osciloskop a vertikální rozlišení

Zpráva

bc546 · #1 Příspěvek od **bc546** » 20 dub 2023, 12:45

Co přesně znamená u osciloskopů vertikální rozlišení? Dívám se po nějakém lepším modelu, než mám teď a jsem lehce zmatený.

Teď mám stařičký Hantek 1008B, verze k PC, ten má 12bit vertikální rozlišení.
Dívám se po třeba Owon SDS1102, ten má 8bit vertikální rozlišení.

Jak tomu rozumět? Hantek má 12bit, a vstup 1:1 max 20V. Je to tak, že 20V/4096=0,00488V je nejmenší citlivost/přesnost?

U toho Owona ani nevidím, jaký má vstup při 1:1, ale díky jen 8bit bude míň přesný než můj stávající model?

Zběžně, v TME, osciloskopy lepší než 12bit, pouze verze pro PC, a cenovky startují tak na +/-35,000Kč?

#2 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 12:54

Levnější (ale i dražší, ale řekněme současné a minulé) digitální osciloskopy mají A/D převodníky převážně 8 bitů.

Čili ano, je to 256 úrovní pro 8 bit a odpovídající vyšší hodnoty pro vícebitové typy. Jak se to promítne do konkrétní hodnoty napětí, to záleží na momentálně nastavené vstupní citlivosti.

Ten Hantek 1008B je dost pomalý, takže i dříve byly k dispozici vícebitové A/D převodníky.

bc546 · #3 Příspěvek od **bc546** » 20 dub 2023, 12:57

JirkaZ píše:Jak se to promítne do konkrétní hodnoty napětí, to záleží na momentálně nastavené vstupní citlivosti.

Takže když si nastavím vstup třeba na 100mV/DIV, tak je to 100mV/256? Já si myslím že ne. Podle mě, tím jen změním zobrazení na displeji.

#4 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 13:06

100mV/DIV je zobrazení na displayi (prostě převodní konstanta "pro oko").

Plný rozsah (kde se uplatní max. možná hodnota z převodníku) je dán násobkem této hodnoty a počtu vertikálních dílků na obrazovce (může tam být nějaká malá rezerva, nejsem konstruktérem toho osciloskopu a každý to může mít jinak).

Tedy pokud je třeba vertikálně dostupných 10 dílků a 12bit převodník, tak v tomto konkrétním příkladu rozlišení je (10*100mV)/4096, tedy cca 0,25 mV. Zda a jak to zobrazí obrazovka, záleží na jejím rozlišení a dále samozřejmě i na zpracování v ovládacím sw a ve fw osciloskopu.

Popsaný princip je základ, můžou být použity různé sw zoomy, přepočítávání atd., to už se pak nedá popisovat s obecnou platností a záleží na konkrétním přístroji.

#5 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 dub 2023, 14:25

Ono by to mělo být tak, že je napřed přepínatelný zesilovač/zeslabovač a za ním teprve AD převodník.

8bit je málo (pro výpočty), 12bit je akorát, protože pak už dost roste digitální šum a musí se to stejně filtrovat, jinak aspoň pro mě je to nepříjemný.

Výhoda je, že ty digitály umí spočítat či změřit hromadu parametrů a nakonec to, co člověk vidí na obrazovce je jen orientační. Umí třeba FFT.

Já mám analogovej tříkanál do 250MHz (orientačně do 500MHz) a digitální Tek 40Mhz. A chudák Tek leží v polici a čeká, až zas budu měřit nějakej jednorázovej děj a budu potřebovat fotku.

bc546 · #6 Příspěvek od **bc546** » 20 dub 2023, 14:41

A to je další část otázky - jak je to vlastně s těma uváděnýma Mhz? Potřebuju měřit různé pwmka tak do 40Khz. Ale nízké úrovně, třeba na bočníku 10mOhm proud do 10A.

#7 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 dub 2023, 14:55

Od toho je vzorkovací kmitočet převodníku, v základu je to minimálně desetinásobek šířky pásma, ale to je už nanic, pokud to poženeš na hranu. Tady žádnej vzorkovací teorém neplatí, budou z toho jen schody.

Takže pro 40kHz minimálně stonásobek i víc, což dneska běžnej digitál dá (můžeme se bavit o 100MS/s a výš), ale dopředu Ti píšu, že na tohle měření se z toho zblázníš.

Kup analog.

#8 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 14:57

1) pro dobré zobrazení obdélníku s nějakou frekvencí potřebuješ šířku pásma minimálně 3 až 5x větší (plyne z Fourierova rozvoje - obdélník se skládá ze základní frekvence a nekonečné řady vyšších harmonických, jejichž amplituda postupně klesá)

2) další věc je rychlost vzorkování: pro záznam periodického děje potřebuješ minimálně dvojnásobek frekvence snímaného průběhu (Shannonův teorém), u neperiodického (nedej Bože jednorázového) děje je potřeba řádově víc. Pak samozřejmě rostou i nároky na paměť.

Pro 40 kHz obdélník či pilu tedy nejsou vzhledem k dnešní nabídce nároky nijak obrovské. Ale počítej s tím, že přístroj musí vydržet, takže je potřeba parametry předimenzovat.

Navíc nikdy dopředu nevíš, co přijde a kam se bude ubírat vývoj.

Vzhledem k uváděnému měření ale budeš potřebovat max. citlivost tak 1 mV/DIV.

Proč?

