Usb осциллограф mac os

Обзор USB-осциллографа Hantek DSO-6022BL с логическим анализатором и гикпорном

Добрый день, Хабр!

Предлагаю вниманию уважаемой аудитории обзор осциллографа/логического анализатора Hantek6022BL.

Заинтересованных прошу под кат.

Технические характеристики

Осциллограф:

• каналов: 2
• полоса пропускания: 20 МГц
• частота дискретизации: 48 Msa/s
• объем памяти: 1Ms
• интерфейс: USB 2.0

Логический анализатор:

• логических каналов: 16
• пропускная способность: 10 МГц
• объем памяти: 48Msa
• глубина памяти: 1 Ms

Общие

• размеры: 205 х 120 х35
• питание: от порта USB
• вес: 0,382 кг

Внешний вид

Внешний вид однозначно на 5. Блестящий и стильный алюминиевый корпус, пластиковые накладки, зеркальная надпись Hantek. Сразу видно, на дизайне здесь не экономят.

Вид спереди. Два BNC-разъема для щупов, разъем логического анализатора, контакты для калибровки. Всё предсказуемо.

USB, загадочная кнопка и не менее загадочный лючок с надписью USBXI, под которым прячется странный разъём.

Комплектация

В комплект входит сам осциллограф, шнур USB, два шлейфа к логическому анализатору, 20 зажимов для логического анализатора, два щупа к осциллографу в комплекте с разноцветными маркировочными колечками и отвёрточками для подстройки частотной характеристики щупа. Щупы носят название PP-80, однако имеют полосу пропускания 60 МГц, а не 80, как можно было бы подумать. Причины этому кроются, как мне кажется, в свойствах сумрачного китайского гения.
Также есть диск с ПО, малополезная в наши дни вещь.

Субъективные впечатления

На первый взгляд, превосходная вещь. Компактный, легкий прибор, в очень качественном алюминиевом корпусе (как Ipad, пишет на aliexpress продавец).
Помимо перечисленных интерфейсов, на корпусе устройства имеется кнопка с фиксацией (и это не выключатель питания, как можно было бы подумать) и разъем с маркировкой USBXI, не описанный в документации, и, вероятно, предназначенный для соединения нескольких устройств между собой. Также есть контакты встроенного калибровочного генератора.
Настала пора установить ПО и включить устройство.

Начало работы

Программное обеспечение проще всего скачать с русского сайта hantek.ru, даже не требуется регистрация, в отличие от «главного» сайта hantek.com. Инструкция на английском языке, программное обеспечение тоже, хотя на сайте есть и русификации.
Итак, ПО скачано, установлено, прибор подключен к компьютеру. Подключаем щупы, подсоединяем их к контактам калибровочного генератора и запускаем программу осциллографа. Видим два сигнала прямоугольной (почти) формы. Отверточкой подстраиваем щупы так, чтобы сигналы приобрели идеальную прямоугольную форму.
После того, как прибор прогрелся в течение 20 минут (по инструкции), делаем самокалибровку. Вроде бы ничего не изменилось, но на душе стало спокойнее.

Поиграв немного ручками чувствительности каналов и времени развёртки (здесь не придумано ничего нового), перейдем к более глубокому изучению ПО.

Развёртка

Триггер имеет единственный режим запуска: Edge (по фронту), пользователь может выбрать источник (канал 1 или канал 2 и фронт, положительный или отрицательный).

Позволю себе лирическое отступление. Когда я учился в институте, некоторые преподаватели очень не любили выражения типа «передний фронт» и «задний фронт». Фронт бывает только передним, по определению, говорили они, поэтому нужно говорить просто «фронт», а то, что называют «задним фронтом», правильно называть «спадом». В глубине души я с ними согласен, но здесь я буду употреблять словосочетания «передний фронт» и «задний фронт».

Предусмотрен автозапуск, режим «Normal», и однократный запуск. Больше никаких «хитрых» режимов триггер не имеет.

Горизонтальная развёртка настраивается в пределах от 1 ns (совершенно бесполезный диапазон для данного прибора) до 3000 секунд. Есть режим отображения с горизонтальной развёрткой (x(t), y(t)) и с режим X-Y (удобен, например, для фигур Лиссажу).

Чувствительность каналов

Чувствительность каналов настраивается в пределах 200mV/дел до 5V/дел при коэффициенте щупа 1:1, и позволяет работать с щупами с делителями до 1:10000 (честно, никогда таких не видел, это должна быть очень высоковольтная штука).

