Val av digitalt oscilloskop

[jadler]

Jag funderar på att skaffa mig ett oscilloskop, och då helst ett digitalt med plattskärm. Eftersom jag inte har haft eller använt ett sådant tidigare är jag lite osäker på vilka parametrar jag skall titta på.

Jag antar att bandbredd och sampling rate sätter grunden för dess prestanda, men jag är osäker på vad som är "lagom". I min tänkta prisklass (nya på eBay) verkar 100 MHz och 1 GS/s vara rimligt. Borde jag klara mig med mindre, eller borde jag fundera på något bättre?

Vidare antar jag att lagringsutrymmet spelar in, vissa kan spela in några tiotusen samplingar, andra några miljoner. Spontant känns det som att det borde vara bra att ha mer minne (och minne borde ju verkligen vara billigt, så jag förstår inte riktigt varför vissa enheter har så ont om det).

Hantek DSO5102P verkar prisvärt (finns på eBay för omkring 2200 kronor inklusive frakt, tull och moms kan tillkomma), men det kan bara lagra 40 kS. Det verkar som att man kan modda detta oscilloskop (via Linux CLI över UART) för att få dubbla bandbredden, alltså 200 MHz.

Idag hittade jag OWON SDS7102, som går att få för omkring 3000 kronor med fri frakt, och då är det versionen med VGA-utgång, LAN och ett batteri för att köra det utan nätkabel. Den har också en bandbredd på 100 MHz, sampling rate på 1 GS/s, men den kan lagra 10 MS (250 gånger mer). Dessutom har den en lite större skärm, och som sagt VGA-utgång och nätverksanslutning, och man får med batteri och ibland även väska. Den kostar några hundra mer, men verkar för mig betydligt mer kapabel.

När det gäller specifikationer och nomenklatur har jag några frågor.

• Det verkar som att många tillverkare anger "Real-time sample rate" som i dessa fall är 1 GS/s (vilket jag tolkar som att AD-omvandlarna gör en miljard omvandlingar per sekund, åtta bitar), och "Equivalent sample rate" som är mycket mer. Vad innebär det senare?
• Vad innebär egentligen bandbredd i detta sammanhang? Vad är (den eventuella) kopplingen till sample rate?
• Det tycks som att bägge dessa enheter kan mäta frekvens, Hantek säger sig kunna mäta från 4 Hz till bandbredden, OWON upp till Nyquist-frekvensen. Det senare borde väl vara halva samplingfrekvensen, alltså i detta fall 500 MHz, eller tänker jag fel?

Jag har även sett några kombinerade DSO och logikanalysatorer, vilket ju verkar väldigt smidigt. Tyvärr ökar priset en del, och de som jag har sett har också betydligt mindre lagringsutrymme för oscilloskopet än ovan beskrivna OWON SDS7102. Ett exempel är OWON MSO7102T som finns för omkring 4400 kronor, och som verkar ganska likvärdig ovanstående (plus 16-kanalers LA), frånsett att oscilloskopdelen bara kan lagra 6000 samples, och det verkar heller inte som att den har FFT-funktioner.

Vad tror ni som faktiskt kan något inom detta område?

(Som några av er vet är jag alltså läkare, specialist inom öron-, näs- och halssjukdomar, och nu även hörsel- och balansrubbningar. Detta med elektronik är en kär hobby för mig, och jag är stolt att kalla mig amatör [med betydelsen "någon som älskar"] inom området.)

[TomasL]

Börja med att sätta upp en vettig krav-spec på vad du vill ha och vad du måste ha, utgå sedan ifrån den när du skall välja.
Beträffande analog bandbredd vs samples.
För analoga repeterande signaler kan en samplingshastighet om 2x max frekvens du skall mäta fungera.
För digitala signaler är det mer komplicerat.
Generellt kan man säga att bandbredden minst bör vara 0,35/stegtiden på signalen, för att sedan verkligen kunna mäta så behöver skopet gha en bandbredd på minst 5x den beräknade.
Dock det hela beror på vad du vill mäta.

[Gimbal]

För att förvirra ytterligare så kastar jag in det skåp jag själv köpte för ett tag sedan, Rigol DS1074Z lite dyrare dock på 4050 kr+moms på instrumentcenter för tillfället.

Har flera fina funktioner inbyggda som kan låsas upp genom att köpa till koder, de koderna kan även hittas annorstädes av den vars samvete tillåter sådant. Rätt kod förvandlar även skåpet till ett DS1104Z skåp.

Det fungerade i alla fall så sent som i våras, vet däremot inte om det fortfarande fungerar att göra så, men lite googlande kan säkert ge svar på det.

[H.O]

Titta även på Rigols senaste instegsmodell, DS1054Z (som av allt att döma är exakt samma apparat som DS1074Z och DS1104Z).

4-kanaler, 50MHz, 1GS/s, 12MPts för runt 3300:- inkl moms vilket är extremt prisvärt (och så är det som sagt "upplåsningsbart" vilket gör det än mer prisvärt). USB och LAN interface är standard men utgång för extern skärm saknas. Notera dock att 1GS/s gäller vid en kanal aktiv, 500MS/s vid 2 kanaler och 250MS/s vid 3/4 kanaler.

