Все современные приборы вызывают откровенный интерес — и осциллографы, и 2-х, 3-х канальные источники питания с массой режимов и сервисных функций, и уж совсем «Роллс-ройсы» радиолюбительского мира — анализаторы спектра, но есть группа приборов, которые вызывают особый интерес — это многофункциональные осциллографы различных размеров, то, что называется «форм-фактор «компакт».
Что же представляют собой сегодняшние «компакты»?
Конструктив приборов, интерфейс пользователя, насыщенность дополнительными функциями и сервисами — все это было сформировано исходя из условий наиболее вероятного использования прибора — вдали от лабораторного стола, в цеху, гараже автотранспортного хозяйства или на крыше дома при отладке радио и коммуникационного оборудования. С другой стороны, использовать компактные приборы на лабораторном столе для экономии рабочего пространства также весьма удобно, тем более, что характеристики компактных приборов зачастую не уступают настольным моделям аналогичного уровня. Применение компактных батарейных приборов в большинстве случаев повышает мобильность и эффективность работы персонала при монтаже, настройке или ремонте сложного стационарного оборудования.
Коротко о главном
Чем сегодня «дышит» осциллография? В кругу настольных «титанов» Hi-end класса, предназначенных не для решения ежедневных утилитарных задач, конструкторская мысль работает в направлении увеличения полосы пропускания осциллографа, количестве каналов, увеличении частоты дискретизации, разрядности АЦП для более детального отображения сигнала по амплитуде, манипуляций со скоростью захвата осциллограмм и быстрой памятью для захвата редких событий и т.д. В классе портативных приборов тенденции развития такие же, но в силу вступают ограничения по габаритам, весу, потребляемой мощности (в батарейном режиме питания). Компромиссом также является выбор типа и размеров дисплея, так как желательно применить экран побольше (не забываем — основное назначение осциллографа — это визуализация формы сигналов, сопутствующих искажений и помех), а большой экран требует не только большого корпуса, но и более емкую батарею питания. Одним из вариантов увеличения дисплея при сохранении размеров прибора — применение сенсорных дисплеев (рис. 1) и перенос управления осциллографом на экранные кнопки всплывающего меню. В плане автономного питания применяются широко используемые литий-полимерные аккумуляторы, отличающиеся большой плотностью энергии на единицу массы, низким саморазрядом и гибкостью в конструировании любых геометрических размеров.
Большинство осциллографов имеют характеристики, не уступающие стационарным приборам аналогичного уровня. Практически все упомянутые в данной статье приборы (за исключением мультиметра-осциллографа АММ-4189) имеют широкие возможности по запуску, автоматическим и курсорным измерениям, математическим функциям, режимы покадрового регистратора, самописца, а также другие удобные опции, к которым привык пользователь и которые могут быть особенно востребованы при работе «одной рукой» в полевых условиях.
Большим плюсом всех приборов с батарейным питанием является отсутствие гальванической связи через заземляющий проводник с объектом измерения (при использовании только батарейного питания), что позволяет проводить измерения в схемах «с плавающим потенциалом». При этом надо помнить и соблюдать правила электробезопасности, т.к. любая металлическая деталь прибора может находится под напряжением измеряемого уровня.
Дополнительные возможности в плане исследований с дифференциальным подключением источника сигнала дают приборы с изолированными каналами, как например ADS-4122 и некоторых другие (рис. 2).
В дополнение к широким возможностям носимого осциллографа, многие приборы имеют дополнительные функции, сопоставимые с наличием дополнительного прибора в корпусе осциллографа. Почти во всех приборах есть встроенный мультиметр, в некоторых приборах есть встроенный частотомер, декодер последовательных шин или модуль отбраковки «годен-негоден».
Широкий выбор
Сегодня торговая марка АКТАКОМ предлагает компактные осциллографы нескольких серий, отличающихся конструктивными, эргономическими и техническими характеристиками. Внутри каждой серии приборы имеют схожие характеристики, отличающиеся, как правило, полосой пропускания, количеством каналов и объемом памяти. Только один прибор стоит несколько в стороне — это мультиметр-осциллограф АММ-4189. С него и начнем обзор.
Мультиметр-осциллограф АММ-4189
Самый малогабаритный прибор в ряду компактников АКТАКОМ, единственный в серии мультиметров-осциллографов. Несмотря на небольшие размеры (чуть больше обычного мультиметра), прибор представляет собой полноценный одноканальный осциллограф с полосой пропускания 10 МГц (рис. 3). Цветной TFT дисплей размером 3,5” и разрешением 320×240 пикселей дает четкое изображение сигнала без выраженных цифровых «ступенек». Регулировки яркости хватает и для хорошего отображения сигнала при ярком освещении (рис. 4).
