Oscyloskop Siglent SDS1104X-U. Jeden z najlepszych budżetowych oscyloskopów cyfrowych

Oscyloskop Siglent SDS1104X-U. Jeden z najlepszych budżetowych oscyloskopów cyfrowych

Oscyloskop, zwłaszcza cyfrowy, jest prawdopodobnie najbardziej użytecznym narzędziem w arsenale elektronika. Jest też narzędziem skomplikowanym, o wielu mniej lub bardziej istotnych parametrach czy funkcjach. Jest to inwestycja na lata, w dodatku często dość znaczna, dlatego warto dobrze przemyśleć wybór i zainwestować w najlepsze dostępne narzędzie. Czy takim najlepszym narzędziem jest Siglent SDS1104X-U?

Podstawowe parametry oscyloskopu Siglent SDS1104X-U:
  • 4 kanały o paśmie 100 MHz,
  • częstotliwość próbkowania 1 GSa/s dla jednego kanału, 500 MSa/s dla dwóch i 250 MSa/s dla 3. i 4,
  • pamięć 14 mln próbek,
  • wiele trybów wyzwalania i funkcji pomiarowych,
  • dekodowanie popularnych protokołów szeregowych.

Na rynku nie brakuje marek i modeli oscyloskopów cyfrowych na każdą kieszeń. Często jednak te najtańsze mają „sztucznie zawyżone” parametry, kiepsko wykonane interfejsy i są źródłem błędów i frustracji, a nie użytecznymi narzędziami. Elektronik-hobbysta może łatwo dokonać niewłaściwego wyrobu urządzenia „oscyloskopopodobnego” w cenie markowego urządzenia. Z kolei naprawdę dobre modele są bardzo kosztowne, a ich możliwości wykraczają daleko poza potrzeby większości, nawet zawodowych, elektroników. Na szczęście w ostatniej dekadzie nastąpił prawdziwy wysyp modeli budżetowych o przyzwoitych parametrach. W zaprezentowanej recenzji przyjrzymy się bliżej jednemu z nich, a ja postaram się wyjaśnić, dlaczego moim zdaniem jest to obecnie najlepszy oscyloskop cyfrowy dla hobbysty na polskim rynku.

Zakup, unboxing i pierwsze wrażenia

Decyzję o zakupie oscyloskopu cyfrowego rozważałem dość długo, bo ponad rok. Rozważałem najpopularniejsze wśród amatorów marki: Owon, Hantek, Rigol i Siglent. Owon i Hantek oferuje przyzwoite oscyloskopy, ale wykonane niezbyt solidnie, co daje się odczuć zarówno w wykonaniu, jak i sposobie działania. Rigol wśród hobbystów jest najbardziej popularną marką, zwłaszcza modele DS1052E i DS1054Z. Główną przyczyną tego stanu rzeczy jest możliwość łatwego hakowania tych oscyloskopów po to, aby odblokować płatne opcje, jak dekodowanie protokołów, szersze pasmo czy większa pamięć próbek. Ja jednak nie chciałem wykonywać takich „modyfikacji” i wolałem wybrać oscyloskop, który me te funkcje w standardzie. Chciałem też mieć model czterokanałowy.

Firma Siglent ma dwa podobne modele oferujące takie możliwości: SDS1104X-E oraz SDS1104X-U. Droższy model X-E wzbogacony jest o dodatkowe złącze, do którego można dołączyć dwie przystawki: generator sygnałów arbitralnych i analizator stanów logicznych. Pierwszy pozwala użyć oscyloskopu do rysowania wykresów Bodego, co bywa bardzo pomocne przy projektowaniu oraz testowaniu wzmacniaczy i filtrów. Analizator logiczny wbrew pozorom przydaje się raczej rzadko i tylko, gdy musimy korelować sygnały analogowe z danymi cyfrowymi na wielu liniach – osobiście takiej potrzeby nie odczułem ani razu.