Уровень срабатывания триггера и сдвиг по горизонтали можно менять просто мышкой, но значения этих величин нигде не отображаются. Момент срабатывание триггера не привязан ни к каким делениям на осциллогамме, ни к центру экрана, ни к чему вообще.

Канал «математики»

Отображается в виде третьей осциллограммы и может отображать сумму, разность, произведение и частное значений сигнала в каналах A и B, а также спектр (FFT). Для FFT можно выбрать тип окна: прямоугольное, Хэмминг, Хэннинг, Блэкман. Можно выбрать линейную или логарифмическую шкалу амплитуд.

«Ref» канал

На самом деле это не какой-то особый канал, это просто отображение на экране ранее сохранённого сигнала рядом с текущими, например, для сравнения.

Режим измерений

«Горизонтальные» измерения

Измеряется период и частота сигнала, время нарастания и спада сигнала, ширина импульса и ширина промежутка между импульсами в единицах времени и в процентах к полному периоду.

«Вертикальные» измерения

Максимальное и минимальное значение сигнала, напряжение «от пика до пика», напряжение «вершины» и «основания» импульса, среднее значение, среднеквадратичное значение, положительный и отрицательный выброс в процентах.

Режим курсорных измерений

Пожалуй, единственный режим, который в «виртуальном» осциллографе удобнее чем в «настоящем». Просто выделяем мышкой прямоугольник на экране и видим deltaT и deltaV. Курсорных режимов три: вертикальный, горизонтальный и “cross”, то есть и тот, и другой сразу. Зачем при этом нужны первые два, непонятно.

Автоустановка

«Волшебная» кнопка, которая настраивает оптимальный (по мнению программы) режим отображения.

Интерполяция

В силу дискретной природы измерений, отображаемые данные могут быть интерполированы следующим образом: «ступенчатый» режим, то есть отсутствие интерполяции, «линейный» режим и интерполяция вида sin(x)/x, которая, теоретически, должна быть наиболее точной. К сожалению, эффекта от её включения увидеть так и не удалось.

Настройки отображения

Отображение векторами или точками, отображение координатной сетки, яркость осциллогамм и сеток, ничего необычного.

Сохранение данных

Осциллограммы можно сохранять в разных форматах: txt, xls, doc и bmp. Первые три представляю собой просто значения отсчётов в текстовом виде, последний является скриншотом осциллограмм. Еще есть ref-формат, предназначенный для работы с ref-каналом.

На картинке выше показан интерфейс программы с двумя сигналами по входам А и В, с каналом математики, в который выводится FFT, с курсорами и с включенным режимом измерений.

В целом, осциллограф как осциллограф, только простейшие функции, но работают нормально. Можно было сделать лучше. Оценка 4.

Логический анализатор

Логический анализатор отображается в отдельном окне.

Мы видим 16 сигналов и … всё. Никаких настроек, никаких условий запуска, ничего вообще. Запуск захвата сигналов производится вручную кнопкой. Впрочем, одна настройка есть, SampleRate можно выбрать в пределах от 100 kSa/s до 48 kSa/s. Захват сигналов происходит до заполнения памяти (1M сэмплов).

Логический анализатор никак не связан с осциллографом, не может ни запускаться от его триггера, ни запускать его триггер, не может запускаться ни по фронту какого-либо логического сигнала, ни, тем более, ни по более сложным событиям и условиям.
Интерфейс анализатора после захвата сигналов начинает безбожно тормозить.
Те, кто работал с настоящими анализаторами, заплачут горючими слезами.

В общем, за анализатор оценка 2 с плюсом (всё-таки хоть что-то работает). Может быть, есть некоторая надежда, что логический анализатор будет работать лучше в следующей версии ПО.

Альтернативное ПО

Ничего хорошего в этом плане пока нет. Есть альтернативное ПО для DSO-6022BE, но оно не заработало с этой моделью. К тому же оно практически ничем не отличается от родного, кроме небольших изменений в дизайне GUI.
Есть ПО для приборов Hantek под Linux, но оно вообще не поддерживает линейку DSO-6000.

Драйвера

Windows 7 автоматически ничего не нашла, конечно же, пришлось ей указывать папку с драйверами вручную.

