Запихать верблюда в USB. Тест USB осциллографа Hantek DSO-20

[ArtemKuchin]

Статья
Запихать верблюда в USB. Тест USB осциллографа Hantek DSO-2090.
http://radiokot.ru/lab/otk/kotodromyxlo/07/

Прочел, есть вопросы и замечания.
Введение про скорость передачи между компом и осциллографом немного упускает один важный момент: по сути, какая скорость передачи вообще не важно, ибо цифровые осциллографы они DSO, т.е. ЗАПОМИНАЮЩИЕ. Принцип работы такой:
- ждем триггер
- после обнаружения триггера заполняем кольцевой буфер
- передаем (или показываем, если экран есть) содержимое буфера. Эта передача хоть три дня может занимать, если вас это устроит.

Т.е. скорость интерфейса не принципиальна неважна для работы, но приятна. Тот же 2090 спокойно работает на 10Мбит на USB 1.1, просто обновление картинки медленнее, что неприятно, но не смертельно.

Теперь по самом тестированию:
1) Была ли сделана регулировка щупов по тестовому сигналу, который на корпус выходит?
2) Сделана ли калибровка нуля после 5 минут работы в этом же месте, где он работает?
3) Какая настройка щупа использовалась? Судя по скриншотам там 1:1, но в режиме 1:1 полоса убогая, ни о каких 10Мгц и речи быть не может. 1:1 используется едва до 1МГц, если нужна нормальная полоса, то только 1:10.

4) Примечание к картинке http://radiokot.ru/lab/otk/kotodromyxlo/07/26.png -" На сам сигнал смотреть просто страшно." закономерно, но придираться к этому никак нельзя. Банально: 100нс на деление, какая это частота дискретизации? У него есть особенность: в 1канально режиме он жмет 100Мгц, а в двуканальном по 50Мгц на канал. Там как раз такой режим - с делением частоты на два канала.

Размер буфера при такой скорости доступен только один - 10000 замеров. На экране 10 делений. Получаем:
100мкс/деление*10 делений = 1 мкс на весь экран
10000 замеров / 100 мкс = 10 000 000 000 замеров / 1 сек
т.е. 1ГГЦ! Что намного больше, чем он тянет. Т.е. заполнить весь буфер он просто не успеет, поэтому используется
только часть буфера.
В итоге получается 4-5 замеров на деление.
Посему и сигнал кривой. А так как расстояние между замерами большое, то он даже не пытается их скруглить, так как истинная форма не известна.
Давно известная истина, что с цифровыми осциллами нужно иметь запас 5 раз минимум по частоте дискретизации, чтобы рассмотреть более или менее нормально сигнал тут видна во всей красе. Надо рассмотреть красиво 20МГЦ? Частота дискретизации должна быть 100Мгц и выше. Если же смотреть на меандр, то 1:3 вполне хватит, правда будут не точно показаны точки нарастания и спада.

Так что тест какой-то мутноватый вышел.

Могу дать погонять на таком тесте что нить из нового поколения: 6022BE - супербюджетная машина и модели постарше 6052BE, 6082BE. Они еще меньше места занимают, так как стоят вертикально
С удовольствием сам бы почитал результаты тестов на таком генераторе.


Так как 2090 сейчас у нас кончились, то завтра сделаю по правилам тест на DSO-2150 на 25Мгц синусоиде и кину картинку сюда.

[Сэр Мурр]

Если при использовании традиционного осциллографа на ЭЛТ возникают вопросы, то что получается с цифровым осциллографом?
Надо пройти курсы пользователя! Причём, если сменил модель- пройди переподготовку!
Производители не заморачиваются описанием нюансов при проведении измерений ( А.Кучин достаточно хорошо описал проблему и способы её устранения). В результате- получают кучу нелестных отзывов о своей продукции, или вообще начинаются "священные войны" между приверженцами разных брендов.

[Max]

Да нет, Артем. Тест-то как раз совершенно прозрачный - я честно указываю исходные данные и демонстрирую, что получается в результате.
А вот производитель явно мутит воду.
Я, как и большинство обывателей, не знакомых с тонкостями и нюансами подобных устройств исходил из своего опыта работы с обычными осциллографами - и аналоговыми, и цифровыми.
И если с USB устройствами весь этот опыт не годится, значит производитель должен ЯВНО указать, что полоса в 40МГц - это туфта и профанация. И что реально измерить 40 мегагерцовый сигнал на нем не получится. Но ведь этого никто не пишет.
По пунктам:
1. Да
2. Да
3. Пробовалось и то и другое. На 1:10, действительно картинка исправлялась, становясь значительно меньше, разумеется, но см. п.4.
4. По большому счету, на картинку мне наплевать, но что с амплитудой, почему ты на этом не заостряешь внимание? Некорректно измеряется величина сигнала - это основная моя претензия к данному прибору.
И более того - первые искажения сигнала я получил, вообще не применяя никаких щупов. Я напрямую соединял выход генератора и вход осциллографа ВЧ кабелем с BNC разъемами.