Характеристики мультиметра в этой статье мы рассматривать не будем (хотя они тоже сравнимы или лучше характеристик профессиональных прецизионных мультиметров), а про характеристики осциллографа немного расскажем. В отличие от некоторых аналогичных приборов других производителей, в комплекте поставляется специальный экранированный щуп без делителя и переходник для подключения данного щупа (рис. 5), что снижает шумы и помехи при изучении сигналов.
Дискретизация входящего сигнала возможна в двух режимах — случайном и режиме реального времени, частота дискретизации в реальном времени составляет от 500 выб/с до 50 Мвыб/с. Запуск захвата возможен по нарастающему и спадающему фронтам, максимальная глубина записи — 3К. Немного, но для такого прибора вполне достаточно. Отметим, что прибор имеет полноценный 8-битный АЦП. Максимальное входное напряжение 1000 В / 600 В (DC+ACпик).
Из дополнительных возможностей осциллограф имеет режим курсорных измерений, построения БПФ (4-256 точек), а также режим самописца. Интересен режим «разделенного экрана», например, когда на экран одновременно можно вывести отображение сигнала и БПФ (рис. 6).
Если сигнал измерения неустойчив, он начинает мерцать и при длительной работе может вызывать усталость. Осциллограф предлагает на выбор режим быстрого или медленного обновления экрана. Так, в режиме медленного экрана мерцание менее заметно, что снижает усталость оператора. По умолчанию после включения прибора устанавливается режим быстрого экрана.
Все предварительные установки производятся в системном меню. Для пользователя доступен выбор различных режимов и регулировок отображения сигнала, установки триггерного, парного (одновременное исследование постоянного и переменного сигналов) режимов, запись сигнала (до 10 осциллограмм в энергонезависимую память), доступна справка о назначении клавиш и пунктов меню.
Если АММ-4189 мы называем еще мультиметром-осциллографом, то следующую серию приборов уже можно смело назвать «Осциллограф со встроенным мультиметром».
Компактные осциллографы АСК/ADS-2ххх
В серии представлены шесть моделей носимых приборов, имеющих комбинированное батарейное или сетевое питание, ударопрочный корпус с эластичным хольстером для предотвращения повреждения прибора при падении. Все приборы оснащены цветным контрастным TFT дисплеем размером 3,5 дюйма и разрешением 640×480 точек. Исключение составляют АСК-2018, единственный прибор в серии, имеющий один канал, и АСК-2068, разрешение экрана которых составляет 320×240 точек. Все приборы серии имеют схожие характеристики и в основном отличаются только полосой пропускания и частотой дискретизации. Однако, есть отличия, нетипичные для остальных приборов серии. Так, модель АСК-2018 имеет один канал, а осциллограф ADS-2029 имеет 2 изолированных канала.
Приборы ADS-2208, АСК-2108 и АСК-2018 имеют встроенные шестиразрядные частотомеры, первые 2 прибора — до 100 МГц, АСК-2018 — до 20 МГц.
Все осциллографы (за исключением АСК-2018) имеют несколько вариантов запуска, больше 20 типов различных автоматических измерений, курсорные измерения, математические функции, режим работы c «внешней разверткой» (режим X-Y).
Для подключения к компьютеру с целью удаленного управления и сохранения данных осциллографы используют интерфейс USB-device, а для записи данных на внешний USB носитель («флэшку») используется интерфейс USB-host (через специальный переходник). В стандартной комплектации с осциллографом поставляется программное обеспечение Aktakom DSO-Reader Light (загружается с сайта) (рис. 9), но, как дополнительное оборудование, можно приобрести более насыщенную функциональными возможностями программу Aktakom DSO-Reader Pro, которая имеет большие возможности по обработке и визуализации полученных данных (математическая обработка, статистика, построение графиков, спектрограмм, возможности по цифровой фильтрации сигнала, курсорных и автоматических измерений и другие функции).
Стоит добавить, что в режиме работы мультиметра прибор может отображать на экране изображение не только в цифровом значении, но и имитировать шкалу стрелочного прибора (рис. 10), что удобно использовать при измерении динамических значений параметров.
Приборы серии ADS-4ххх представляют собой портативные осцилографы-мультиметры-регистраторы с управлением клавишами и с использованием сенсорного дисплея (рис. 11).
Все приборы в этой серии имеют 2 канала, одинаковую максимальную частоту дискретизации 1 Гвыб/с, одинаковую глубину памяти 240 К (120 К на канал) и отличаются полосой пропускания от 70 до 200 МГц и некоторыми дополнительными опциями, среди которых — наличие в некоторых моделях изолированных каналов (каналов с гальванической развязкой).
