Oscyloskopy cyfrowe

Wysokiej klasy sprzęt laboratoryjny i przenośny

W tej kategorii znajdują się zarówno ręczne i stacjonarne oscyloskopy cyfrowe. Firma Keysight posiada w swojej ofercie pełen przekrój przez funkcje, zakres i dokładność pomiarów oraz mobilność. Występują zarówno oscyloskopy mobilne jak i stacjonarne. W zależności od zapotrzebowania znajdziemy tutaj produkty pozwalające mierzyć od 50 MHz, a także oscyloskopy szerokopasmowe Infiniium pokrywające częstotliwości do 80 GHz. Ręczne oscyloskopy cyfrowe dają gwarancję dokładnych pomiarów w warunkach polowych, dzięki możliwości podłączenia pamięci przenośnej poprzez złącze USB 2.0 zyskujemy możliwość szybkiego i łatwego odczytu danych.

Sprawdź jak wybrać oscyloskop

filtruj:

kliknij aby filtrować:

Pasmo przenoszenia

+ -

Próbkowanie

+ -

Pamięć

+ -

Kanały

+ -

System operacyjny

+ -

Rozdzielczość

+ -

Komunikacja

+ -


Jaki wybrać oscyloskop – pytania i odpowiedzi

Polegasz na swoim oscyloskopie każdego dnia, dlatego wybór tego jednego, który spełni Twoje oczekiwania jest ważnym zadaniem. Porównywanie specyfikacji i funkcji oscyloskopów różnych producentów może być niezwykle czasochłonne. Poniższy koncept powinien pomóc Ci przyśpieszyć ten proces i dokonać dobrego wyboru. Niezależnie od producenta oscyloskopu, który rozważasz, analiza pod kątem tych 10 pytań pomoże Ci w jego obiektywnej ocenie. Jeżeli aktualnie rozważasz wybór oscyloskop prawdopodobnie masz już określone założenia budżetowe. Cena oscyloskopu zależy od wielu czynników takich jak: pasmo, próbkowanie, liczba kanałów czy długość pamięci. Jeżeli Twój budżet jest niski rozważ wypożyczenie sprzętu lub zakup modelu używanego.
 
  1. Jak dużo pasma potrzebujesz?
Pasmo przenoszenia (fBW) jest najważniejszym parametrem oscyloskopu ponieważ determinuje zakres sygnałów jakie możesz na nim obserwować oraz w dużym stopniu wpływa na cenę. Definiowane jest jako zakres częstotliwości, w którym tłumienie jest nie większe, niż 3dB. Musisz znaleźć złoty środek pomiędzy ograniczeniami budżetowymi, a przyszłymi potrzebami na pasmo Twojego laboratorium które mogą pojawić przez czas używania oscyloskopu. Rozważ również oscyloskopy z opcją poszerzenia pasma po zakupie (najlepiej poprzez licencję).
Ch-ka typu Gaussa Ch-ka typu Brickwall
 
Aby mieć pewność, że masz odpowiednio wysokie pasmo do swoich potrzeb rozważ najwyższe częstotliwości mierzonych przez Ciebie sygnałów, oscyloskop powinien mieć przynajmniej 2 razy większe pasmo niż sygnał na nim obserwowany aby uzyskać wiarygodny obraz. Kolejnym ważnym parametrem jest czas narastania który również determinuje zapotrzebowanie na pasmo. Jest w zasadzie pewne, że będziesz obserwować więcej niż czysty sygnał sinusoidalny. Twój sygnał prawdopodobnie zawierać będzie harmoniczne w częstotliwościach znacznie wyższych niż bazowa. Przykładowo sygnał kwadratowy zawiera w sobie częstotliwości przynajmniej 10 razy większe niż podstawowa częstotliwość sygnału. Jest wybierzesz zbyt niskie pasmo obserwować będziesz zaokrąglone krawędzie sygnału zamiast kątów prostych co będzie miało przełożenie na błędne pomiary oscyloskopu. Jeśli znamy np. czas narostu zbocza składowej sygnału o najwyższej częstotliwości, możemy zastosować poniższe zależności:
 