Model SDS1104X-E ma też dwa przetworniki ADC, przez co użycie wszystkich czterech kanałów ogranicza częstotliwość próbkowania do 500 MSa/s. Siglent SDS1104X-U nie ma portu rozszerzeń (w tym miejscu obudowa ma mało gustowną zaślepkę), nie pozwala na generowanie wykresów Bodego i ma tylko jeden przetwornik ADC. W zamian jest tańszy od swojego starszego brata. W styczniu 2022 roku różnica cenowa między modelami wynosiła 280 zł, przy czym model X-U kosztował 1870 zł. W chwili pisania tych słów, czyli w październiku 2023 roku model X-U kosztuje już 2054 zł, a model X-E 2361 zł – różnica wzrosła do 307 złotych.

Oscyloskop dotarł do mnie zapakowany w dość solidny, podwójny karton. Standardowo w zestawie były cztery sondy oscyloskopowe, kabel USB oraz kabel zasilający w standardzie IEC. Znajdziemy też skróconą instrukcję obsługi i certyfikat kalibracji. Sam sprzęt wykonany jest z tworzywa sztucznego, ale pod nim kryje się metalowa skorupa ekranująca.

Na panelu frontowym oscyloskop ma cztery gniazda BNC dla sond, są one pozbawione jakichkolwiek dodatkowych styków – w końcu to produkt budżetowy. Na lewo od nich znajdują się dwa styki do kompensacji sond, zaś obok włącznika zasilania gniazdo USB Host. Pierwsze, dobre wrażenie psuje nieco wspomniana wyżej zaślepka portu rozszerzeń między gniazdem USB, a stykami do kompensacji. Z tyłu znajdziemy gniazda USB typu B, zasilania, gniazdo BNC Trigger Out/Pass-Fail, gniazdo Ethernet oraz otwór Kensington Lock.

Masa urządzenia jest niewielka, dlatego urządzenie można z łatwością przenosić i transportować. Przyciski są gumowe o wyraźnie wyczuwalnym kliknięciu, część jest podświetlona (fotografia tytułowa), co jest typowym rozwiązaniem. Dla mnie pewną wadą jest to, że tylko dwa enkodery mają wyczuwalny klik, są to pokrętła regulacji wzmocnienia i podstawy czasu. Moim zdaniem pokrętło uniwersalne też powinno klikać, co by ułatwiło ustawianie wartości licznych parametrów ukrytych w menu. Firma Siglent ma też pewien problem z estetyką – na panelu znajdziemy kilka różnych czcionek, a pojedyncze przyciski mają do tego różne kolory – trudno to uzasadnić. Dlaczego na przykład przycisk Setup w sekcji wyzwalania ma czarny kolor, gdy wszystkie inne przyciski „funkcyjne” są szare lub białe?

Sensownym za to jest umiejscowienie przycisku Auto Setup zaraz pod podświetlonym przyciskiem Run/Stop. Po jego użyciu oscyloskop próbuje ustawić kluczowe parametry tak, by pokazać sygnały, do których podłączone są sondy. Trwa to około 10 sekund. Ciekawym dodatkiem jest umieszczony niżej przycisk Default, który przywraca ustawienia domyślne. Umiejscowienie jest mało fortunne, bo kilka razy go nacisnąłem przez przypadek, a przywraca on też ustawienia siatki na ekranie, co bywa irytujące. Na szczęście można zapisać bieżące ustawienia jako domyślne – funkcja ta przydaje się zwłaszcza na początku, gdy jeszcze uczymy się obsługi i coś namieszamy.

Ostatnia, drobna sprawa to kolory diod LED przycisków wyboru kanału – kolory te nie zgadzają się z kolorami na obudowie, na ekranie czy nawet na pierścieniach sond oscyloskopowych. A lepsze ich dobranie nie wpłynęłoby na koszty produkcji.