Осциллографы имеют ударопрочные корпуса с защитой IP51, оснащены информативным сенсорным TFT дисплеем размером 5,7” и разрешением 640×480 точек (рис. 12),позволяющим отображать осциллограммы в мельчайших подробностях. Дисплей инверсный, т.е. оператор может в зависимости от внешних условий и освещения изменить схему отображения — цветные осциллограммы на черном или на белом фоне.
Применение сенсорного дисплея позволило уменьшить размеры панели управления и перенести часть настроек в «софт»-режим, используя экранные кнопки. Особенно удобно применение экранных кнопок при необходимости ввода числовых значений.
Используя движение пальцев по дисплею, можно также управлять захватом и отображением осциллограмм (рис. 13) — изменять коэффициент усиления, значение развертки, уровень запуска, положение осциллограмм и т.д.
Как мы уже писали выше, в приборах этой серии в одном корпусе совмещены три полноценных устройства — двухканальный осциллограф, цифровой мультиметр с разрядностью 6000 отсчетов и регистратор сигналов.
Двухканальный осциллограф (режим Scope) с полосой пропускания от 70 до 200 МГц (в зависимости от модели), предоставляет широкие возможности по определению и анализу сигналов. Типы запуска, используемые в осциллографе, тоже в большей степени ориентированы на работу с коммуникационными и телевизионными системами, в частности, использование запуска по логическому шаблону или по сигналам последовательных шин (рис. 14).
Отладку различных цифровых телекоммуникационных схем может существенно облегчить возможность построения «глазковых» диаграмм, позволяющих наглядно увидеть величину искажений в принимаемом цифровом сигнале (рис. 15).
У всех приборов прекрасные временные характеристики — время нарастания менее 3,5 нс, а у моделей с полосой пропускания 200 МГц это значение составляет менее 1,75 нс!
Для анализа сигналов осциллограф имеет достаточно большой набор инструментов, в том числе:
- математические функции;
- более 30 видов различных автоматических измерений;
- частотные исследования сигнала можно провести, используя функцию быстрого преобразования Фурье;
- курсорные измерения;
- построение трендов в трех режимах;
- покадровый регистратор;
- декодирование последовательных шин (только ADS-4132D, ADS-4232D).
В качестве приятного дополнения можно использовать полноценный инженерный калькулятор и приложение для пересчета электрических параметров.
Осциллограф позволяет сохранить и далее при необходимости загрузить на внешнем USB носителе осциллограммы и текущие установки прибора.
Встроенный мультиметр (режим Meter) имеет разрядность 6000 отсчётов, позволяет измерять постоянное (до 1000 В) и переменное (до 750 В) напряжение, сопротивление до 50 МОм, емкость до 50 мкФ (рис. 16). Измерения тока мультиметр может производить с использованием специального подключаемого модуля или токовых клещей. Прибор позволяет фиксировать максимальное, минимальное или усредненное значение измеряемой величины, а также проводить диодный тест и проверку целостности цепи.
Не менее интересная и нужная часть прибора — встроенный регистратор сигналов (режим Recorder). В режиме регистратора (рис. 17) прибор позволяет фиксировать данные измерений осциллографа и мультиметра с разной временной шкалой (от 10 с/дел до 20 мин/дел), сохраняя при этом данные либо во внутреннюю память прибора (доступны 2 ячейки памяти) либо на внешний USB носитель.
Запись возможна как разовая, до заполнения памяти, так и циклическая, т.е. новая запись поверх уже существующей.
Применение портативных осциллографов
Портативный осциллограф наиболее востребован в случаях, когда вы не имеете возможности использовать обычный прибор. Следует понимать, что портативный осциллограф, как правило, стоит дороже (на 30-50%), чем аналогичный осциллограф в настольном исполнении.
Портативный осциллограф является незаменимым прибором для диагностики и настройки различных сетей и оборудования, на производстве, а также для работы в полевых условиях, там, где другая техника бессильна.
Много моделей портативных осциллографов имеют функцию регистратора данных, что позволяет проводить исследования длительных процессов и фиксировать важные показания датчиков и измерительной техники в автоматическом режиме.
Главные сферы использования портативных осциллографов:
- ремонт автоматизированных производственных линий;
- радиосвязь и радиопередатчики;
- диагностика систем безопасности;
- фиксация телеметрических данных;
- первичные и вторичные источники питания;
- диагностика электрооборудования автотранспорта.
Продолжение следует!
Ознакомиться с более подробными характеристиками планшетных осциллографов, а также получить ответы на часто задаваемые вопросы, можно на данной странице.
Приобрести планшетные осциллографы можно у официального дилера ТМ «Актаком» компании Эликс.
Подписывайтесь и читайте канал AKTAKOM - КИПиА