Rigol DHO924S w praktyce: mocne i słabe strony
Oscyloskopy DHO900 oferują profesjonalne możliwości za „amatorską cenę” dzięki pewnym kompromisom. Jeśli to nieakceptowalne, wypada kupić dużo droższy sprzęt. Niekoniecznie! Świadomość kompromisów i ograniczeń pozwoli w pełni wykorzystać ich ogromny potencjał bez ponoszenia dodatkowych kosztów.
W poprzednim artykule Rigol DHO924S w praktyce: parametry i możliwości przedstawiłem podstawowe informacje o tym interesującym oscyloskopie. Teraz, w kolejnych śródtytułach, przedstawię w dużym skrócie garść moim zdaniem istotnych danych i wniosków dotyczących oscyloskopu DHO924S oraz jego kuzynów. Oczywiście nie jest to kompendium ze wszystkimi interesującymi informacjami. Nie przejmuj się też, jeśli nie wszystkie podane szczegóły będą dla Ciebie jasne. Zapewne jasne będą podstawowe wnioski.
Próbkowanie, pasmo i rozdzielczość bitowa
Omawiając mocne i słabe strony tego oscyloskopu, warto zacząć od maksymalnej częstotliwości
próbkowania, wynoszącej w tym przypadku 1,25 GS/s. Na pierwszy rzut oka wygląda, że to żałośnie mało, bo przecież próbkowanie 1 GS/s miał już wiele lat temu choćby kultowy dziś Rigol DS1052. Owszem, próbkowanie 1,25 GS/s to dziś na pozór mało, ale trzeba wziąć pod uwagę, że zastosowany przetwornik ADC nie jest 8-bitowy, lecz 12-bitowy! A to znaczy, że jego rozdzielczość „napięciowa” jest aż 16 razy lepsza niż klasycznego, 8-bitowego!
Analogowe pasmo przenoszenia wynosi 250 MHz, więc przy próbkowaniu 1250 MS/s, na jeden okres badanego przebiegu 250 MHz przypada 5 próbek, co jest wartością 2,5 × większą od kryterium Nyquista, a więc całkowicie wystarczającą w praktyce. Tu akurat nie ma kompromisu.
Ściślej: nie ma kompromisu przy korzystaniu z jednego kanału. Podobnie jak we wszystkich budżetowych oscyloskopach, ten jeden przetwornik ADC obsługuje wszystkie cztery kanały wejściowe. A to znaczy, że maksymalne próbkowanie 1,25 GS/s i pasmo pomiarowe 250 MHz osiągniemy włączając tylko jeden kanał. Przy włączeniu dwóch, maksymalne próbkowanie zmniejsza się do 625 MS/s. Przy włączeniu 3 lub 4 kanałów – zmniejsza się do 312,5 MS/s, a to nadal oznacza, że realne pasmo pomiarowe jest szerokie, sięga do 100 MHz. Czyli tak naprawdę mamy 4-kanałowy oscyloskop o realnym pasmie około 100 MHz. Też zupełnie przyzwoicie!
Tu muszę się przyznać, że do tej pory z lekceważeniem traktowałem informacje o rozdzielczości oscyloskopowych przetworników ADC większej niż 8 bitów, a konkretnie 9 czy 10 bitów. Jednak rozdzielczość 12-bitowa, czyli 16 razy lepsza od „standardowej”, daje dodatkowe godne uwagi praktyczne możliwości. I to właśnie dzięki niej największa czułość tego oscyloskopu to 200 mikrowoltów na działkę.
Dzięki dużo większej rozdzielczości „amplitudowej” praktycznego sensu nabierają różne pomiary, dostępne już wcześniej w oscyloskopach cyfrowych! Otóż przy rozdzielczości 8–bitowej, gdy przetwornik ADC rozróżnia 256 poziomów napięcia, dynamika sięga co najwyżej 40 dB, natomiast w omawianym przypadku, przy 12 bitach, czyli przy rozróżnianiu 4096 poziomów napięcia, dynamika sięga 60 dB! W zakresie częstotliwości do 250 MHz to naprawdę spore osiągniecie jak na budżetowy, tak tani sprzęt!
Jednak dla wielu, także dla mnie, jeszcze ważniejsze jest coś innego – możliwość pracy w funkcji dobrego, szerokopasmowego woltomierza.
Pomiar napięć, czasu i częstotliwości
Otóż oscyloskopy cyfrowe mogą na bieżąco pokazać na ekranie wartości mierzonych napięć, w tym wartość skuteczną dowolnie odkształconych przebiegów szybkozmiennych. A do tego także mogą mierzyć czas i częstotliwość.
Dokładność pomiarów czasu i częstotliwości „od zawsze” była i jest duża, aż za dobra, jak na typowe potrzeby. Gorzej było i jest z dokładnością pomiarów napięcia. Otóż jeśli oscyloskop ma przetwornik ADC 8-bitowy, to z oczywistego powodu rozdzielczość i dokładność takich pomiarów nie może być znacząco lepsza niż 1%. Natomiast obecność przetwornika 12-bitowego pozwala zbliżyć się do rozdzielczości i dokładności 0,1%. Jest szansa na uzyskanie wyniku pomiaru, zawierającego aż trzy cyfry znaczące!
Zdecydowanie zwiększona rozdzielczość bitowa przetwornika ADC ma też duże znaczenie dla dokładności i praktycznej użyteczności analizy widmowej opartej na FFT, czyli na przekształceniu Fouriera. W oscyloskopach 8-bitowych funkcja FFT to raczej mało wartościowy gadżet.
Warto pamiętać, że DHO924S ma niezależną od oscyloskopu funkcję częstościomierza, ale co jeszcze ważniejsze, także uniwersalnego szerokopasmowego woltomierza o paśmie ponad 100 MHz, co ciekawe dającego, zgodnie z rysunkiem 1, możliwość wyboru pomiaru wartości skutecznej (True RMS) bez składowej stałej (AC RMS), albo wraz ze składową stałą (AC+DC RMS)! Dla porównania: klasyczne multimetry przy pomiarach wartości RMS mają żałośnie wąskie pasmo mierzonych częstotliwości, najczęściej co najwyżej do pojedynczych kiloherców i zwykle nie dają możliwości uwzględnienia składowej DC.
Rysunek 1
Nie sprawdzałem w praktyce dokładności tego szerokopasmowego woltomierza TRMS w oscyloskopie DHO924S, ale fakt, że ten obwód (funkcja DVM) wykorzystuje „surowe” dane z wyjścia przetwornika ADC i działa niezależnie od oscyloskopu, też zapowiada co najmniej przyzwoite właściwości.
Rysunek 2 pokazuje włączone kursory i ich paletkę konfiguracyjną. Nie opisuję tu interesujących możliwości wykorzystania kursorów do pomiarów w trzech różnych trybach (Manual, Track, XY). Można to zbadać samodzielnie. W instrukcji obsługi są potrzebne informacje.
Rysunek 2
——– ciach! ——–
To jest tylko początek artykułu, którego pełna wersja dostępna jest na stronie:
