Осциллографы

Цифровой осциллограф предназначен для изучения и визуального отображения электрического сигнала в прямоугольной системе координат. Как и у нестационарного аналогового прибора по горизонтальной оси абсцисс отражается время, а по вертикальной оси ординат амплитуда напряжения. В результате можно наглядно видеть временную диаграмму сигнала и анализировать форму, амплитуду, частоту, фазовый сдвиг, интервалы, параметры модуляции и другие его характеристики.

Осциллограф – это основной инструмент как для любителей, так и для специалистов, занимающихся настройкой и ремонтом электронного оборудования, цифровой техники и электроники, в лабораториях и учебных учреждениях. Осциллограф учебный сэкономит много времени при настройке, а также поиске и устранении любых неполадок.

Моделирующие оснащены электронно-лучевой трубкой. Исследуемый сигнал поступает на экран в режиме реального времени. К достоинствам можно отнести мгновенное обновление экрана при изменениях сигнала. К недостаткам – низкую точность, ограничения в средствах измерения и полосе пропускания, наличие только простых режимов синхронизации и т.д.

В отличие от моделирующих приборов, цифровые не подают полученные при измерении данные сразу на экран. А оцифровывают через преобразователь (АЦП) и запоминают. Затем обрабатывают по заданному алгоритму, строят осциллограмму и выводят изображение на ЖК-дисплей. Главным преимуществом является большая степень автоматизации и высокая точность измерений. Например, осциллограф учебный, стробоскопический и портативный, позволяют не только наблюдать за сигналами, но и при помощи программного обеспечения производить с ними ряд операций и поверок:

• выполнять любые математические действия;
• сравнивать с эталонным значением;
• усреднять, очищая от шумов;
• получать спектрограмму сигнала при помощи преобразования Фурье;
• анализировать по заданной программе и т.д.

В настоящее время существует огромный выбор таких стробоскопических осциллографов, в т.ч. учебных, с индикатором разряда батареи. От самых бюджетных для начинающих мастеров, которые содержат встроенные процессоры с относительно небольшим функционалом. До среднего и профессионального уровня, построенных на базе персональных компьютеров от компаний Rigol, Keysight и др.. Соответственно цены могут быть от самых доступных и до достаточно серьезных сумм.

Классификация

В зависимости от эксплуатационных свойств данные приборы можно разделить по целому ряду признаков.

По исполнению:

• Портативные. Характеризуется базовым функционалом, минимальными размерами и весом, подходят для учебных заведений. Иначе его называют карманным. Практически любой подобный прибор с батарейным питанием и, как правило, оборудован портами для подключения к компьютеру или ноутбуку. У некоторых моделей даже отсутствует экран оснащается USB-разъемами Можно такие USB устройства купить с определенной специализацией. Например, для диагностики и ремонта автомобилей – мотор-тест. Или скопметр, включающий в себя еще и функции вольтметра, амперметра и омметра.
• Стационарный в настольном исполнении, характерном для всех приборов среднего и высокого класса. Как опция может комплектоваться панелью-стойкой для монтажа в шкафу-стойке, оснащается USB-разъемами. Обычно используется в составе комплекса измерительной техники, объединенного в одну сложную систему.

По ценовому сегменту выделяют классы:

• Бюджетный.
• Средний класс.
• Высококлассный (Hi-End).

В зависимости от конструкции, назначения и функциональных возможностей можно выделить:

• Аналоговый (реального времени).
• Цифровой запоминающий. Общий термин для всех обычных (цифровых) мультиметров, оснащенных USB-разъемами. Диапазон частот, с которыми он работает, 50 МГц – 300 МГц.
• Смешанных сигналов. Может также выполнять анализ логических состояний. Такой сигнал подается на цифровые каналы, количество которых обычно составляет 8-16 и более.
• Высокого разрешения с многоразрядным АЦП (от 1 до 4 разряда). Характеризуется повышенной точностью измерений в МГц и ГГц.
• Комбинированный. Объединяет в себе несколько встроенных приборов: генератор сигналов, анализаторы спектра, цепей, сигнала, логических состояний и др., вольтметр, частотомер.
• Стробоскопический. Высококлассные широкополосные мультиметры для исследования сверхскоростных периодических сигналов. Частоты, с которыми работает тот же учебный стробоскопический осциллограф, от 5 ГГц до 50, в ГГц.
• Люминофорный с эффектом послесвечения (подобно электронно-лучевой трубке). Позволяет помимо стационарного сигнала видеть происходящие в нем редкие события и аномалии.