Можешь дать на тест что-то получше - отлично, все только за.
2150 тут не причем, речь шла про 2090, так что не напрягайся

[ArtemKuchin]

Согласен с тем,что было бы намного лучше жить, если бы производитель описал все тонкости своей техники, однако я боюсь, что они сами их не знают Кстати, именно по этой причине мы их продаем с манибэком 2 недели, чтобы каждый сам мог поиграться и оценить подходит или нет. Вообще, касательно переподготовки это не шутка. Даже с техникой за тысячи долларов все равно выползают какие-то особенности, которых в доках нет. Садишься на другой аппарат и там что-то свое. Как жить, как жить.
Но это лирика.

По делу:

Я заострил внимание на щупе, так как именно из-за него и происходит уменьшение. Могу даже выразить теорию почему сигнал вдруг уменьшается безобразно. Очевидно генератор нельзя слишком сильно грузить, если его грузить, то амплитуда падает. Я такое с другими генераторами наблюдал. Так вот, в режиме 1:1 входной импеданс у этих осцилов маловат будет! Генератор грузится, амплитуда реально падает. Делаем 1:10 и все становится как надо. Никакого уменьшения на эране при это не происходит, если все нормально настроить, а именно: 1) щелкнуть переключателем в положение 1:10 2) в программе выставить x10
и будет красота!

Касательно полосы в 40Мгц - она там есть, все с ней в порядке. Ну может быть,если строго судить, то 35Мгц до -3db. Но входная полоса это всего лишь входная полоса. А че с ней делать то? Еще раз повторю: качество отображения сигнала при достаточной полосе зависит от частоты дискретизации, которая должна быть раз в 5 больше частоты захватываемого сигнала.
Вот здесь кроется один дисбалансов многих приборов хантек. А именно: он дают большую полосу, а дискретизация для этой полосы маловата. Или наоборот, дают слишком большую полосу для этой частоты дискретизации. Как кому угодно это воспринимать. По моему сугубо личному мнению, сбалансированным было бы или 20Мгц полосы и 100Мгц дискретизации или 40Мгц полосы и 200Мгц на захвате. Но даже если это не так, то надо просто понимать это. Это, так сказать, самые азы понимания работы цифровых (любых цифровых) осциллографов.


2150 не буду приводить тогда, так входной тракт лучше, но в целом то же самое. Подожду 2090 и покажу.
На тест дам. Не обещаю, что будет получше. Оно другое

[Max]

Артем, я же написал - первые измерения я проводил без щупа - с простым ВЧ кабелем.
Что до входного сопротивления, то в ТТХ прибора написано - 1МОм, 25 пФ. Я забегу немного вперед, но нагрузочную способность генератора я тоже тестировал - выходное напряжение на нем начинает уменьшаться, начиная с сопротивления нагрузки в 1кОм.
Ты хочешь сказать, что щуп роняет входное сопротивление осциллографа ниже одного килоома??? Да в жопу такой щуп, в таком случае, простите мне мой французский

Касательно полосы в 40Мгц - она там есть, все с ней в порядке.

Ну прекрасно, тогда хочется задать вопрос - на кой черт делать такую полосу, если прибор все равно не в состоянии обработать сигнал в этой полосе? Что мне с этой полосой делать-то - закатать её с чесночком в банку? Пользоваться-то ей все равно нельзя.
Возможно, я несколько не на том сделал акцент - надо было написать, что при такой частоте сэмплирования, измерять высокочастотный сигнал не получится. Но по факту - какая разница? Выше частоты в 1МГц осцилл врет и чем выше частота, тем больше он врет. О чем я и написал.

На тест дам.

Очень хорошо, жду

[El-Eng]

Вообще-то у DSO-2090 с полосой все в порядке. Я, как-то, уже давал картинку работы осциллографа в режиме субдискретизации (undersampling): viewtopic.php?p=1487790#p1487790
Так вот, осциллограф-то был как раз DSO-2090 (программа моя), а сигнал на входе - 50МГц от микросхемы кварцевого генератора с питанием 3.3В. Легко видеть, что осталось примерно 2.3В, что как раз соответствует уровню 0.7 (может, это мне так повезло?).
Кстати, Max, вот вам ответ на вопрос, зачем делать такую полосу (я имею в виду undersampling).
Но мне интересно другое: мой DSO-2090 заметно подвирает на пределах 2 и 4 миллисекунды в клетке (правда, в пределах погрешности). Хочется узнать, это особенность моего экземпляра или это так у всех?

