Osciloskop Siglent SDS1202X-E a zkušenosti s ním
V roce 2019 jsem měl možnost vybrat si a koupit nový osciloskop. Do té doby jsem používal Owon PDS5022S s šířkou pásma 25MHz a vzorkování 100MSa/s.
Při výběru nového zařízení jsem chtěl mít:
- Vzorkování 1GSa/s
- Velkou hloubku paměti, aby bylo možné rolovat a prohlížet dlouhé signály, např. provoz a chyby na sériové lince.
- Víceúrovňové barevné znázornění průběhu
- Cenu do 15 000 Kč včetně DPH
Zvažoval jsem buď nákup staršího osciloskopu ověřené značky, např. Rohde&Schwarz s horšími parametry, nebo nový osciloskop čínského výrobce, který nabízí lepší katalogové parametry, ale těžko říct, jaké bude provedení.
Díky diskusi na eevblog.com, jsem se nakonec rozhodl pro Siglent SDS1202 X-E. V tomto článku se budu věnovat některým parametrům osciloskopu Siglent a srovnám je s vypůjčeným Rohde&Schwarz..
Technické parametry podle katalogu
| OWON PDS5022S | Siglent SDS1202X-E | Rohde HMO1002 | |
| Rozměry | 350 x 157 x 120mm | 312 x 133 x 151mm | 285 x 175 x 140mm |
| Displej | 7,8“ LCD 640×480 | 7“ TFT LCD 800x480px | 6,5“ VGA 640×480 |
| Šířka pásma | 25 MHz | 200 MHz | 50 MHz |
| Vzorkovací frekvence | 50MSa / s na kanál | 500MSa / s na kanál | 500MSa / s na kanál |
| Časová základna | 5ns – 5s / dílek | 1ns – 100s /dílek | 2ns – 50s / dílek |
| Hloubka paměti | 7MSa / kanál | 500kSa / kanál | |
| Vertikální rozlišení | 5mV – 5V / dílek | 0,5mV – 10V/dílek | 1mV – 10V/dílek |
Vstupní sondy a jejich kalibrace
Měřený signál je potřeba do osciloskopu nějak dostat a k tomu slouží měřící sonda. V mém případě jde o pasivní sondy s impedancí 1Mohm. Sondy mají nějakou vlastní kapacitu, která je daná hlavně vlastnostmi kabelu. Naměřené kapacity:
| 1 : 1 | 1 : 10 | |
| Owon | 100pF | 33pF |
| Siglent | 62pF | 28pF |
| Rohde | 60pF | 25pF |
Sondy mám po dvojicích, takže jsem v prvním kanálu nechal sondu Siglent a do druhého postupně zapojil ostatní sondy:
Tady jsou použity dvě sondy Siglent
Tady je druhá sonda Owon
Tady je druhá sonda Tesla
Tady je druhá sonda R&S
I z jednoduchého porovnání dostupných sond je zřejmé, že výběr sondy je důležitý. Existují takové, které výrazně zatíží měřený obvod, nebo zdeformují měřený průběh signálu. Tesla byla k analogovému osciloskopu s šířkou pásma 100MHz, Owon sám má šířku pásma 25MHz, tomu odpovídá sonda deformující signál.
Zobrazení šumu
Siglent má v technických parametrech uvedeno víceúrovňové zobrazení signálu. To mě zaujalo, protože starý Owon kreslí šumem zatížený signál pořád jednou barvou, takže zobrazený průběh je široký a není vidět nejpravděpodobnější tvar signálu bez šumu. Siglent se to snaží řešit různými odstíny zobrazeného průběhu.
Rohde to zvládne taky, ale jenom tím, že osciloskop rychle překresluje obraz na displeji a méně pravděpodobné průběhy zatížené šumem nejsou zobrazeny tak často.
Trigger
Na Da převodníku jsem naprogramoval složitější průběh signálu, aby bylo vidět, jak si osciloskopy poradí s trigováním.
Owon takový signál nedokáže zachytit
Siglent signál zachytí, ale nezobrazuje úroveň triggování.
Rohde s funkcí Quick view zobrazí i místo, ve kterém je signál triggován a ještě další důležité údaje o průběhu napětí a času.