No protože na vyšších frekvencích je už prakticky nutnost použít sondu 1:10 a 10 A na 10 mOhm je 100 mV...

Jistě by šlo uvažovat o nějakém zesilovači či aktivní sondě (10x, šířka pásma alespoň 0 až 1 MHz, ale lépe výše).

#9 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 dub 2023, 15:01

Tady se právě potkal teoretik a praktik.

#10 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 15:04

Myslíš jako sebe teoretika a mě praktika?

Jo, to bych možná souhlasil...

Věcně: můžeme se přít o číslech, já jsem úmyslně uváděl minimální potřebné hodnoty. To neznamená, že jsou vyhovující a dobré, protože prostě jsou minimální.

Soudný člověk nebude slovíčkařit, hledat hnidy a snažit se "zvítězit" (nad čím, nad kým a hlavně proč?). Použije vlastní rozum, na potřebu předimenzování jsem upozornil.

Jediná věc, kterou bych opravil, je nutnost použití té sondy 1:10. Tazatel bude měřit na minimální impedanci (těch 10 mOhm), takže vstupní kapacita osciloskopu by neměla vadit a půjde použít sondu 1:1.

Nicméně já osobně mám sondu prakticky trvale přepnutou na 1:10. Důvodem je totiž i ochrana vstupu proti přepětí... Přece jen ten sériový odpor v sondě může zachránit lecjaké "škrtnutí si" na špatné místo a podobné excesy.

Jo a souhlas s tím, aby si tazatel pořídil analog - měl by mu stačit, pokud nevznikne potřeba záznamu jednorázového či krátkodobého děje.

HF_Tech · #11 Příspěvek od **HF_Tech** » 20 dub 2023, 15:21

Vertikální rozlišení u osciloskopu v bitech je úplně ten poslední parametr, který má při práci vliv. To rozlišení znamená v podstatě 256 úrovní napětí v rozsahu o něco větší než je obrazovka na výšku.
Docela sranda je si pustit z generátoru sinus nebo lépe pilu a postupně zvyšovat citlivost a vertikálně si jezdit se signálem mimo obrazovku až se objeví zkreslení. Výsledek je docela překvapivý.
Druhá věc je, že z principu fungování má většina pasivních sond 1:10 chybu měření min. 1,5procenta a spíš větší.
Třetí věc je, že rozumně použitelná citlivost je 5mV/DIV - při menší, bez použití dalších opatření se nabrumí od spínaného zdroje osciloskopu nebo ze vzduchu takové rušení, že přesnost měření začně utrpí. Paradoxně je pak lepší použít 50let starý osciloskop napájení z trafa

Pro takové to domací žýkání s MCU většinou postačuje osciloskop 50MHz s alespoň 500Msps. Spíš volit čtyřkanál a co nejdelší paměť záznamu. Paměť 1 milión bodů je zatraceně málo.
Další věc, co spoustu lidí dráždí je rychlost obnovování obrazovky. Tam je rozdíl v ceně osciloskopu a komfortu uživatele obrovský.
Rozumná volba je Rigol nebo Hameg v ceně kolem 20 tisíc.

#12 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 15:33

HF_Tech: v podstatě souhlas, až na druhý odstavec začínající na "Docela sranda je...".

Co takovým pokusem chceš dokázat? Že dostaneš A/D převodník do stavu "přetečení" a je pak už jen na fw/sw, co vlastně zobrazí?

Čili sranda to možná je, ale vůbec nic to nedokazuje, neilustruje atd. Možná jen to, že digitální osciloskop je mnohem víc než analogový schopen si "vymýšlet".

Jinými slovy je víc než jinde potřeba vědět, jak má průběh vypadat a hlavou pak korigovat to, co mi přístroj nabízí. Ale tohle nakonec platí všude a s "pokrokem" to bude platit čím dál víc...

#13 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 dub 2023, 15:42

Jo Jirko, píšeš tady blbosti, který máš naučený za skript, ale digitální osciloskop jsi viděl leda tak z pátracího balónu. Jinak bys nevytahoval takový blbosti jako Shanon-Kotelnika-Nyqista atd., protože osciloskop má jen zobrazovat to, co měří. A pokud by změřil sinusovku jen na dvou vzorcích, vyrobí obdélník. Tohle po osciloskopu chceš?

Jinak z hlediska FFT se pro obdélník uvádí minimálně desetinásobek šířky pásma, žádný 3-5. Jinak vznikne něco jako pokřivenej sinus, nebo to taky nemusí být vidět vůbec, což je ten největší průšvih.

Na PWM měniči žádný periodický děj neexistuje, leda tak v laboratorních podmínkách.

No nic, mám povinnosti, svůj názor jsem napsal, že si má koupit analog.

A hlavně nepodléhej manýrům Ekkara, nebo dopadneš stejně.

#14 Příspěvek od **JirkaZ** » 20 dub 2023, 15:57

ZdenekHQ píše:...digitální osciloskop jsi viděl leda tak z pátracího balónu.

Ty kráso.....

#15 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 20 dub 2023, 16:41

Já jsem mezitím naházel okurky do láku, protože ty kupovaný jsou drahý a hnusný.

Kdybys byl praktik, tak při větě "Potřebuju měřit různé pwmka tak do 40Khz (na bočníku)" mu okamžitě digitál rozmluvíš. Ty místo toho vytáhneš teorii, která platí pro úplně něco jinýho.

Mimochodem, true-RMS multimetr stojí cca pětistovku, pokud mu jde jen o napětí na bočníku.