выше частота дискретизации, тем лучше представлен сигнал, тем больше информации сохраняется.

Вывод: более высокая частота дискретизации увеличивает разрешение, позволяет видеть одновременные события, например, непериодические неисправности.

Глубина памяти

Частота дискретизации влияет на объем сохраняемой информации. Расчет глубины памяти производится путем умножения времени, отображаемого на экране, на желаемую выборку. Пример декодирования сигнала шины USB. Регистрация пакета занимает 200 мкс и требует длины записи в 1 миллион точек.

Рекомендации по выбору: После определения объема памяти протестируйте осциллограф на работоспособность.

Вывод: оцените скорость реакции устройства при планируемом объеме памяти.

Скорость обновления осциллограмм

Параметр характеризует скорость съемки и обновления изображения на экране. Чем быстрее обновления, тем точнее фиксируются и регистрируются редкие события как выбросы. Чем выше частота обновления, тем быстрее работает устройство и регистрируются события.

Рекомендации по выбору: производители указывают максимальную частоту обновления. Это неверно, для достижения максимального параметра могут потребоваться дополнительные режимы захвата, которые ограничивают глубину памяти, частоту дискретизации и качество отображения сигнала.

Вывод: частота обновления — это параметр, повышающий комфорт использования устройства и позволяющий точно фиксировать события.

Триггер

Схема синхронизации, при которой устройство выдает стабильное изображение. Система может отложить начало развертки до наступления определенного события. Запуск синхронизирует захват сигнала и одновременно отображает отдельные события. Используется для синхронизации изображений.

Работа с последовательными интерфейсами

Осциллографы, обрабатывающие цифровые и смешанные сигналы, используют несколько последовательных интерфейсов I2C, SPI, RS232/UART, CAN, USB. Интерфейсы декодируют последовательную шину и протоколы запуска. Количество интерфейсов определяет универсальность и возможность выполнения различных задач.

Для экспорта информации в Интернет или в программу просмотра на компьютере требуется большое количество интерфейсов. Проанализированные данные, полученные одним осциллографом, могут быть переданы другим членам исследовательской группы.

Измерения и анализ сигналов

Наличие прикладных программ, статических и математических функций в составе осциллографа адаптировано для быстрого преобразования Фурье. С помощью прикладных программ выявляются нарушения целостности сигнала.

Вывод: Вы должны знать о наличии программного обеспечения. С помощью программного обеспечения вы узнаете больше о функциях устройства.

Рисунок 7. Приложения, расширяющие функции устройства

Типовые применения и популярные модели осциллографов

Теперь, когда мы рассмотрели основные критерии выбора, мы рассмотрим типичные области применения осциллографов и модели приборов, подходящие для этих задач.

Базовый осциллограф для лаборатории

Для большинства типовых задач, встречающихся при разработке или ремонте электронной аппаратуры, отлично подходит серия Tektronix MSO/DPO2000B (100 — 200 МГц, 2 или 4 канала, 1000 — 4000 долларов), которая создавалась как основной осциллограф, способный решить 90% проблем до 200 МГц:Tektronix MSO/DPO2000 — осциллографы с полосой пропускания до 200 МГц

Для более сложных приложений или для долгосрочной покупки выберите серию Tektronix MDO3 (100 МГц — 1 ГГц, 2 или 4 канала, 4 000 — 15 000 долл. США), которая поддерживает большое количество вариантов расширения, включает встроенный анализатор спектра и позволяет при необходимости увеличить пропускную способность с помощью кода активации:Tektronix MDO3 — осциллограф (6 в 1) до 1 ГГц с анализатором спектра до 3 ГГц

Разработка многоканальных аналого-цифровых устройств

Для сложных систем, содержащих множество различных аналоговых и цифровых сигналов, выберите серию Tektronix MSO5 (от 350 МГц до 2 ГГц, 4, 6 или 8 аналоговых каналов, до 64 цифровых каналов, от 15 000 долларов США):Tektronix MSO5 — осциллограф цифровых и аналоговых сигналов до 2 ГГц

или серию профессиональных USB-осциллографов Pico Technology PicoScope 6000E (до 500 МГц, до 8 аналоговых каналов, до 16 цифровых каналов, от $5000):Pico Technology PicoScope 6000E — восьмиканальный осциллограф с полосой пропускания 500 МГц

Для более простых аналого-цифровых систем, а также для систем преобразования и передачи энергии хорошо подходит серия Tektronix MSO4 (200 МГц — 1,5 ГГц, 4 или 6 аналоговых каналов, до 48 цифровых каналов, от 8000 долларов США):Цифровые и аналоговые осциллографы Tektronix MSO4 с частотой до 1,5 ГГц

Для аналого-цифровых систем начального уровня лучше всего подходят: серия Pico Technology PicoScope 3000D USB (50–200 МГц, 2 или 4 аналоговых канала + 16 цифровых, $600–2500) и настольная серия Tektronix MSO/DPO2000B, которая уже упоминалось в этом сравнении (100 — 200 МГц, 2 или 4 аналоговых канала + 16 цифровых, $1000 — $4000):Pico Technology PicoScope 3000D — USB-осциллографы от 50 МГц до 200 МГцTektronix MSO/DPO2000 — осциллографы с полосой пропускания до 200 МГц

Профессиональный осциллограф для очень требовательных приложений

Если вам нужен максимальный анализ аналоговых и цифровых сигналов до 1 ГГц и одновременный анализ РЧ-сигналов до 6 ГГц, выберите серию Tektronix MDO4000C (4 аналоговых канала до 1 ГГц и 16 цифровых каналов, анализатор спектра до 6 ГГц, 8 000 долларов США — 20 000 долларов США):Tektronix MDO4000C — осциллограф (6 в 1) до 1 ГГц с анализатором спектра до 6 ГГц

В мультигигагерцовом диапазоне частот оптимальна серия Tektronix MSO6, сочетающая расширенные возможности анализа сигналов с малошумящими входными трактами и точной оцифровкой 12-разрядных АЦП (4 аналоговых канала до 8 ГГц, до 32 цифровых каналов, от 20 000 долларов США):Tektronix MSO6 — прецизионный осциллограф до 8 ГГц

Если частоты сигналов, с которыми вам нужно работать, составляют гигагерцы и десятки гигагерц, вам нужна серия Tektronix MSO/DPO70000 (4 — 33 ГГц, 4 канала, от 40 000 долларов):Tektronix DPO70000C и MSO70000C — сверхбыстрые осциллографы до 33 ГГц

Осциллограф с изолированными (независимыми) входами для тока и высокого напряжения

При работе с высоким напряжением (например, электрические сети), а также при работе с гальванически развязанными узлами оборудования (оптопары, трансформаторы, гальванически развязанные датчики и системы регистрации сигналов) необходимо использовать осциллограф, где каждый канал независим и изолирован от других каналов и сетевого питания к самому осциллографу. Для этой задачи предлагается специальная серия: Tektronix TPS2000B (100 — 200 МГц, 2 или 4 канала, $4000 — $6000):Осциллографы Tektronix TPS2000B с изолированными входами и полосой пропускания до 200 МГц

Самый дешевый осциллограф, но качественный и функциональный

В диапазоне до 1000 долларов предлагаются три серии:

1. Серия Economy в версии USB: PicoScope 2000A и 2000B (10 — 100 МГц, 2 и 4 канала).

2. Эконом серия в классическом корпусе: Tektronix TBS1000B (30 — 200 МГц, 2 канала).

3. Образовательная серия: Tektronix TBS1000B-EDU (50 — 200 МГц, 2 канала).