Zoom
Osciloskop s velkou pamětí umožňuje prohlížet detailně zaznamenaný signál. Maximální hloubku paměti 14MSa využijeme při nastavení časové základny na 1ms/dílek. Displej osciloskopu má horizontálně 14 dílků, do paměti se tedy vejde právě jedna celá obrazovka a zaznamená čas 14ms. Funkcí zoom se potom můžeme podívat na jednotlivé detaily signálu zaznamenaného s vzorkovací frekvencí 1GSa.
Siglent s funkcí Measure napíše spoustu údajů přes zobrazovaný signál. R&S má funkci Quick view, kterou není možné použít spolu se Zoom.
Sériová komunikace
Jedním z důvodů, proč jsem se rozhodl koupit Siglent, je funkce dekódování sériové komunikace. Občas je potřeba najít důvod, proč procesor není ochoten komunikovat s periferiemi. A nemusí to být jenom špatně nastavení polarity signálu, ale taky třeba špatně zapojené pull-up rezistory.
Čínský logický analyzátor, kopie Saleae, umí sám změřit rychlost komunikace a zobrazí i ASCII znaky. Problém je, že vzorkuje logické úrovně signálu, takže není vidět deformace vzniklá špatným zapojením.
Siglent s využitím funkce zoom umí zobrazit jednotlivé detaily přenášeného signálu. Neumí změřit rychlost komunikace a neumí zobrazit ASCII znaky.
Rohde umí dekódovat signály sériových sběrnic až po zakoupení licence.
FFT
Osciloskop má dost velký výpočetní výkon, aby z naměřených vzorků sestavil tvar kmitočtového spektra. Vodorovně je zobrazen kmitočet, svisle síla signálu pro jednotlivé kmitočty v decibelech, nebo milivoltech.
Aby bylo možné provést rychlou Fourierovu transformaci, je potřeba mít dostatek vzorků v paměti osciloskopu.
Dále je zapotřebí nastavit:
- svislé rozlišení v dB, nebo mV na dílek a referenční úroveň signálu
- vodorovné rozlišení v Hz na dílek a kmitočet uprostřed zobrazeného spektra
Signály pro tyto pokusy vytvořím opět na DA převodníku, který je integrován do procesoru, takže signál je hodně rušený šumem. Pro každou periodu bude použito 100 vzorků a signál je měřen na výstupu DA bez dalších obvodů.
První se podíváme na sinusový signál. Vlevo je vidět vlastní kmitočet.
Druhý bude obdélníkový signál
Siglent s automatickým nastavením
Siglent s manuálně nastavenými hodnotami. Tady je možné sledovat jednotlivé harmonické kmitočty.
R&S má lepší odhad na automaticky nastavené hodnoty pro výpočet, ale na výsledku nejsou vyznačeny jednotlivé kmitočty, ani úrovně signálu. U Siglent člověk musí sám nastavit rozlišení a referenční úroveň signálu, ale z výsledku lze lépe odečíst jednotlivé hodnoty.
Software
Siglent ke svému zařízení dodává program EasyScopeX. Ten umožňuje připojit zařízení, snímat obrázky z displeje, nebo virtuálně ovládat celý osciloskop.
Osciloskop může být připojen přes USB, nebo přes LAN.
Na předním panelu osciloskopu je USB zásuvka pro Flash disk. Z něj je možné nahrát do osciloskopu nový firmware, nebo na něj nahrávat obrázky z displeje osciloskopu. Ty budou po stisku klávesy Print ukládány ve formátu *.png
Klady a zápory
Rohde&Schwarz
Neumožňuje zobrazit tolik údajů najednou, vzhledem k většímu počtu tlačítek na klávesnici to ani není nutné. Jednotlivé informace o zobrazovaném signálu se zobrazí postupně.
V mnoha případech automaticky zobrazí na signálu automaticky kurzor a k němu píše důležité hodnoty. To Siglent neumí, všechny hodnoty jsou zobrazeny v tabulkách mimo signál.
Siglent
Má menší množství tlačítek na klávesnici, funkce jsou různě kumulované. Na začátku je potřeba občas nahlédnout do manuálu. Reakce na požadavky uživatele, např. posouvání obrazu po displeji jsou horší, než u R&S.
Osciloskop vypisuje měněné hodnoty velkým písmem uprostřed displeje, uživatel má rychlejší info o tom, co právě mění.
Osciloskop má větrák a trvá mu 15 sekund než po stisku tlačítka Power nastartuje 😊
Závěr
Nový čínský Siglent splnil všechny mé požadavky při amatérském měření. Ale stejně by je splnil i starší osciloskop některé z evropských značek s menší šířkou pásma.