Осциллографические приставки для андроида

Осциллограф-приставка Hantek 6022BE: мобильное приложение и небольшой тест.

В дополнение к предыдущему обзору на осциллограф USB-приставку Hantek 6022BE на два канала с полосой 20МГц (до 48 Мвыб./с), и с поддержкой USB-OTG добавлю немного описания процесса калибровки и несколько тестов в мобильном приложении.

Осциллограф Hantek 6022BE компактный, удобный как для работе на столе, так и в мобильном варианте. Лично я в последнее время использую его даже не с ноутбуком — со смартфоном через OTG.

Подключаю к смартфону, использую приложение HScope.

Без осциллографа можно попробовать приложение в Demo-режиме (можете скачать HScope, посмотреть приложение в Демо).


Перед началом работы рекомендую провести проверку щупов по встроенному генератору тестового сигнала и при необходимости провести компенсацию.

В комплекте есть специальная пластиковая отвертка для подстройки щупа.

Процесс проверки и компенсации щупов

На генераторе присутствует сигнал (меандр 1кГц, 2В).
Сигнал должен выглядеть как меандр.

Если есть перекомпенсация или недокомпенсация, то будут вот такие осциллограммы.



Также, обратите внимание, в меню есть функция калибровки (в платной версии приложения). Щуп замыкается согласно картинке, производится его калибровка.


Если что — вот модель щупов (PP-80 60MHz 1:10)

После проверок можно начинать измерения))))
Устройство так увлекло меня, что приобрел платную версию программы HScope.
В информации выбираете Get Full version, затем внимательно выбираете модель своего устройства.


Проверка сигнала с USB (5В)


Подаю с генератора сигнал с определенной частотой для проверки.
60Гц

125Гц

250Гц

800 Гц

В программе HScope можно посмотреть спектр сигнала (переключаем на вкладку FFT)

Есть несколько фильтров, но смысл не меняется. Генератор дает несколько гармоник, что хорошо видно.

600Гц (Спектр)

В приложение HScope есть режим мультиметра с логгированием напряжения. Лог экспортируется в *.csv.

В полной версии приложения доступна разблокированная функция преобразования Фурье (отображение спектра сигнала).
Сигнал 4кГц

Сигнал 2 кГц

У некоторых сигналов видны гармоники (2я, 3я и т.п.) — можно оценить качество сигнала и источника.
Сигнал 1кГц

Также становятся доступные математические функции.


К сожалению, часть скриншотов не сохранилась.
В ближайшее время переделаю тесты на 1-10 МГц и добавлю.
Самая высокая частота из оставшихся тестовых сигналов 625кГц

По опыту скажу, что синус видно до 4МГц, сложные сигналы хуже, в основном 500кГц. 2МГц (зависит от сигнала). Большой минус — пропадает синхронизация сложных сигналов на высоких частотах (особенность передачи данных по USB данной модели).
По работе с приложением — достаточно удобно, причем как сохранять лог сигнала, так и скриншоты. Осциллограф работает просто с выхода USB-OTG, без дополнительного питания.

Полезно будет приобрести либо щупы 1:100, либо дополнительно делитель 1:20.

Источник

Осциллограф-приставка Hantek 6022BE для радиолюбителя

Всем привет!
Небольшой обзор на осциллограф USB-приставку от Hantek.
Модель 6022BE на два канала с полосой 20МГц (до 48 Мвыб./с), и с поддержкой USB-OTG.
Осциллографом можно пользоваться как в качестве USB приставки для компьютера, так и в качестве портативного осциллографа (для смартфона/планшета на Android), что очень удобно.
Под катом описание, небольшое рассуждение об особенностях (ограничениях) модели и ссылки на программное обеспечение.

Это весьма бюджетная модель двухканального 20МГц-ового осциллографа-USB-приставки.