BWsignal = 0.4 / tr (tr – czas narastania sygnału mierzony 20% - 80%)
BWsignal = 0.5 / tr (tr – czas narastania sygnału mierzony 10% - 90%)
BWscope = 2 * BWsignal (dla oscyloskopów ≤ 1 GHz z filtrem Gaussa)
 
BWscope = 1.4 * BWsignal (dla oscyloskopów > 1 GHz z filtrem Brickwall)
 
  1. Ile kanałów potrzebujesz?
Liczba kanałów może wydawać się prostym problemem ponieważ w zasadzie wszystkie oscyloskopu oferowane są w wersjach 2 i 4 kanałowych. Jednakże dla współczesnych układy cyfrowych tradycyjne 2 czy nawet 4 kanały nie zapewniają odpowiedniej liczby kanałów. Dostępne na rynku oscyloskopy określane najczęściej jako MSO (mixed signal oscilloscopes) oferują 2 lub 4 kanały analogowe z dodatkowymi kanałami logicznymi (najczęściej jest ich 8 lub 16). W wyniku czego możemy mieć 20 kanałów skorelowanych czasowo, z mieszanym wyzwalaniem analogowo-cyfrowym, jednoczesną akwizycją oraz podglądem. Dodatkowo można łączyć wiele oscyloskopów (np. 10) ze sobą poprzez aplikację Multiscope, otrzymując w efekcie urządzenie wielokanałowe. Przykładem zastosowania kanałów cyfrowych może być debugowanie SDRAM. Aby wyizolować cykl zapisu będziesz potrzebował wyzwolić się na 5 różnych sygnałach: RAS, CAS, WE, CS oraz zegarze. W tej sytuacji oscyloskop z 4 standardowymi kanałami byłby bezużyteczny. Poniższy obraz pokazuje jak kanały logiczne zostały użyte to wyzwolenia się na RAS, CAS, WE i CS. Kanał 1 oscyloskopu został użyty do podglądu zegara. Kanały logiczne dość mocno zwiększają cenę całego oscyloskopu więc jeśli nie jesteś pewny czy kanały logiczne Ci się przydadzą rozważ model który umożliwia ich późniejsze dodanie.
  1. Jakiego próbkowania potrzebujesz?
Próbkowanie jest bardzo ważnym składnikiem końcowej oceny oscyloskopu. Większość oscyloskopów potrafi zwiększyć próbkowanie poprzez włączenie trybu przeplatania. Jest to osiągnięte w sytuacji gdy dwa lub więcej kanały dzielą swoje przetworniki A/D. W momencie gdy chcemy zmaksymalizować próbkowanie używamy jednego kanału na jednym przetworniku – najczęściej będzie to połowa wszystkich dostępnych kanałów.
Próbkowanie oscyloskopu powinno być co najmniej 2 razy większe niż pasmo sygnału, zgodnie z tw. Nyquista, by uniknąć błędów aliasingu, ale do bardziej szczegółowej rekonstrukcji złożonych sygnałów próbkowanie powinno być przynajmniej 2,5-krotnie, a najlepiej 4-krotnie wyższe. Zastosowanie tej zależności ma sens jedynie w przypadku oscyloskopów które używają wspomagania cyfrowych rekonstrukcji sygnału, na przykład interpolacji sin(x)/x. W przypadku sprzętu który nie używają rekonstrukcji próbkowanie musiałoby być co najmniej 10 razy większe niż pasmo. Na szczęście większość obecnie stosowanych oscyloskopów oferuje takie możliwości. Niektóre przyrządy podczas procesu interpolacji mogą korzystać z pamięci akwizycji, ograniczając tym samym jej wielkość użytkową podaną w karcie katalogowej.
Pamiętaj, że próbkowanie podawane przez producenta jest próbkowaniem maksymalnym, najnowsze oscyloskopy dopasują automatycznie próbkowanie do podstawy czasu. Jest to rozwiązanie bardzo praktyczne z punktu widzenia maksymalnego wykorzystania pamięci oscyloskopu. Oscyloskopy wyższej klasy dają możliwość w pełni niezależnych ustawień: podstawy czasu, pamięci, próbkowania i interpolacji.
 