Ekran TFT o przekątnej siedmiu cali i rozdzielczości 800×480 pikseli jest wystarczająco czytelny. Przeszkadzać mogą ograniczenia tej technologii, ale niewątpliwą zaletą będzie długowieczność matrycy. Interfejs jest relatywnie wygodny – przyciski funkcyjne są pod ekranem i odpowiadają im odpowiednie pola na ekranie. Fotografia 1 pokazuje przykładowy sygnał z generatora funkcyjnego na tym ekranie. Mamy też specjalny przycisk do zapisywania zrzutów ekranu, który możemy też skonfigurować w ustawieniach – poza kilkoma formatami obrazu możemy zachować też zebrane próbki w formie pliku CSV.

Fotografia 1. Sygnał sinusoidalny 1 kHz z generatora funkcyjnego na ekranie SDS1104X-U

W trakcie używania nie zauważyłem, by interfejs zwalniał z powodu dużej liczby aktywnych funkcji, a sam oscyloskop zawiesił się tylko jeden raz, gdy próbowałem zapisać zrzut ekranu natychmiast po podłączeniu pamięci USB. Jedynym minusem, jak dla mnie, jest dobór pewnych kolorów, wynika to tylko z mojej wady wzroku – miejscami kontrast jest zwyczajnie za mały. Do interfejsu jeszcze wrócę przy okazji omawiania różnych funkcji.

Siglent dołączył do oscyloskopu cztery sondy własnej produkcji, model PP510. Na oficjalnej stronie www.siglent.eu sondy te kosztują 16 euro. Są to standardowe sondy 1X/10X o paśmie 100 MHz, dokładne parametry pokazuje tabela 1.

Poza samymi sondami dołączone są dodatkowe akcesoria, takie jak nakładki pozwalające na wygodniejszy pomiar między elementami, plastikowe pierścienie w czterech kolorach do oznaczania kanałów – pasują do barw na oscyloskopie, wkrętaki do kalibracji czy sprężyste styki GND przydatne przy pomiarach w.cz. Jakościowo sondy wykonane są lepiej niż się można spodziewać biorąc pod uwagę cenę, ale nadal są to produkty budżetowe.

Podstawowe parametry

Siglent chcąc odbić rynek hobbystów z rąk Rigola zdecydował się opracować oscyloskop, który będzie oferował to samo lub więcej, niż Rigol DS1054Z. Gdy decydowałem się na zakup, nawet model SDS1104X-E był tańszy od DS1054Z, nie wspominając już o omawianym tutaj modelu X-U. Obecnie cena produktu Rigola jest zbliżona do SDS1104X-U, głównie dlatego, iż Rigol wypuścił na rynek nowe modele serii DHO800, co wpłynęło na spadek cen starszych modeli. Model Siglenta oferuje cztery kanały o paśmie 100 MHz, z częstotliwością próbkowania 1 GSa/s dla jednego kanału, 500 MSa/s dla dwóch i 250 MSa/s dla trzech i czterech. Pamięć akwizycji ma tylko 14 milionów punktów i to bez możliwości rozszerzenia, ale częstotliwość odświeżania wynosi 100 000 przebiegów na sekundę w trybie normalnym i 400 000 przebiegów na sekundę w trybie sekwencyjnym. Zostało to potwierdzone przez obserwowanie przebiegu na wyjściu Trigger Out.

SDS1104X-U używa pojedynczego przetwornika ADC HMC1511 od Analog Devices. Przetwornik ten oferuje cztery różnicowe kanały analogowe, rozdzielczość 8 bitów, wewnętrzne napięcie odniesienia 1 V oraz elastyczny system taktowania przetworników. Każdy kanał ma własny programowalny wzmacniacz.

Rozdzielczość pionowa oscyloskopu wynosi od 1 mV na działkę do 10 V na działkę w sekwencji 1-2-5. Dla każdego kanału można dodatkowo ustawić podział podłączonej sondy, dzięki czemu wartości wyświetlane na ekranie są podawane prawidłowo. Można też przełączać jednostki, jeśli podłączymy na przykład sondę prądową.