Выделю сразу несколько особенностей модели, которые могут повлиять на выбор:
1) Зависимость полосы пропускания от выбранного (текущего) значения вольт/деление.
2) Максимальный диапазон входящего сигнала без делителя от -4.5 до +4.5 вольта.
При превышении сигнал будет не просто обрезан, а перевернут и показан в отражении. Также есть индикация превышения сигнала на входе (светодиод).
С делителем 1:10 диапазон входящего сигнала от -35 до +35 вольт.
3) Отсутствует «закрытый вход» (AC coupling).
Т.е. постоянная составляющая всегда будет на входе.
На самом деле эта проблема устраняется самостоятельно ( дополнительно можно установить конденсатор на вход, на щуп).
4) Официальное программное обеспечение неудобное и ограниченое.
Но! Существует программное обеспечение от независимых разработчиков с расширенными функциями, в том числе для Android и Linux.
5) Отсутствует внешняя синхронизация. Объем памяти зависит от выбранного значения время/деление и не устанавливается вручную. Осциллограф измеряет сигнал, накапливает данные и отправляет пакет по USB. Вот время отправки могут быть «замирания» и пропуски измерений (пропуски триггеров).

Характеристики Hantek 6022BE

Комплект поставки:
1 * Oscilloscope
1 * USB Cable
1 * CD
2 * Probes
1 * User Manual (English)

Посылка, комплект, осциллограф.

Комплект щупов. Комплект хороший, два щупа с крючками, дополнительно есть цветные колечки для маркировки.

Осциллограф в пакете. Все серьезно))))

Внутри присутствуют пара пакетиков силикагеля.

Размеры примерно 20 х 10 х 3 см ( без учета резиновых накладок), масса около 300 г.

Наклейка с моделью и основными характеристиками.

Внешний вид Hantek 6022BE

Входы на панели. Слева пара BNC гнезд, это каналы CH1 и CH2 соответственно. справа контакты калибровочного генератора. Не забудьте выполнить калибровку щупов перед использованием!

BNC гнезда входных каналов. Слева от CH1 под наклейкой есть лампочка-индикатор (зеленое-красное) работы.

Калибровка и земля. На клеммы выводится тестовый сигнал встроенного генератора 1 кГц, с помощью которого и какой-то матери специальной отвертки из комплекта щупов можно произвести компенсацию для выравнивания сигнала.

Интерфейс USBXI(TM). Фирменный Хантековский. Я так и не использовал его. Он нужен для объединения нескольких приборов Hantek.

Резиновые накладки снимаются. Они нужны для защиты от ударов и вибраций при использовании осциллографа в качестве портативного. Я обычно их снимаю. Хотя и с ними тоже удобно — не скользит по столу.

Работа с осциллографам простая, доступна даже начинающим радиогубителям радиолюбителям.

Для начала скачайте программное обеспечение, драйверы и установите это все.
Установка драйверов не должно вызывать каких либо вопросов. Ссылки на ПО и драйверы есть в конце обзора.

Проверяем, что устройство установлено в системе.

Осциллограммы и скриншоты.

Программное обеспечение для осциллографа поддерживает операционные системы: Windows 7, Windows NT, Windows XP ,VISTA, альтернативные — еще и Android/Linux.
Рекомендую попробовать все доступные варианты ПО и выбрать удобное. Я использую альтернативную версию для Win, но в последнее время склоняюсь купить полную для Android (удобнее).
В ПО отмечу также доступную математику: Invert, Addition, Subtraction, Multiplication, Division
Еще из особенностей: ПО поддерживает функцию FFT (спектроанализатор). Но эта функция не везде доступна. Например, для Android она поддерживается только в платной версии ПО.
Еще отмечу поддержку одновременной работы нескольких DSO на одном компьютере. Фактически это расширяет количество подключаемых каналов. Конечно это имеет смысл при внешней синхронизации (которой нет в модели 6022BL).

Окно программы DSO6000. Ждет подключения.

Перед работой ждем небольшого прогрева, при необходимости выполняем калибровку

Осциллограмма источника постоянного напряжения 3.7В (литиевая батарейка). Небольшой дребезг сигнала — это наводки с моих рук

Осциллограмма ШИМ с внешнего аккумулятора под нагрузкой (5В 1А)

И под нагрузкой (5В 3А)

Оно же, играюсь разверткой

Кстати, софт имеет возможность распечатывать полученные изображения/захваты экрана. Есть возможность сохранения картинки сигнала в следующие форматы: текстовый, jpg/bmp, MS Excel/Word.

Для сравнения — осциллограммы не очень качественного внешнего аккумулятора под нагрузкой (выставляю разные токи 1-2-2.5А)



И еще одного. Здесь пульсации повыше.