[ArtemKuchin]

Хмм. очень любопытно

Вот ТТХ щупа:

http://www.hantek.ru/products/pp200.html

И это не тот щуп, который с 2090 идет, а покруче.
И даже у этого покруче сказано что полоса в 1:1 10Мгц макс!
Т.е. на 10Мгц уже будет -3db! А что уж говорить то тот слабенький щуп который с 2090 идет.

А с 2090 идет PP-80 и его ТТХ тут:
http://www.hantek.com.cn/english/produc ... sp?unid=71
и тут сказано, о боже, в режиме 1:1 в него пролезает всего 4МГц!
(в 1:10 - 60Мгц).


И тут вопрос: а сколько лезет в тот коаксиал которым в начале генератор был соединен с осцилом. Какие паспортные значения?

El-Eng:
Касательно того, что при 50Мгц коэф 0.7 - и это чудо, ибо 50Мгц это на 10Мгц (т.е. на 25%) больше паспортной полосы!
Можно конкретнее про подвирает, тогда скажу везде оно так или нет. Какие цифры?

И спасибо по инфу про undersampling. Действительно, при ней большая полоса имеет смысл, как и при ETS. Но на 2090 ETS нетути.

[Max]

Я, если честно, ничего не понял - причем тут уровень 0,7, причем тут субдискретизация?
Товарищи, мы тут обсуждаем прибор, который должен измерять и отображать входной сигнал, согласно заявленным ТТХ.
Мне не нужны пляски с бубном, мне нужен нормальный прибор, на показания которого можно положиться - для этого и существуют измерительные приборы, понимаете? Так вот, в случае с этим прибором, на его показания можно положиться в случае, если частота входного сигнала не превышает 1 МГц.
Если вы хотите устраивать пляски с бубном, усовершенствовать его, найти недокументированные функции, которые позволяют повысить его точность - нет проблем, отлично, я только за. Но статья не об этом.

[Max]

И тут вопрос: а сколько лезет в тот коаксиал которым в начале генератор был соединен с осцилом. Какие паспортные значения?

Артем, ну не заставляй меня цитировать мою же статью - прочти еще раз внимательно, пожалуйста момент, с переключением генератора на Rigol 1202 - это и есть ответ на твой вопрос.

[El-Eng]

ArtemKuchin, чуда особого не вижу - у вас есть старшая модель DSO-2150, у которой полоса 60МГц. Вряд ли входные цепи у нее и у DSO-2090 сильно отличаются. Плюс технологический разброс параметров (у 1ГГц Тектроникса реально измеренная полоса была 1.4ГГц). Конечно, Хантек не Тектроникс, но мысль, надеюсь, понятна.

По поводу пределов 2 и 4 мс: цифры не скажу, осциллографа нет под рукой, но вы легко можете все увидеть: возьмите софт 7.0.0.3 (например) и посмотрите сигнал встроенного калибратора 2Vpp 1KHz на пределах 1, 2 и 4 миллисекунды в клетке. У меня на пределе 1 мс на экране укладывается целое число периодов, а на пределах 2 и 4 мс - нецелое (хуже всего на 2 мс).

Max, это не пляски с бубном, это некоторые возможности цифровых осциллографов, недоступные аналоговым. Но статья, действительно, не об этом.

[ArtemKuchin]

И тут вопрос: а сколько лезет в тот коаксиал которым в начале генератор был соединен с осцилом. Какие паспортные значения?

Артем, ну не заставляй меня цитировать мою же статью - прочти еще раз внимательно, пожалуйста момент, с переключением генератора на Rigol 1202 - это и есть ответ на твой вопрос.

Действительно, запямятовал.
Пошел ТТХ ригола глянуть:
РИГОЛ: 1МОм /15пФ
2090: 1 Мегаом 25пФ

на 10Мгц разница несущественная должна быть между 15 и 25пФ, около 600 на 25 или 1000 на 15.

Я уверен на 100% что с щупом 1:10 2090 бы показал все нормально.

И вывод напрашивается интересный: заявленный в ТТХ входной импеданс (и возможно емкость) не соответствуют
действительности. Других объяснений просто не вижу.

Есть какие идеи еще, что может быть "не так"? Я это к тому, что буду с инженерами общаться и тыкать носом.

Эка, какую интересную тему MAX нарыл

[El-Eng]

Есть какие идеи еще, что может быть "не так"? Я это к тому, что буду с инженерами общаться и тыкать носом.