Każdy kanał ma też własny ogranicznik pasma do 20 MHz. Minimalne pasmo przenoszenia przy sprzężeniu AC jest poniżej 2 Hz. Pod względem zniekształceń wzmocnienia Siglent SDS1104X-U może się pochwalić liniowością tegoż na poziomie poniżej ±1 dB do 10 MHz, poniżej ±2 dB dla zakresu 10...50 MHz, oraz około +2 dB od 50 MHz do 100 MHz. W testach różnych użytkowników pasmo –3 dB sięga często powyżej 120 MHz, ale to mocno zależy od egzemplarza – Siglent gwarantuje pasmo do 100 MHz. W praktyce amatorskiej nieczęsto zdarza się pracować przy tak wysokich częstotliwościach – mi w ostatniej dekadzie zdarzyło się to tylko dwa razy.

Podstawa czasu ma zakres od 2 ns do 100 s, ponownie w sekwencji 1-2-5. Przesunięcie fazowe między kanałami wynosi mniej niż 100 ps, zaś sama podstawa czasu ma dokładność <25 ppm. Są to wartości typowe dla instrumentu tej klasy. Warto pamiętać, iż wraz z wiekiem dokładność podstawy będzie maleć ze względu na starzenie się generatora. Przy okazji oscyloskop ma sprzętowy licznik częstotliwości. Wpływ na dokładność poziomą i pionową ma też temperatura pracy, dlatego Siglent zaleca, aby przy zmianie warunków, w jakich znajduje się oscyloskop dokonać automatycznej kalibracji.

Wyzwalanie, akwizycja i opcje wyświetlania

Siglent SDS1104X-U ma dość rozbudowane możliwości wyzwalania. Możemy wybrać jeden z czterech kanałów, ale możemy użyć też linii zasilania oscyloskopu, co pozwala na łatwą synchronizację do napięcia sieci elektrycznej. SDS1104X-U oferuje trzy standardowe tryby wyzwalania: Auto, Normal i Single.

W trybie Auto jeśli warunki wyzwalania nie zostaną spełnione, oscyloskop i tak dokona akwizycji byle coś pokazać na ekranie. W trybie Normal akwizycja nastąpi za każdym razem, gdy warunki wyzwalania zostaną spełnione, ale tylko wtedy. Tryb Single oczywiście dokona pojedynczej akwizycji, gdy warunki zostaną spełnione, po czym wyświetli wynik na ekranie. W przeciwieństwie do DS1054Z Rigola Siglent zdecydował się udostępnić wszystkie typy wyzwalania w cenie produktu, co było jednym z powodów, dla którego wybrałem właśnie ich oscyloskop. Menu wyboru typów wyzwalania (rysunek 1) oferuje od razu podpowiedź wyjaśniającą ich działanie.

Rysunek 1. Menu wyborów typów wyzwalania

Domyślnym typem wyzwalania jest wyzwalanie zboczem narastającym, ale możemy też wyzwalać zboczem opadającym czy oboma zboczami. Typ Slope pozwala wyzwalać oscyloskop, gdy przejście między dwoma punktami na zboczu narastającym lub opadającym trwa mniej lub więcej czasu, niż wynosi zadana wartość. Z kolei opcja Pulse Width oscyloskop jest wyzwalany, gdy stan wysoki lub niski sygnału PWM trwa krócej lub dłużej, niż wynosi zadana wartość. Ta opcja na pewno może się przydać przy badaniu przetwornic, falowników i innych układów używających PWM.