Det saknar logikanalysator men har avkodning av RS232, SPI, I2C via de analoga signalerna. Vill du ha inbyggd logikanalysator (16 kanaler) är motsvarande modell MSO1074Z men då ökar priset till det dubbla....

[jadler]

Det ser ut som att Rigol DS1054Z har en bandbredd på 50 MHz, men fyra kanaler, DS1074Z motsvarade men 70 MHz. Kan man låsa upp det till funktionerna för en DS1104Z antar jag att man får 100 MHz bandbredd. (Hantek-skopet kan som sagt moddas för att få 200 MHz.)

Vad innebär bandbredd rent praktiskt vad gäller oscilloskop? Vad har jag för glädje av fler än två kanaler, när behöver jag det?

TomasL: Tack, jag är nu förvirrad på en något högre nivå. Så det stämmer som jag tänker, att man bör kunna se, eller mäta frekvens för, en signal på halva sample rate (alltså 500 MHz vid 1 GS/s) även om skopet är specat för en "bandbredd" på 100 MHz?

Jag har svårt att skriva en krav-spec eftersom jag inte ens förstår specarna tillräckligt väl. Jag vet inte vad jag behöver, en kanal eller fyra, 25 MHz eller 200 MHz, 250 MS/s eller 2GS/s, 6 kS lagring eller 20 GS lagring.

Jag är radioamatör och skulle inte ha något emot att åtminstone kunna titta på HF-signaler (50 MHz och lägre), VHF och UHF (kring 150 respektive 435 MHz) vore en bonus men inte livsviktigt. Jag har nyligen börjat fundera på att bygga något APRS-gränssnitt, och då handlar det om att hantera en form av FSK för 1200 bps, informationsbärande frekvenser inom hörbart frekvensområde.

Jag håller också på med mikrokontrollers och hoppas kunna lära mig mer både inom digital och analog teknik.

[TomasL]

Börja med att fundera på max frekvenser du vill mäta.
Vilka typer av vågformer, repetitiva eller ej.

[Klas-Kenny]

"Vad innebär bandbredd rent praktiskt vad gäller oscilloskop?"

I princip hur snabba signaler du kan kolla på. Med ett oscilloskop på 50MHz så om du matar in en sinusformad signal på just 50MHz så kommer scopet att visa den med -3dB mindre amplitud än den faktiskt har (kanske lite mindre dämpning, om tillverkaren varit lite generös), och om man ökar frekvensen mer kommer den uppmätta amplituden att sjunka allt mer.

Och med andra signaler med högfrekventa komponenter, som tex. en fyrkantsvåg med snabba flanker, kommer se rundade ut en bra bit under 50MHz.

Du kan säkert mäta på mycket högre frekvenser beroende av sample-rate, men du kommer att få dämpning i mätvärdena. Och går du tillräckligt högt i frekvens på en för liten signal kommer den ju dämpas så mycket att den inte kan mätas alls.

Med reservation för fel på någon detalj kanske.

"Vad har jag för glädje av fler än två kanaler, när behöver jag det?"
Varje gång du vill kolla på mer än två signaler samtidigt. Tex. om du har en krets som tar en insignal, gör något med den, och ger en utsignal. Så vill du säkert kolla på insignalen och utsignalen samtidigt, men sen kanske du vill kolla hur det ser ut någonstans mitt i kretsen samtidigt, då behöver du fler kanaler.

Eller på en digital signal, kan det ju bli hur många linjer som helst man vill kolla på samtidigt.

[jadler]

Tack!

Klas-Kenny: Nu förstår jag begreppet bandbredd applicerat på oscilloskop lite bättre. Tack!

Jag kan nämna att jag redan har en enkel logikanalysator från Salae, åtta kanaler (Salae Logic). Självklart vore det fint att kunna registrera analoga och digitala signaler simultant, men jag vet inte om jag som "hobbyelektroniker" kommer att ha så stor nytta av det att det är värt den extra kostnaden.

TomasL: Problemet är väl att jag inte ens kan svara på vilka frekvenser jag kommer att behöva kunna mäta.

Jag får nog tyvärr be att ni ser mig som en elektronisk idiot, som vill och försöker lära sig bättre.

[adent]

Jag tror som följer:

Eftersom du redan har Salae:n så tror jag du kan skippa ett kombinerat analogt och digitalt (visst vore det hemskt trevlig ibland, men jag har klarat mig utan). Oftast kan man återskapa det man mäter på mer än en gång och koppla om emellan om det är så.

MVH: Mikael

[Klas-Kenny]

Jag kan väl spontant säga så här..

De här åren jag haft mitt Rigol DS1052E (tre år nu tror jag) så har jag, för vad jag gjort, aldrig behövt mer än de 50MHz det är på. Har "hackat" det till 100MHz, bara för sakens skull, men har inte haft någon direkt nytta av det ännu i alla fall.

