Parametry rozstrzygające o wyborze oscyloskopu

To jest drugi artykuł omawiający kwestię wyboru i zakupu oscyloskopu. W pierwszym naświetlona była bardzo trudna kwestia wyboru oscyloskopu oraz omówione były trzy główne grupy sprzętu i producentów. Teraz w drugim artykule serii zajmiemy się najważniejszymi parametrami technicznymi.

Zgodnie z zapowiedzią z pierwszego artykułu tej serii Trudny dylemat: jaki oscyloskop warto kupić? omówię teraz w trzech śródtytułach trzy główne parametry decydujące o technicznej atrakcyjności oscyloskopu. Właściwie tylko zasygnalizuję, bo są to zagadnienia trudne i bardzo obszerne, które są szerzej omówione w dwóch innych artykułach tej serii: Parametry oscyloskopu: pasmo i próbkowanie oraz Parametry oscyloskopu: wyzwalanie, czułość i sondy.

A na razie, w trzech następnych śródtytułach niniejszego artykułu zasygnalizuję inne istotne zagadnienia, między innymi interesującą kwestię, czy już warto inwestować w zasilany bateryjnie oscyloskop przenośny lub skopometr, czy nadal trzymać się klasycznych oscyloskopów zasilanych z sieci?

Najważniejsze parametry – pasmo przenoszenia

Wszyscy wiedzą, że najważniejszym parametrem oscyloskopu jest pasmo przenoszenia. Generalnie tak właśnie jest, ale w oscyloskopach cyfrowych nie wszystko jest jasne i oczywiste. Otóż w specyfikacjach i informacjach handlowych podawane są dwa parametry: szerokość pasma wyrażona w megahercach oraz częstotliwość próbkowania wyrażona w maksymalnej liczbie próbek na sekundę (MS/s lub MSps).

Niektórzy błędnie sądzą, że oba parametry określają to samo: pasmo przenoszenia. A tak nie jest. W oscyloskopach cyfrowych szerokość pasma analogowego i częstotliwość próbkowania to dwa oddzielne parametry, tak naprawdę zupełnie od siebie niezależne. Tym ważnym wątkiem możemy się zająć oddzielnie.

Niektórzy widzą różnicę między pasmem przenoszenia a częstotliwością próbkowania (przykład na rysunku 1), więc wydaje im się, że potrafią dokonać trafnego wyboru.

Śledzą ofertę rynkową, głównie nowych niedrogich przenośnych oscyloskopów i szukają propozycji najnowszych, o najszerszym paśmie i najwyższej częstotliwości próbkowania. W takim podejściu jest trochę sensu, bo rzeczywiście nowsze modele zwykle mają pod niektórymi względami znacznie lepsze właściwości niż te starsze.

Tak, ale tu jest haczyk: i te opracowania starsze, i te nowsze nie były i nie są sprzętem profesjonalnym. Owszem, pasmo i próbkowanie mogą robić wrażenie, ale bardzo często są to parametry naciągane, nie pokazujące całej prawdy. Szczegóły w artykule Parametry oscyloskopu: pasmo i próbkowanie.

Duża deklarowana częstotliwość próbkowania rzędu kilkuset lub 1000 MS/s oraz stumegahercowe pasmo i duża szybkość narastania nie powinny przesłonić praktycznego znaczenia innych kluczowych parametrów i właściwości. Rysunek 1 to specyfikacja „tabletowego oscyloskopu” FNIRSI-1013D w cenie około 800 zł, pokazanego na fotografii 2.

Bardzo atrakcyjne parametry „częstotliwościowe”, zaznaczone zielonymi strzałkami, nie powinny odwrócić uwagi od dyskwalifikujących wad (czerwone strzałki), które decydują, że ten na oko rewelacyjny przyrząd nie jest prawdziwym oscyloskopem, tylko produktem oscyloskopopodobnym. Oto szczegóły.

Najważniejsze parametry – właściwości wejścia

Ludzką rzeczą jest błądzić i mylić się. To nieuniknione! Prawdziwy oscyloskop nie ulegnie uszkodzeniu, jeżeli na wejście podane zostanie napięcie sieci 230 V. Natomiast obwody wejściowe najtańszych oscyloskopów (pseudooscyloskopów) są prymitywne i niedopracowane, więc takie napięcie zwykle powoduje ich uszkodzenie. Maksymalne dopuszczalne napięcie na wejściu większości pseudooscyloskopów to ±40 V (Highest Test Voltage na rysunku 1). W zasadzie uszkodzeniu zapobiega sonda 10:1, ale jeśli zostanie omyłkowo przestawiona na 1:1, to przyrząd ulegnie zniszczeniu. To naprawdę jest ważny praktyczny szczegół, który powinien decydować o tym, czego nie kupić!

I druga sprawa: wielu amatorów tanich, na pozór bardzo atrakcyjnych nowości, nie zwraca uwagi, jaka jest maksymalna czułość wejściowa. (Vertical Sensitivity na rysunku 1). Dotyczy to szczególnie małych przyrządów przenośnych. Ogólnie biorąc, taki pseudooscyloskop jest prymitywny, „zaśmiecony”, ma duży poziom szumów i maksymalna czułość jest niezadowalająca. Często ta maksymalna czułość to żałosne 50 mV na działkę, jak w tym przypadku, albo 20 mV/dz. Czyli o wiele za mało jak na prawdziwy oscyloskop, który powinien mieć maksymalną czułość 1 mV/działkę lub co najwyżej 2 mV/dz.

Owszem, czułość 50 mV na działkę może być wystarczająca, ale tylko dla elektronika „cyfrowca”, który nie mierzy sygnałów analogowych, a jedynie cyfrowe impulsy mające amplitudę 3…5 V. Ale jeżeli tak, to może zamiast oscyloskopu na początek wystarczyłby analizator logiczny, a nie oscyloskop?

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze styczniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 1/2024). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 1/2024 znajduje się tutaj.

 

Piotr Górecki

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mam wysłać na podany adres e-mailowy.