Также в соответствии с исполнением можно выделить следующие категории приборов:

• С гальванической развязкой. Все входы и земля гальванически изолированы между собой, обеспечивая таким образом защиту от возможного короткого замыкания. Можно сделать сделать небольшую развязку на трансформаторах для запитывания прибора.
• Для исследования глазковых диаграмм. Используется при обслуживании телекоммуникационных систем. Сигналы характеризуются такой нестабильностью, как джиттер (фазовое дрожание). Позволяет видеть степень искажения таких сигналов и является индикатором их качества.
• Для поверки. Применяется при проверке генераторов импульсов, калибраторов и др. Для этого может использоваться аттестованный осциллограф эталон 2 разряда с соответствующей полосой пропускания.

Основные характеристики

Все характеристики делятся на метрологические и эксплуатационные. Важнейшими метрологическими параметрами являются: полоса пропускания, питание, разрядность, частота дискретизации, объем памяти, число каналов (2-4 канала и больше) и др.

1. Полоса пропускания – это частота, на которой коэффициент передачи амплитуды импульса уменьшается менее, чем на 3 дБ. Для повторяющихся и однократных сигналов полосы пропускания различны. Этот важнейший параметр определяет с каким диапазоном частот сигнала (ггц, мгц) прибор может работать.
2. Частота дискретизации (выборки). Показывает частоту фиксаций состояния сигнала. Измеряется в числе выборок в секунду (Мвыб/с). Должна быть не ниже полосы пропускания в 4-10 раз.
3. Объем памяти (длина записи). Измеряется в байтах – точках отсчета входного сигнала (КБ, МБ, ГБ). В памяти могут храниться данные большого количества осциллограмм с электрогальванически развязанными каналами. Данные можно переносить на внешние носители (USB).
4. Разрядность АПЦ. Стандартная разрядность большинства АПЦ составляет 8 бит. Высокоточные осциллографы портативные 12 бит в 16 раз точнее, чем стандартный.
5. Количество каналов. У большинства приборов 2-4 аналоговых и 16-32 цифровых.

К эксплуатационным характеристикам относятся: размер экрана, напряжение источника питания, потребляемая мощность, габариты, условия эксплуатации.

Прибор какого производителя лучше выбрать для анализа?

На рынке информационно-измерительной техники представлены осциллографы множества брендов. Лидирующие позиции традиционно занимает компания Tektronix. Ее доля превышает 50% рынка.

Продукция данного производителя отвечает самым современным требованиям. Компания регулярно обновляет выпускаемый модельный ряд, внедряя свои последние разработки. Купить осциллограф Тектроникс для исследований – это значит приобрести один из самых совершенных и надежных измерительных приборов, причем в любом классе, и для полосы пропускания 50-200 МГц, и для 2 ГГц.

Характерный корпус прямоугольной формы в фирменном стиле отличает Tektronix любой модели даже визуально. Цветной экран обычно больших размеров, панель управления строгая и эргономичная. Приобрести любую выпускаемую на данный момент модель Tektronix, возможно на нашем сайте. Стоимость можно увидеть в каталоге, либо узнать по запросу.

Еще одним крупнейшим и быстро развивающимся производителем контрольно-измерительной техники является компания Rigol. Предприятие Rigol делает надежное и высокотехнологичное оборудование. Отличное качество приборов с электрогальванически развязанными каналами и цена в доступном ценовом сегменте характерны для всей продукции компании Rigol. Идеально подходят под поверку Ростеста. Выбрать осциллограф Rigol, купить с возможностью доставки во все регионы также можно в нашем интернет-магазине.

На сайте представлены модели всех классов. Например, если нужно подобрать тренировочный осциллограф из бюджетной серии, можно обратить внимание на модели для изучения: DS1074Z, DS1104Z и DS2302A. Такой прибор с полосой пропускания 100 МГц и более (200, 350) можно приобрести за достаточно скромную цену. Он хорошо подойдет для обучения при проведении практических занятий по курсу физики и электротехники.

Стоит также обратить внимание на осциллограф 350 МГц серии Rigol MSO5000. Все модели серии Rigol прошли первичную заводскую поверку, обладают мощными возможностями и при этом имеют достаточно адекватную стоимость. Кроме того, по результатам сертификации они внесены в Госреестр Средств Измерений до 2026 г.

В модельном ряду компании также можно найти переносные мобильные приборы, осциллографы лабораторные и т.д.