Вот картинка из статьи:



Установлен одноканальный режим работы с частотой выборки 100МГц. В нем АЦП работают поочередно. Обратите внимание на мелкую изрезанность синусоиды (хорошо видна на максимумах). Это, похоже, результат влияния разницы в напряжениях смещения входных цепей АЦП. Этот эффект можно устранить программно, но правильнее было бы сделать аппаратную компенсацию (подстройку). Впрочем, не сделано ни того ни другого.

Я, если честно, ничего не понял - причем тут уровень 0,7, причем тут субдискретизация?

Поясню. На входе осциллографа меандр с частотой 50МГц и размахом 3.3В. Наблюдаем синус с размахом 2.3В. Почему синус, надеюсь, понятно. Размах в 2.3В соответствует ослаблению сигнала 3.3В на 3дБ (уровень 0.7). Другими словами, 50МГц - это граница полосы пропускания по уровню -3дБ (0.7).
Субдискретизация позволяет, при соблюдении определенных условий, подробно наблюдать сигналы с частотами, близкими к кратной частоте выборки. Это - палочка-выручалочка при отсутствии режима эквивалентной дискретизации.

29.png

(80.07 КБ) 7066 скачиваний

[Сэр Мурр]

Я жутко извиняюсь, но что-то вспоминается насчёт того, что ВЧ-сигналы надо смотреть на СОГЛАСОВАННОЙ нагрузке. То есть, если у генератора выходное сопротивление 50 Ом, то и на вход осциллографа надо ставить 50 Ом сопротивление (безреактивное!), и тогда смотреть и измерять параметры сигнала.
На некоторых осциллографах был переключатель входного сопротивления 1МОм или 50 Ом.

[Max]

Нет, Сэр Мурр, это к чему-то другому относится, явно. Я еще раз напоминаю, что в статье есть картинка референсного осциллографа и там совершенно иные показания. Сопротивление входа там - 1МОм. Генератор не рассчитан на сопротивление нагрузки в 50 Ом. В этом случае выходное напряжение падает ровно в два раза.

[Сэр Мурр]

Выше упоминалось про частотные характеристики кабелей. К собственной входной ёмкости осциллографа добавляется ёмкость кабеля , если кабель без входного делителя. Похоже, что кабели довольно плохие. Можно проверить ёмкости кабеля на любом измерителе, и измерить входную ёмкость самого осциллографа.
Дык, ещё не упомянул про подстройку входного делителя напряжения. Судя по фото, такая подстройка отсутствует- потому и результаты. Переключение делается обычными реле.
Ой, посмотрел на фото обратной стороны- вроде, есть по четыре подстроечных конденсатора(?) на каждый канал.

[Max]

Ну, это уже надо лезть в принципиальную схему, которую, разумеется, нам никто не даст

[Сэр Мурр]

Да, был бы калибратор осциллографов- тогда реально можно оценить характеристики, или подстроить входные делители.
Хотя, и этот обзор намявкивает на некую недоработанность ПО осциллографа- например, при уменьшении коэффициента отклонения по горизонтали (например- со 100 нсек на 40 нсек) синусоида чудесным образом исправляется.

[son1c]

Можете подсказать на какую модель в пределах 130-150 у.е. можно обратить внимание или в этом диапазоне они примерно одинаковы ? (и стоит ли обращать внимание питанется от сети или порта USB)

[xterro]

Приветствую, опубликовал ,ы кто-нибудь такие же картинки для Hantek 6022BE - очень бюджетный вариант для любителей

[igor48]

Немного с запозданием, но все же. Посмотрите, какие усилия прилагают разработчики щупов осциллографов для обеспечения гладкой АЧХ. А Вы хотите «простым ВЧ кабелем». http://6-lab.com/en/doug-ford-the-probes.html
Есть второй вариант: 50 Ом генератор, 50 Ом кабель, 50 Ом нагрузка. Тогда влияние кабеля исключается автоматически.
Намного корректнее было бы подключать комплектный щуп осциллографа в режиме 1/10 непосредственно к выходу генератора. При этом при оценке амплитуды сигнала на ВЧ необходимо учитывать влияние делителя, образованного выходным сопротивлением генератора и входным сопротивлением щуп + осциллограф, которое на ВЧ уже далеко на 10МОм, как на НЧ.
Самым корректным способом было бы все-таки применение «простого ВЧ кабеля» + 50 Ом на входе осциллографа. А про уменьшение амплитуды в два раза не переживайте. Это как раз ближе к жизни. При реальном применении ВЧ генератор всегда нагружен согласованным сопротивлением.