  1. Ile pamięci?
Jak wspomnieliśmy w powyższym punkcie pamięć jest ściśle powiązana z próbkowaniem. Przetworniki A/D przekazują spróbkowany sygnał do pamięci oscyloskopu. Pamięć pozwala na zapis sygnału i dalszą analizę – operacje matematyczne czy pomiary. Im dłuższe czasy rejestracji są potrzebne, tym więcej pamięci będziesz potrzebować, zachowując próbkowanie. Zależność tą opisuje prosty wzór na TAD (Time Across Display):
TAD= pamięć/próbkowanie   
Weź pod uwagę, że nie każdy fragment sygnału jest dla Ciebie istotny, a każdy zajmuje pamięć dlatego warto rozważyć pamięć segmentową. Jest to tryb akwizycji danych który zapisuje tylko ściśle określony fragment sygnału – zasada działania została zobrazowana poniżej.

 
  1. Wyświetlanie sygnału?
W tym aspekcie kluczowym parametrem jest częstotliwość odświeżania sygnału. Jest to parametr który opisuje szybkość z jaką oscyloskop jest w stanie pobrać sygnał i wyświetlić go w postaci przebiegu na ekranie. Im większa jest częstotliwość odświeżania, tym krótszy jest tzw. czas martwy oscyloskopu (czas przetwarzania), a co za tym idzie większe prawdopodobieństwo wychwycenia rzadkich zdarzeń czy krótkotrwałych anomalii. Przykładowo jeśli nasz oscyloskop dysponuje odświeżaniem 1 000 000 przebiegów na sekundę średnio wychwycenie glitcha pojawiającego się raz na 100 000 okresów zajmie mu 0,1 sekundy natomiast oscyloskopowi z odświeżaniem 10 000 przebiegów na sekundę zajmie to, aż 10 sekund. Zwróć uwagę, że producenci podając odświeżanie używają terminu odświeżania maksymalnego, często takie odświeżanie jest możliwe tylko w specjalnych trybach akwizycji. Może to skutkować obniżeniem wydajności oscyloskopu lub być dostępne na określonej liczbie kanałów. Niestety parametr ten jest często pomijany przy wyborze oscyloskopu, a czasem bywa kluczowy w pomiarach. Najlepiej weryfikować go stawiając obok siebie interesujące nas oscyloskopy z podanym tym samym sygnałem.
 
  1. Jakie możliwości wyzwalania?
Wyzwalanie zboczem to obecnie najpopularniejszy sposób wyzwalania się na sygnale natomiast nie jest to jedyna opcja wyzwalania w nowoczesnych oscyloskopach. W aplikacjach cyfrowych bardzo pomocne może okazać się wyzwalanie na konkretne wzory w danym kanale. Oscyloskop z kanałami logicznymi pozwala wyzwalać się wzory zarówno kanałów cyfrowych jak i analogowych. Dzisiejsze oscyloskopy posiadają możliwości wyzwalania się na standardowych protokołach takich jak SPI, CAN, USB, I2C, FlexRay czy LIN. Jeżeli w swojej pracy debugujesz takie protokoły opcja wyzwalania się na nich zaoszczędzi Ci sporo czasu. Dodatkowo przydatne mogą okazać się opcje wyzwalania na glitch zarówno dodatni jak i ujemny czy na impulsie o szerokości większej lub mniejszej niż ustalona. Od niedawna stosowane jest również wyzwalanie strefą – polega ono na zdefiniowaniu pola i wyzwoleniu się na wszystkich przebiegach które to pole przecinają. Nowoczesne oscyloskopy z dotykowymi ekranami dają możliwość zdefiniowania strefy jednym palcem jak na smartfonie jest to znacznie szybsze niż definiowanie wskaźników pokrętłami. Ważne jest aby oscyloskop takie wyzwalanie realizował sprzętowo. Software’owe wyzwolenie się na strefie znacznie ogranicza wydajność, czy prędkość odświeżania się oscyloskopu, a to zwykle skutkuje obniżniem wiarygodności pomiaru.
  1. Jakich sond będziesz potrzebował?
Wybór odpowiedniej sondy jest niezwykle ważny ze względu na pasmo całego systemu. Pamiętaj, że pasmo Twojego układu składającego się z sondy i oscyloskopu będzie takie jak niższe z tych dwóch pasm. Najczęściej do oscyloskopu standardowo dodawane są sondy pasywne ok 500MHz– po jednej na kanał w idealnej sytuacji sondy są mają wyższe pasmo, niż oscyloskop. Wyższe pasma należy mierzyć sondami aktywnymi. Z elektrycznego punktu widzenia sonda to obwód L-C który przy wysokich częstotliwościach może wprowadzać dodatkową impedancję do obwodu pomiarowego, co będzie spowalniało czas narastania sygnału. Dlatego warto rozważyć zakup sondy aktywnej, sondy takie mają nie tylko wyższe pasma przenoszenia, ale również minimalizują wpływ impedancji sondy. Sondy aktywne zasadniczo dzielą się na: zwykłe single-ended (asymetryczne), różnicowe (symetryczne) oraz prądowe, dostępne są również sondy wysokonapięciowe z dzielnikiem 100:1 czy nawet 1000:1. Niektórzy producenci mają w swojej ofercie także sondy specjalistyczne, np. wysokotemperaturowe, które można umieszczać w komorach termicznych.
 