Загадочная кнопка и разъём на задней панели

Насколько можно понять из руководства, эта кнопка предназначена для вызова ПО. Однако она этой функции не выполняет, и является на данный момент просто кнопкой-для-красоты. То же самое можно сказать и о разъеме USBXI. Даже если он и предназначен для объединения нескольких приборов в один, то ни кабеля, ни каких-либо следов поддержки этой функции в ПО найти не удалось.

Общая оценка

Это, конечно, игрушка. Если использование осциллографа является вашим повседневным делом, то лучше купить нормальный осциллограф, без приставки «USB». Даже недорогой осциллограф имеет гораздо больше возможностей и функций. Не говоря уже об логическом анализаторе.
Однако, если осциллограф вам нужен редко, или если у вас очень ограничен бюджет, то работать с этой моделью можно.

Производитель выложил SDK, что может открывать некие нетривиальные возможности использования прибора, например, в автоматизированных измерительных комплексах. Но SDK я пока не смотрел.

Гикпорн

Что же у него внутри?

Снимаем пластиковые накладки и отвинчиваем переднюю и заднюю крышки. Теперь можно вынуть плату.

Фото платы

Что есть что на этой плате? Я обозначил цифрами все микросхемы. Давайте посмотрим, что есть что.

1. «Мозгами» является микроконтроллер Cypress cy7c68013a-100axc (http://www.cypress.com/?docID=45142). 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 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc16245a.pdf) — фронтенд логического анализатора. Обычный 16-разрядный буфер.

3. 24LC02BI (http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21709J.pdf) – EEPROM на 2 kb, для хранения каких-либо настроек. Почему их две, непонятно.

5. Inout A0505S-2WR (http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/611588/MORNSUN/A0505S-2WR2.html) – преобразователь +5V в двуполярное напряжение 5V для питания аналогового фронтенда.

7. EL5166 (http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/el51/el5166-67.pdf) – широкополосный операционный усилитель фирмы Intersil (полоса при единичном усилении 1,4 ГГц).

8. 74HC4051 (http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4051.pdf) — 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 (http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD9288.pdf) – 8-bit ADC, 2 канала по 100 MSa/s.

Всё сделано предельно просто и минималистично, но аккуратно. Даже слишком просто, я надеялся увидеть хоть какую-нибудь ПЛИС. Аналоговый фронтенд имеет большой запас по частоте, это очень хорошо. Во «взрослых» осциллографах часто используется одно и то же железо для целого модельного ряда, а полоса частот у младших моделей обрезается программно, из маркетинговых соображений. Зная необходимый танец с бубном, можно получить из младшей модели старшую, использующую возможности железа на все 100%.
Но в данном случае старшие модели из этой же линейки имеют частоту дискретизации 150 и 250 МГц, то есть, как минимум другой АЦП.

Цена на момент покупки: 3866 рублей (на aliexpress). Цена на официальном российском сайте hantek 4400 рублей, например.

Стоит ли он этих денег, решать вам. На мой взгляд, если прибор приобретается для несложных задач (поиграться с ардуиной, например), то вряд ли вы найдёте что-то дешевле со сравнимыми параметрами. А для серъёзной работы рекомендую всё же потратиться на портативный настольный осциллограф.

На этом пока всё. Просьба о замеченных неточностях и ошибках сообщать в личку.

Источник

Стоит ли брать USB-осциллограф?

При покупке относительно дорогих приборов, таких как осциллографы, анализаторы спектра и цепей, у радиолюбителя (и у руководителя радиотехнической лаборатории тоже) периодически возникает желание сэкономить и купить вместо «полноценного» прибора USB-вариант, иногда называемый с некоторой долей уничижения «приставкой». Известно, что мнения о таких устройствах у профессионалов довольно полярны — кто-то предпочитает с ними не связываться, кто-то, наоборот, хочет полностью заменить все приборы на такие «приставки». Конечно, всем понятно, что usb-осциллограф занимает меньше места, имеет более широкую полосу частот, но имеет менее удобный интерфейс, переключаемый мышкой, при этом более развитую математику и огромный буфер, размером с винчестер настольного компьютера. Вернее, это понятно всем, кто умеет пользоваться поисковиком. А вот если Вы зайдете в соответствующую тему на радиолюбительском форуме, то все ответы будут или крайне уклончивыми в духе «ну все зависит от цены и бренда» или будут в духе «вот мне лучше подходит …., а для Вас — рещайте сами».

Попытаемся разобраться, когда же usb-прибор это плохо, а когда, наоборот, это самый оптимальный вариант, в чем не прав поисковик и почему никто не хочет четко указать сомневающемуся, какой же прибор ему лучше.