Typ wyzwalania Window reaguje, gdy przebieg znajdzie się między dwoma zadanymi progami, przypomina to tryb Slope, ale bez składnika czasowego. Interval zaś wyzwala wtedy, gdy dwa sąsiadujące zbocza narastające lub opadające są od siebie oddalone w czasie o mniej lub więcej, niż wynosi zadana wartość. Wyzwolenie nastąpi przy tym drugim zboczu. Podobnie działa Dropout – tu wyzwolenie nastąpi gdy następne zbocze narastające lub opadające nie pojawi się po upływie zadanego czasu, lub gdy poziom sygnału nie zmieni się przez zadany czas. Ostatnim prostym typem wyzwalania jest Runt – wyzwolenie nastąpi wtedy, gdy sygnał przekroczy jeden z wybranych poziomów wyzwalania, ale nie przekroczy drugiego – pozwala to zaobserwować sytuację, gdy z jakiegoś powodu sygnał nie osiąga pożądanej amplitudy w losowych momentach.

SDS1104X-U oferuje też bardziej złożone typy wyzwalania. Pattern wykonuje operacje logiczne na dwóch kanałach, wyzwolenie następuje, gdy spełniony zostanie wybrany warunek. Do wyboru są operacje AND, OR, NAND i NOR. Wyzwolenie nastąpi, gdy zostanie spełnione zarówno kryterium czasowe, a jednocześnie wynik operacji logicznej będzie fałszywy. Dla przykładu można ustawić warunek AND, dla kanału 1 stan wysoki, dla kanału 2 zaś stan niski. Gdy oba kanały będą miały stan wysoki w tym samym czasie, nastąpi wyzwolenie.

Opcją, która nie będzie zbyt często używana jest wyzwalanie sygnałem wideo. Oscyloskop rozpoznaje standardy PAL i NTSC oraz HDTV 720p/1080p/720i/1080i z częstotliwościami odświeżania 50/60 klatek, ale też można wybrać własne ustawienia. Można nawet wybrać linię obrazu, na której oscyloskop zostanie wyzwolony.

Ostatnim, ale zarazem najbardziej użytecznym typem wyzwalania jest wyzwalanie transmisją szeregową. SDS1104X-U pozwala wyzwalać i dekodować protokoły I²C, SPI, UART, CAN oraz LIN. Funkcja ta jest bardzo rozbudowana i pozwala na dogłębną diagnostykę problemów komunikacyjnych. Oscyloskop potrafi rozpoznać różne stany, jakie mogą występować w tych protokołach i na ich podstawie się wyzwalać. Dla przykładu badając interfejs I²C możemy wyzwalać oscyloskop za każdym razem, gdy nastąpi stan No Ack. Możemy też ustawić określony adres lub określone dane, by oscyloskop reagował tylko na nie, lub na ich brak. Te opcje doceni każdy, kto kiedykolwiek próbował uruchomić taką łączność ucząc się programowania mikrokontrolerów.

Warto też pamiętać o tym, że system wyzwalania ma dodatkowe możliwości, takie jak sprzężenie AD/AC czy LF/HF Rejection, czyli filtrowanie sygnałów poniżej 2 MHz (LF) lub powyżej 1,2 MHz (HF). Jest też oddzielny filtr szumów. Te funkcje są niezależne od ustawień kanałów.

System akwizycji i wyświetlania informacji w SDS1104X-U jest również dość rozbudowany i oferuje możliwości podobne, co urządzenia konkurencji. Mamy więc tryb wyświetlania X-T, X-Y oraz Roll – ten ostatni emuluje zachowanie aparatu rysującego wykres na wstędze przesuwającego się papieru. Siglent wzbogacił swoje oscyloskopy o całkiem dobrze działającą emulację zachowania oscyloskopów analogowych, nazywaną SPO czyli Super Phosphor. Oferuje on 256-poziomowy gradient intensywności, oraz możliwość użycia gradientu kolorów w stylu kamer termowizyjnych. Dodatkowo możemy jeszcze użyć funkcji Persistence, dzięki czemu bufor obrazu zapełniany jest kolejnymi akwizycjami, a wcześniejsze są wymazywane po upływie zadanego czasu (1, 5, 10 lub 30 sekund), lub są zachowywane przez nieskończenie długi czas (lub do wyczyszczenia ekranu). Dzięki SPO i funkcji Persistence oraz wysokiej częstotliwości akwizycji łatwiej jest uchwycić na ekranie zdarzenia rzadkie, jak zniekształcone sygnały. Potem można zastosować odpowiedni do sytuacji typ wyzwalania, by dokładniej obejrzeć problematyczny sygnał. Siglent pozwala wyświetlać te ślady w formie wektorów lub punktów, z interpolacją sin(x)/x i liniową.