  1. Jakie interfejsy i zapis danych?
W dzisiejszych czasach oscyloskop z portem USB host to już w zasadzie standard nie zwykle przydatna opcja dzięki której na bieżąco można zapisywać wyniki pracy chociażby na pendrive. Warto też aby nasz sprzęt posiadał USB Device które pozwoli na pracę z oscyloskopem z poziomu komputera. Warto od razu zorientować się czy producent sprzętu oferuje oprogramowanie do takiej pracy. Poza tym powszechnie oferowane są oscyloskopy z portami LAN może być to szczególnie przydatne dla laboratoriów które mają kilka oddziałów. Coraz rzadziej możemy spotkać się portami GPIB oraz RS 232. Jeżeli w momencie zakupu porty LAN czy GPIB nie są nam potrzebne warto kupić oscyloskop który w razie potrzeby będzie posiadał możliwość dodania takiego portu.  Dodatkowo zwróć uwagę w jakich formatach oscyloskop pozwoli zapisywać dane, najważniejsze to z pewnością CSV, ASCII XY czy BIN oraz graficzne BMP i PNG. Ważną rzeczą jest osobny przycisk na panelu przednim który jednym kliknięciem zapisze nam zrzut ekranu czy plik CSV na pendrive.
 
  1. Dodatkowe aplikacje
Automatyczne pomiary, wbudowane możliwości analizy i inne dodatkowe aplikacje mogą zaoszczędzić sporo Twojego czasu. Standardem dzisiaj są wbudowane funkcje matematyczne takie jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie czy dzielenie. Również szybka transformata Fouriera nie jest już niczym niezwykłym nawet w niskobudżetowych oscyloskopach. Jedną z największych zalet oscyloskopów cyfrowych jest możliwość automatycznych pomiarów. Nie tylko pomiaru napięcia takie jak maksimum, minimum, średnia czy RMS, ale również pomiary czasu jak okres, szerokość impulsu, czas narastania czy opadania. Niektóre oscyloskopy oferują również liczniki który automatycznie liczy impulsy czy zbocza. Warto również zwrócić uwagę na zaawansowane aplikacje do pomiarów mocy które mogą m.in. mierzą moc bierną, czynną i pozorną czy wyznaczają charakterystyki częstotliwościowe.
  1. Demo, demo i jeszcze raz demo
Jeżeli powyższe kryteria pomogły Ci zawęzić wybór do kilku modeli to świetnie, ale nic nie zastąpi testów. Większość dystrybutorów i producentów udostępnia swój sprzęt na testy zazwyczaj nieodpłatnie. Podczas testów przekonasz się na którym sprzęcie pracuje się najlepiej, który ma najpotrzebniejsze Tobie przyciski na panelu przednim, który jest najbardziej intuicyjny. To bardzo ważne, aby praca na oscyloskopie była wygodna w końcu to zakup na kilka lat. Zwróć szczególną uwagę jak oscyloskop reaguje na zmianę ustawień czy pracuje płynnie w każdym trybie z uruchomionymi w tle pomiarami automatycznymi.