Для понимания этого мы должны вообще кратко пояснить, какие же отличия реально существуют между USB и «настольными» приборами. Для этого «пройдемся» по пути сигнала от щупа до отображения.
Входная цепь обоих типов устройств отличаться не должна, она выполняет одни и те же функции, а механические переключатели входного делителя уже давно не используют в любых осциллографах (они сейчас просто «крутилки»). Но тут, как всегда, в реальность вмешивается маркетинг, злой и беспощадный. USB-осциллограф должен быть маленький (он же должен занимать мало места, огромный 32 дюймовый монитор и полноразмерный системник, прилагающиеся к нему, не в счет) и дешевый (его же покупают любители, а зачем любителям хорошие параметры). И определенные бренды и их еще более дешёвые клоны откровенно экономят на входной цепи. Это и минимальные цепи защиты и даже использование на входе электронных коммутаторов, физически неспособных выдержать перенапряжение. Отсюда и, так же часто встречающийся в сравнениях, недостаток — низкая надежность. И если для дешёвого настольного осциллографа все можно списать на цену, то в случае USB-устройства сгореть может и не дешевый компьютер.
Однако, понятно, что это недостаток не USB-устройств как таковых, а именно дешёвых моделей. Поэтому в дорогих моделях никаких особых опасностей для компьютера нет, но и никакой особой «ширины полосы частот» тоже — входная цепь таких осциллографов ничем не отличается от обычных.

В аналого-цифровых преобразователях обоих типов устройств разницы нет — в нижнем и среднем ценовом диапазоне на этом сильно не сэкономишь, АЦП там и так ставят максимально дешевые.
Дальше возникают варианты. Можно, как и в большом осциллографе, накапливать буфер измеренных значений на месте, а в компьютер отправлять его по сигналу запуска (или триггера, как его любят сейчас называть), уровень и тип которого задан с компьютера. В этом случае работа USB-прибора никак не отличается от настольного кроме того, что экран у него находится на компьютере. Однако, если полоса пропускания достаточно узкая (до сотни мегагерц), а стоимость прибора достаточно малая, можно вместо дорогой «быстрой» памяти использовать тоже дорогой, но, все таки не настолько, «быстрый» контроллер USB и весь поток данных сразу отправлять на компьютер. При этом мы получаем определенные преимущества — процессор компьютера значительно мощнее и можно реализовать более глубокую обработку сигнала и множество различных условий для срабатывания триггера. Однако при каком-то сбое (а USB достаточно чувствительна к сбоям) теряется значительная часть информации (буфера нет, восстановить её не откуда). Максимальная скорость возможна только при условии, что осциллограф включен в порт непосредственно, нет никаких хабов (причем на некоторых ноутбуках хаб может оказаться и внутри). Программное обеспечение становится чувствительным к установленным драйверам (а иногда и к режимам контролера USB, устанавливаемых в BIOS компьютера). Все это приводит к тому, что впечатления от одного и того же экземпляра USB-осциллографа могут быть совершенно различными у двух разных людей. Нам достоверно известен случай, когда прекрасно работающий с одним кабелем осциллограф вообще отказался работать с другим.

Ну и, наконец, интерфейс пользователя. Настольным моделям он достался уже готовым, отлаженным на аналоговых динозаврах по крайней мере тремя поколениями инженеров. Программный же интерфейс каждый изготовитель делает свой, никаких стандартных наработок тут пока нет, поэтому вынужден согласится, что часто он бывает очень неудобным, особенно когда он красивый, с 3D и «крутилками», ведь работать надо одной рукой и быстро, и похожесть на стандартную панель управления тут никак не помогает.

Ну и в заключении хочу сказать — USB устройства сами по себе ничем не плохи, ведь не зря же все ведущие производители современной техники делают её по принципу PCI (а иногда и USB!) устройство + обычный компьютер + клавиатура в виде стандартных «крутилок» и «кнопок». Просто при выборе надо учитывать, что экономия тут возможна только на стоимости жк-экрана и панели управления (т.е. 3-5 тысяч) и внимательно смотреть на технические параметры и интерфейс. А удобство пользования зависит в первую очередь от способа применения. Если там, где Вы паяете или ремонтируете стоит компьютер, который одновременно не используется как сервер, или Вам надо делать измерения раз в месяц и есть возможность свободно поставить ноутбук, то мы однозначно рекомендуем USB- приборы. В противном случае настольные варианты будут удобнее.

Источник