Siglent SDS1104X-U ma cztery tryby akwizycji: normalny, Peak Detect, Average i Eres. W trybie normalnym pozyskiwane są próbki w równych odstępach czasu, a potem od razu są wyświetlane. Jest to domyślny tryb pracy, i sprawdza się w większości sytuacji. W trybie Peak Detect oscyloskop stara się „wyłapać” najwyższe i najniższe wartości napięcia w każdym interwale próbkowania. Dzięki temu może wyświetlić sygnały zbyt szybkie dla trybu normalnego. Siglent w instrukcji pokazuje przykład sygnału PWM o częstotliwości 1 kHz i wypełnieniu 0,1%, który w trybie normalnym jest praktycznie niewidzialny, choć wyzwalanie nastąpiło właśnie na takiej „szpilce”. Wadą tego trybu jest zwiększony poziom szumu w sygnale. Tryb Average uśrednia wartości z kolejnych akwizycji sygnału celem uśrednienia poziomu szumu. Domyślnie uśrednia 16 kolejnych akwizycji, ale można ustawić nawet 1024 akwizycje do uśrednienia. Odświeżanie mocno zwalnia w takim wypadku, gdyż wymaga zebrania odpowiedniej liczby akwizycji by je uśrednić. Ponadto uśrednianie tego typu może zniekształcić wyświetlany sygnał. Dla przykładu sygnał z modulacją FM przy niższych podstawach czasu w trybie Average nie wygląda wcale jak sygnał FM. Przykład użycia uśredniania można zademonstrować mierząc szumy własne wejść oscyloskopu. Na rysunku 2a widzimy szumy w trybie normalnym, a na rysunku 2b w trybie uśredniania. Ostatni tryb, Eres, też dokonuje uśredniania, ale nie uśrednia próbek z kolejnych akwizycji, lecz uśrednia sąsiednie próbki w bieżącej akwizycji. W efekcie szum wysokiej częstotliwości zostaje uśredniony, rozdzielczość pionowa rośnie, nawet do 11 bitów, ale pasmo przenoszenia ulega silnej redukcji. Za to tryb ten działa w czasie rzeczywistym, oraz w trybie Single Shot.

Rysunek 2. Szumy wejściowe wszystkich kanałów z funkcją uśredniania wyłączoną (a) i włączoną (b)

Ostatnią, bardzo użyteczną funkcją jest sekwencyjny tryb akwizycji. Zwiększa on częstotliwość akwizycji do nawet 400 tysięcy przebiegów na sekundę, lecz nie działa w czasie rzeczywistym – na wynik musimy poczekać. Jak to działa? Za każdym wyzwoleniem do pamięci zapisywany jest rekord o określonej długości, aż pamięć zostanie zapełniona. Potem możemy przeglądać kolejne akwizycje jedna po drugiej. Do czego to może się przydać? Na przykład do obserwowania szybkich zdarzeń, które zdarzają się w długich odstępach czasu. Skrajnym przykładem może być chęć odczytu danych w interfejsie SPI o prędkości 10 Mbps, gdzie transmisje następują raz na pół sekundy. W normalnym trybie pracy możemy albo zaobserwować pojedynczy pakiet danych, albo (po zwiększeniu podstawy do 500 ms...2 s na działkę) że „coś” się dzieje. Gdy używamy dwóch kanałów przy 500 ms na działkę, częstotliwość próbkowania wynosi 1 MSa/s, a głębokość pamięci tylko 7 MPts. W trybie sekwencyjnym częstotliwość próbkowania może być dużo wyższa, długość każdego rekordu zaś dobrana do długości pakietu. W efekcie zbierzemy same pakiety danych bez „pustych” przestrzeni między nimi.