Fler än två kanaler har det väl hänt några gånger att jag önskat att jag haft, men inte precis varje dag, och uppenbarligen inte tillräckligt ofta att jag uppgraderat.
Nästa scope kommer dock att bli ett fyrkanaligt bara för att det är skönt att ha de gångerna man faktiskt behöver det, men kanske inte superviktigt i det första scopet om man är på en tight budget.

Det är naturligtvis helt beroende av vem man är och vad man gör, tänkte bara att det kanske kunde vara intressant för TS med lite erfarenheter från andra för att underlätta valet.
Och jag skulle väl gissa att vad jag gjort kan vara ett ganska bra snitt på den gemene hobbyisten. Lite analoga grejer i typ audiofrekvenser och sådär, digitalt i form av inte jätteavanderade µC och liknande.

[grym]

en sak är att skaffa sig något som är vettigt nu, annvända det och om några år så finns det kanske änn bättre för ungefär samma peng

datorutvecklingen gör det lättare att få fungerande bra digitala skop
stora snabba minnen ger möjligheter, och det blir bättre och bättre för var eller varannat år

förr var det svårt med både långsamma och snabba signaler

långsamma krävde ex analoga minnesskop, och snabba både bra signalförstärkare och bra bildrör med hög accelerationsspänning så man såg något

jag föreslår att man skaffar ex ett rigol, och lär sig hantera det, och om man behöver bättre så skaffar man det då man vet vad man verkligen behöver ha
problemet är att det ofta kostar mycket mera om man kommer över en viss gräns

för min del så är jag inte helt emot analoga skop, man har lärt sig för och nackdelarna och ska man bara kolla på lite signaler så är det ibland lättare där


även den billigaste rigolen skulle varit en våt dröm på den tiden när det bara fanns ananloga skop

[carpelux]

För tillfället finns det nog ingen tvekan om att Rigol DS1054Z är most bang for the buck om man tittar på hobbysegmentet. Det har många insett och därför är det tomt i hyllorna hos de flesta återförsäljarna idag. http://www.instrumentcenter.se/sv/40-15 ... andard.php

Rigol har sin vana trogen använt samma hårdvara för hela modellserien, och sedan via mjukvara begränsat bandbredden. Dessutom är de utrustade med diverse olika godsaker från början, som t.ex dekodning av olika protokoll, extra minne och mer triggerfunktioner. Allt detta kan man aktivera genom att mata in koder till skåpet. Har man lust och samvete så har det kommit ut en kodgenerator som genererar dessa koder, och då blir skåpet helt uppdaterat. Det är alltså inget hack i egentlig mening utan det är inbyggt i skåpet från fabrik.

Nyttan med fyra kanaler är t.ex. när man jobbar med microprocessorer och vill avkoda seriell kommunikation som 12c och spi och kanske samtidigt se hur andra signaler påverkas samtidigt.

En stor fördel med DS1000z-serien jämfört med tidigare rigolskpåp och många andra billiga skåp är att den har "intensity graded display". Det innebär att svepet inte endast har av och på utan kan visas med olika intensiteter, vilket gör att man får mycket mer känsla liknande analoga skåp.

Att bandbredden varierar beroende på hur många kanaler man har aktiverat beror på att alla kanaler delar på samma DSP. En Giga sampels per sekund fixar den, och kör man en 100 MHz signal på en kanal så blir det alltså 10 sampels per våg. med två kanaler aktiverade blir det fem sampels, och med 4 kanaler aktiverade blir det 2,5 sampels. Då är man farligt nära gränsen enl. Nyqvist-teoremet.

[jadler]

Nu har jag surfat runt och läst en del, och Rigol DS1054Z verkar onekligen vara ett kap.

Det verkar som att det går bra att uppgradera skopet till 100 MHz, så att det i praktiken blir ett DS1104Z, och alla fyra tillval skall också gå att ordna med keygen som nämnt. Det finns ett flertal trådar på eevblog rörande Rigol-skop.

Jag undrar, men har inte hunnit kolla upp än, om det kan vara så att hårdvaran för logikanalysator (MSO-serien) och signalgenerator (-S-versionerna) också finns inbyggd på alla skop i serien, och att bara kontakterna och öppningar i höljet saknas.

Förstår jag det rätt så är Instrumentcenter svensk generalagent (eller motsvarande), och de räknar med leverans i mitten av november. Finns det andra företag som säljer Rigol-skop (till privatpersoner)? Kanske någon annan råkar ha ett kvar.

Rigol-skopet verkar också, bland mycket annat, ha fler matematiska funktioner än till exempel alternativen från Hantek eller Owon.

Det blir nog ett DS1054Z i alla fall. Tack för kompetent rådgivning!

[AndersG]

Jag undrar, men har inte hunnit kolla upp än, om det kan vara så att hårdvaran för logikanalysator (MSO-serien) och signalgenerator (-S-versionerna) också finns inbyggd på alla skop i serien, och att bara kontakterna och öppningar i höljet saknas.

EEVBlog hade en teardown på ett nytt Rigol häromsisten och även om moderkortet är samma, så saknas kretsen i de som inte har logikanalysatorn

[adent]

För övrigt: Att gå från att inte äga ett oscilloskop till att äga ett är lite som att gå från att vara blind till att börja se