Ну тут все просто. Пара внешних аккумуляторов вполне пригодная к использованию, а откровенно «китайский» отправляется на помойку питать неответственные устройства. Давно кстати хотел сравнить. Косвенно качество павербанков было заметно и по реальной/заявленной емкости.

Осциллограмма ШИМ фонарика (SP35, замерял на СИД XHP50).
Режим Low

Режим Medium

Режим High

Режим Turbo

В реальности это проявляется как полосы изображения при видеосъемке света фонарика. Чем больше полосит, тем хуже драйвер.

Примеры спектрограмм различных сигналов с мобильного приложения смартфона.
Сразу скажу, что можно скачать программу HScope и покрутить ее в Демо-режиме. Да и основное ПО работает в «Демо», то есть без подключенного устройства. Очень удобно.
На скриншоте как раз демо-режим.

Теперь подключаюсь к источнику сигнала и смотрю, как это выглядит на DSO6022BE. Для подключения использую копеечный адаптер для USB-Type C.

Скриншот этого же сигнала

Поаккуратнее с входным сигналом.
При превышении значения входного диапазона сигнал сначала обрезается (искажается). Обратите внимание на предупреждение Overscale.

Она же поближе

И совсем «перебор». На входе около щупа загорается красный светодиод.

И собственно говоря, один из скриншотов по работе — сигнал импульса от «больного» модуля. Вычислил, заменил на «здоровый», скриншотом отчитался)))))

Разобранный осциллограф

Фотография платы осциллографа и писание компонентов отсюда.

1. «Мозгами» является микроконтроллер Cypress cy7c68013a-100axc. Микроконтроллер на ядре 8051 с интерфейсом High-speed USB. В принципе, понятный выбор. Высокой скорости от процессора не нужно, т. к. вся обработка происходит на стороне компьютера, но нужен быстрый USB.
2. SN74LVC16245A — фронтенд логического анализатора. Обычный 16-разрядный буфер. (Прим. – не используется в модели 6022BE)
3. 24LC02BI – EEPROM на 2 kb, для хранения каких-либо настроек. Почему их две, непонятно.
4. AMS1117-3.3 – линейный стабилизатор питания на 3,3V.
5. Inout A0505S-2WR – преобразователь +5V в двуполярное напряжение 5V для питания аналогового фронтенда.
6. AD8065 – операционный усилитель с FET-входами и полосой частот 145 МГц.
7. EL5166 – широкополосный операционный усилитель фирмы Intersil (полоса при единичном усилении 1,4 ГГц).
8. 74HC4051 — 8-и канальный аналоговый мультиплексор/демультиплексор
9. Самая интересная микросхема, АЦП, скрыта под радиатором. Небольшой нагрев паяльником, и радиатор отклеился, а под ним оказалась AD9288 – 8-bit ADC, 2 канала по 100 MSa/s.

Теперь небольшое дополнение к данному описанию.
В модели Hantek 6022BL в отличие от 6022BE не распаяна микросхема, отвечающая за преобразование сигналов логического анализатора.
Выглядит это так (взято с Eevblog).

Там же на форуме обсуждаются пути улучшения и доработок осциллографа.
Например, экранированием входов.


Есть также варианты применения внешней гальванической развязки для USB (с форума Easyelectronics).

Небольшие рекомендации по измерениям и использованию Hantek 6022BE.

– в части гальванической развязки и при работе с источниками напряжения (более 100В относительно земли да и в других случая не помешает) используйте питание осциллографа от ноутбука или планшета, работающих от аккумулятора (без сетевого адаптера. ). Если питания от смартфона не хватает — можно дополнительно использовать внешний аккумулятор (пауэрбанк).
– в части пределов измерения учитывайте, что не стоит превышать значение ±35В. При необходимости используйте делитель 1:10 на щупе или посмотрите другие варианты (щупы с большим делением, различные приставки вплоть до самодельных резистивных делителей).
– в части программного обеспечения рекомендую посмотреть сторонние программы, как более удобные и функциональные.