Funkcje pomiarowe, matematyczne i inne

SDS1104X-U, jak każdy oscyloskop cyfrowy, pozwala na pomiary badanych sygnałów. Mamy całkiem bogaty zestaw opcji pomiarowych, bo aż 38 różnych pozycji. Menu wyboru pomiarów prezentuje rysunek 3.

Rysunek 3. Menu wyboru pomiarów. Każdy pomiar ma ilustrację i krótki opis

Na rysunku 4 został pokazany przykład pomiaru amplitudy (pk-pk i RMS) oraz czasu narastania sygnału prostokątnego. W praktyce jednak ich przydatność bywa różna. Większość pomiarów dotyczy pojedynczego kanału, ale jest grupa dziesięciu, które porównują dwa kanały ze sobą.

Rysunek 4. Pomiary sygnału testowego 1 kHz

Oczywiście mamy też dostępne pomiary kursorami (rysunek 5) oraz bardziej rozbudowaną statystykę. Mój wcześniejszy oscyloskop był modelem analogowym, więc choć funkcje pomiaru są standardem w świecie oscyloskopów cyfrowych, to dla mnie skok jakościowy jest nieporównywalny. Nie dość, że wszystkie potrzebne dane są czytelnie prezentowane, to dokładność jest definitywnie większa, niż ręczne liczenie działek na niezbyt dużej lampie oscyloskopowej, jaką ma mój stary radziecki instrument.

Rysunek 5. Pomiary czasu trwania stanu wysokiego za pomocą kursorów

Przy okazji pomiarów możemy w dość prosty sposób sprawdzić poziom szumów własnych wejść Siglenta SDS1104X-U. Co więcej, tą samą metodą możemy porównać wyniki każdego oscyloskopu cyfrowego. Procedura wygląda następująco:

  1. Ustawiamy podstawę czasu na 1 µs/dz. Każdy kanał ustawiamy na 1 mV/dz ze sprzężeniem DC;
  2. Z menu measure wybieramy opcję Standard Deviation i włączamy wyświetlanie statystyk;
  3. Notujemy wartość średnią (Mean) dla każdego kanału z osobna i dla różnych kombinacji kanałów. Te wartości pokazują poziom szumów RMS.

Rezultaty dla mojego egzemplarza Siglent SDS1104X-U zestawiłem w tabeli 3.

Siglent dodał też standardowe operacje matematyczne, które można wykonać na jednym lub dwóch kanałach. Wynik operacji jest pokazany jako dodatkowy, biały ślad na ekranie. Możemy zatem obliczać sumę i różnicę dwóch kanałów, a także mnożyć jeden przez drugi, lub je dzielić. Wynik może mieć jedną z kilku różnych jednostek. Do czego może się to przydać? Możemy na przykład mierzyć napięcie po obu stronach rezystora włączonego w szeregu z linią zasilania układu, i odejmując jedną wartość od drugiej uzyskać wykres zmian prądu. Kolejne dwie operacje to d/dt (differentiate) czyli różniczkowanie, oraz dt (integrate) czyli całkowanie. Operacja różniczkowania pozwala zbadać, jak szybko zmienia się napięcie w jednostce czasu, czyli slew rate. Przydaje się to do badania wzmacniaczy operacyjnych. Z kolei całka pozwala nam mierzyć energię impulsu (w woltach na sekundę) lub obszar pod wykresem. Trzecia operacja to pierwiastek kwadratowy sygnału.