На что нужно обратить внимание при выборе

Огромный ассортимент измерительных приборов усложняет задачу. Помимо стоимости нужно учесть многие факторы. Облегчить процесс выбора поможет последовательность действий из 10 шагов:

1. Выбрать тип. Особенностью рассматриваемых приборов являются шумы квантования (цифровые шумы) и мелкие ступеньки, которые имеются на осциллограмме. Если исследованию подвергается реальный шум, значение которого сопоставимо с квантовым, тогда комбинированный или моделирующий осциллограф купить будет предпочтительней. Практически во всех остальных случаях лучше приобрести цифровой. Возможно измерение следующих параметров: мощность сигнала в канале, коэффициент разделения соседних по мощности и занимаемая полоса частот.
2. Определить полосу пропускания. Это самая основная характеристика. Полоса пропускания должна быть минимум в 3 раза, а для получения точных результатов измерений в 10 раз больше частоты измеряемого сигнала. Например, прямоугольный импульс частотой 150 МГц прибор 500 МГц покажет с заметной погрешностью, в то время как с полосой пропускания 1 ГГц передаст практически без искажений.
3. Определить количество каналов, которое зависит от сложности решаемых задач. Наиболее популярны 2 канальный осциллограф. Иногда может иметь 2 канала основных и 2 дополнительных без отдельных АЦП. Для решения некоторых задач более удобными являются цифровые осциллографы 4 канальные. Если такого количества будет недостаточно можно приобрести логический анализатор или выбрать восьмиканальный. Для исследования логических состояний необходимы цифровые входы. Их количество в приборах смешанных сигналов обычно составляет 8-16, иногда доходит до 32-64.
4. Выбрать частоту дискретизации. Этот параметр осциллографов стробоскопического и реального времени имеет главное значения для сигналов непериодических или однократных. Чем больше частота, тем лучше разрешение для коротких импульсов и перепадов.
5. Выбрать объем памяти цифрового запоминающего осциллографа. Выбирается в зависимости от длительности исследуемого сигнала и частоты дискретизации. Чем больше память осциллографа, тем больше разрешающая способность, но слишком большой объем памяти уменьшает быстродействие прибора. Параметр рассчитывается делением длительности исследуемого временного интервала на значение дискретизации.
6. Выбрать возможности по запуску и разделения осциллографа. В большинстве случаев достаточно запуска по перепаду (фронту). Если исследования сложные потребуются дополнительные возможности.
7. Выбрать возможности для обнаружения импульсных помех и сигналов в цифровых осциллографах tektronix, rigol, с первичной заводской поверкой. Для этого параметра важна частота захвата и способность определения амплитуд коротких импульсов.
8. Определить требования к обработке исследуемого сигнала осциллографа 200 мгц, 350 или 500, необходимый набор функциональных возможностей. А также с желаемую комплектацию (делители, адаптеры, активные щупы и другие аксессуары).
9. Разобраться с возможностями документирования результатов осциллографа, взаимодействия с компьютерами, принтерами и т.д. посредством интерфейсов USB, GPIB или RS-232.
10. Опробовать выбранные на основе перечисленных критериев и сравнить по:

• простоте и удобству пользования;
• быстроте реакции дисплея;
• удобству изучения сложных сигналов.

Преимущества приборов

Осциллографы - важные приборы для изучения переменного тока и имеют множество преимуществ. Они оснащены кабелем, который обеспечивает надежное подключение устройства. Многие современные приборы имеют измеритель параметров и хорошую скорость обновления, что делает их идеальными для работы с быстро изменяющимися сигналами.

Современные приборы также часто оборудованы емкостным сенсорным дисплеем, который облегчает их использование и предоставляет возможности для более удобного представления на поверку данных. Они обычно имеют различные каналы, что позволяет анализировать сигналы различного характера.

Глубина и уровень дискретизации на необходимом уровне, обеспечивая максимальную точность измерений. Приборы также могут предоставлять услуги декодирования данных, что облегчает изучение сложных сигналов и решение различных инженерных задач.

Выбрать наиболее подходящий осциллограф, купить у надежного поставщика.

Наша компания – официальный представитель крупнейших производителей измерительного оборудования. В наличии приборы любого класса от проверенных и хорошо зарекомендовавших себя брендов – Tektronix, Hantek и Rigol.

Компетентные менеджеры предоставят полную информацию об измерительной аппаратуре разных видов. Мы поможем правильно выбрать прибор, который вам точно подойдет. Если вы решили купить осциллограф, цены в нашей компании гарантированно будут на минимальном уровне. Продукция имеет гарантию производителя и все предусмотренные законодательством сертификаты соответствия. Доставка осуществляется в любой город или населенный пункт.