Выводы:

Осциллограф весьма и весьма неплохой в своей «нише возможностей».
Он не заменит профессиональные настольные осциллографы сразу по нескольким причинам. Но если ограничения модели DSO-6022BE вас не пугают, то он может стать удобным и полезным инструментом на каждый день.
А вот если вам нужен USB осциллограф с внешней синхронизацией и с развязкой по постоянному току (режимы AC/DC), тогда смотрите в сторону более старших моделей, например, DSO-6052BE или DSO-6082BE. Обратите внимание на модель iDSO-1070A, которая дополнительно имеет встроенный аккумулятор и Wi-Fi интерфейс, что значительно облегчает работу именно в качестве портативного осциллографа (до 70 МГц или 250 Мвыб./с)

Из плюсов отмечу малые габариты, алюминиевый небольшой корпус с резиновыми вставками, что крайне удобно для использования в качестве выездного/портативного измерительного прибора. А также большое количество информации, которая позволяет использовать данное устройство даже с минимальным опытом/знаниями.

Ну и конечно же, самый большой плюс – это цена. За примерно $50-$60 можно приобрести новый осциллограф на 2 канала и на 20 МГц.
Можно взять за те же деньги б/у на авито что-то вроде С1-68, если повезет, не сильно убитый. Тоже неплохой вариант. Но у С1-68 уже не будет возможности подключиться к компьютеру, записать сигнал, работать в связке с телефоном и т.п.

Лично я изучал информацию перед покупкой, читал форумы, знал об ограничениях входного диапазона напряжений и (обычно эту особенность указывают в качестве главного минуса всех USB приставок-осциллографов) об отсутствии гальванической развязки. Работы со слаботочкой в связке со смартфоном/планшетом, особенно в вариантах без розетки рядом/на выезде очень удобны. Особенно, когда не нужен навороченный осциллограф, а всего то требуется оценить сигнал/состояние устройства и сохранить осциллограмму.
В этом случае Hantek 6022BE показывает себя исключительно с лучшей стороны. Ну и изначально я планировал запитывать его от павербанка.

Дополнительная и полезная информация по теме обзора.

Выдержки из FAQ с российского сайта Hantek

1. Есть ли гальваническая развязка с USB портом?
USB осциллографы не имеют гальванической развязки с USB портом. Портативные и настольные тоже не имеют развязки с USB портом при подключении к компьютеру. Причина этому одна скорость передачи данных между прибором и компьютером составляет 240 Мбит/сек. Такую скорость «развязать» трансформатором никак нельзя. Оптическая же развязка на такой скорости будет стоить очень дорого. Однако, USB устройства просто необходимо развязать по земле во время измерения устройств подключенных в общей сети питания. Для этого есть несколько подходов.

Использовать ноутбук (нетбук). У него вообще нет контакта заземления, а импульсный БП гальванически развязан.
Использовать компьютер, который питается от ИБП отключенного от розетки.
Использовать отдельное устройство для гальванической «отвязки» USB устройств. Оно обеспечивает максимальную скорость 12Мбит/сек, но так как USB осциллографы обратно совместимы с USB 1.1, то они будут работать и на этой скорости, правда частота обновления сигнала на экране будет несколько кадров в секунду.
2. Каков максимальный уровень измеряемого сигнала?
Паспортное значение максимального уровня сигнала подаваемого на вход при измерении составляет 35В., т.е. при использовании аттенюатора в режиме 1Х не следует измерять сигнал, пик колебаний которого превышает 35В.
3. Какая защита стоит на входе?
На входе установлен защитный диод.
…
14. Устройство продолжает делать замеры, когда передает данные?
Нет. Осциллограф работает последовательно. Сначала заполняет буфер данными замеров, затем передает полученные данные по USB. Во время передачи замеры не ведутся, и триггер может быть пропущен.

N. Hantek, Voltcraft, Darkwire, Protek, Acetech — это одно и то же?
Да. Реальным производителем является QINGDAO Hantek Elelctronic Co. (http://www.hantek.com.cn) в г. Циндао, где располагается один из крупных промышленных центров КНР. Они позволяют некоторым вендорам перемаркировать свою продукцию в торговые марки самого вендора.

Ссылки на форумы и программное обеспечение.

Open6022BE V1.0 PR16C beta — альтернативное программное обеспечение для DSO-6022BE
API под LINUX и WINDOWS для 6022BE
OpenHantek — альтернативное программное обеспечение для Linux. Поддержку модели 6022BE не проверял

Источник