Ostatnią operacją matematyczną dostępną w tym oscyloskopie jest funkcja FFT, czyli szybka transformata Fouriera. Zmienia to oscyloskop w analizator widma. Możemy zobaczyć zawartość harmonicznych i zniekształceń w badanym sygnale, poziom szumów w zasilaczu prądu stałego czy, jak sugeruje Siglent w instrukcji obsługi, badać wibracje. Niestety, ta sama instrukcja nie wyjaśnia zbyt dokładnie, jak używać funkcji FFT. W testach porównawczych między różnymi oscyloskopami Siglent wypada całkiem dobrze i działa dość szybko. Sam nie mam zbyt dużego doświadczenia w używaniu funkcji FFT i uważam, że Siglent dobrze by zrobił dodając dokładniejsze wyjaśnienie, jak z niej korzystać.

Ciekawą funkcją, o której niewielu użytkowników oscyloskopów wie, jest opcja zapisu przebiegów referencyjnych. SDS1104X-U może zapisać i wyświetlić do czterech takich przebiegów naraz. Dwa typowe zastosowania to chęć porównania sygnału przed i po zmianie wartości jednego z elementów badanego obwodu. Dokonujemy pomiaru przed zmianą, po czym w menu REF zapisujemy i wyświetlamy ślad. Potem możemy zmienić wybrany komponent i ponownie uchwycić sygnał. Inną opcją jest uzyskanie dodatkowego (wirtualnego) kanału pod warunkiem, że źródłem wyzwalania będzie zawsze to samo zdarzenie. W tym miejscu objawia się kolejny raz problem kontrastu – kolorem przebiegu referencyjnego jest ciemnoniebieski, w dodatku jest nałożony na przebieg normalny, i go zasłania. Jest to jednak istotny błąd interfejsu, który powiniem być poprawiony.

Podsumowanie, czyli SDS1104X-U w praktyce

Oscyloskop mam od ponad półtora roku. Poza drobnymi problemami interfejsu nic mu nie można zarzucić. Producent odrobił lekcję i przygotował urządzenie lepsze niż oferta Rigola, który do tej pory rządził w segmencie oscyloskopów dla hobbystów i budżetowych zawodowców. Siglent zaoferował w standardzie to, co Rigol daje jako płatne opcje (wychodząc z z założenia, że hobbyści i tak te opcje sobie odblokują hakując urządzenia, ale firmy już uczciwie zapłacą), co moim zdaniem jest świetnym posunięciem. Rigol boryka się też z bardziej irytującymi wadami oprogramowania w DS1054Z, jak dziwne ucinanie śladów przy zmianie skali pionowej. Z kolei Hantek, Owon czy Uni-T nie mają niczego porównywalnego w tym segmencie cenowym, a ich tańsze oscyloskopy są ograniczone do dwóch kanałów, choć na przykład Hantek DSO2D15 w zamian oferuje szersze pasmo i wbudowany generator funkcyjny DDS w cenie o około 700 zł. niższej. Jedyną konkurencją dla Siglenta mogą być tylko oscyloskopy na USB, ale one borykają się ze swoimi problemami i ograniczoną funkcjonalnością.

Siglent SDS1104X-U jest w tej chwili najlepszym oscyloskopem cyfrowym na polskim rynku, oferującym najwięcej możliwości w cenie poniżej 2100 zł. i nie wymagającym przy tym żadnych kombinacji ze strony użytkownika. Wszystkie jego wady są zasadniczo kosmetyczne, a zatem mają znikomy wpływ na użytkowanie. Przez półtora roku użytkowania SDS1104X-U nie sprawiał mi żadnych problemów. To po prostu świetne narzędzie w świetnej cenie. Jeśli, drogi czytelniku, potrzebujesz oscyloskopu czterokanałowego, to Siglent SDS1104X-U jest najlepszym wyborem.

Paweł Kowalczyk
urgon@wp.pl

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
listopad 2023

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik marzec 2024

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec - kwiecień 2024

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje marzec 2024

Automatyka, Podzespoły, Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna marzec 2024

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich kwiecień 2024

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów