Fondamenti dell'Oscilloscopio: Una Guida per Principianti

Come ingegneri elettronici, siamo incredibilmente fortunati rispetto ad altre discipline ingegneristiche. Non solo l'elettronica è in rapida evoluzione e si sta espandendo nell'uso e nella funzionalità, ma le nostre apparecchiature di test ci offrono le maggiori capacità di diagnosticare e investigare i dispositivi che abbiamo costruito. Sebbene tutte le discipline ingegneristiche dispongano di fantastiche suite di strumenti di simulazione, essere in grado di vedere come qualcosa si comporta nel mondo reale può fornire molte più intuizioni.

Abbiamo molti strumenti che possono permetterci di vedere cosa stanno facendo i nostri circuiti, ma se sei un principiante, potresti non essere sicuro da dove iniziare. I due strumenti più essenziali che possiederai per diagnosticare qualsiasi circuito sono un multimetro digitale e un oscilloscopio. Potresti chiederti, "Quale oscilloscopio o altre apparecchiature di test dovrei prendere?" o anche "Come si usa un oscilloscopio?", che sono domande comuni tra studenti e maker. In questo articolo, tratterò alcune nozioni di base sugli oscilloscopi che ogni ingegnere dovrebbe conoscere, oltre ad alcuni consigli e trucchi per lavorare con diversi oscilloscopi.

Multimetro Digitale vs. Oscilloscopio

Una vasta varietà di strumenti e dispositivi di misurazione elettronica è disponibile, il più popolare dei quali è probabilmente il multimetro. I multimetri possono misurare corrente, tensione, resistenza e spesso altri parametri, a seconda del modello. Alcuni includono un'impostazione di temperatura integrata per sonde RTD o sensori a infrarossi per le misurazioni della temperatura. Un multimetro è utilizzato per determinare se la tua alimentazione sta funzionando adeguatamente, può aiutare a trovare componenti danneggiati, misurare se la caduta di tensione o la resistenza dei componenti è corretta, trovare la posizione di un corto circuito o di un circuito aperto, e così via.

Un multimetro è utile quando si tratta di elettronica ma trova rapidamente limitazioni poiché la sua risposta in frequenza è limitata. Il multimetro è perfetto per vedere quale sia la tensione media, forse anche per contare la frequenza di un circuito fino a diverse centinaia di kilohertz. Tuttavia, non fornisce alcuna visualizzazione. Quando è necessario guardare una tensione nel tempo in dettaglio fine o visualizzare qualsiasi aspetto di un'onda, è richiesto un altro dispositivo di misurazione - l'oscilloscopio.

Nozioni di Base sull'Oscilloscopio

Gli oscilloscopi aiutano l'ingegnere a misurare vari parametri, come la tensione, i segnali analogici e digitali, e il rumore. Gli oscilloscopi moderni hanno anche un enorme numero di funzioni aggiuntive utili per un ingegnere elettronico.

Quasi ogni oscilloscopio che incontri in vendita oggi sarà un Oscilloscopio a Memoria Digitale (DSO) o un Oscilloscopio a Segnali Misti (MSO). Un oscilloscopio a segnali misti è un oscilloscopio a memoria digitale con funzionalità aggiuntive che integra le capacità di un analizzatore logico. Alcuni modelli eseguono anche una FFT, fornendo misurazioni nel dominio della frequenza.

Entrambi i tipi di oscilloscopio sono strumenti diagnostici fantastici quando si effettua la ricerca guasti su un circuito. Puoi vedere l'esatta forma d'onda del tuo circuito con risoluzione in millivolt e, con alcuni oscilloscopi, risoluzione in picosecondi. Questo rende possibile catturare brevi impulsi transitori da sensori, encoder o circuiti che un multimetro non può rilevare in modo affidabile. Ti consente anche di visualizzare segnali digitali, ispezionare la qualità delle transizioni di bordo e visualizzare il ringing o altri problemi di integrità del segnale.

Canali dell'Oscilloscopio

Gli oscilloscopi hanno più canali. Pertanto, puoi monitorare la forma d'onda che entra in un circuito, così come la forma d'onda che ne esce, il che lo rende perfetto per monitorare filtri analogici, amplificatori e altri circuiti analogici. Supponi che tu lavori principalmente con segnali digitali. In tal caso, gli oscilloscopi sono strumenti fantastici anche per te - puoi avere un canale che osserva un segnale, per esempio un pulsante, e poi vedere la risposta di un microcontrollore a quel segnale di ingresso - come una trasmissione su SPI o I2C. Con i tempi precisi di un oscilloscopio, puoi misurare quanto tempo impiega il tuo codice ad eseguire o a reagire a un'interruzione. Gli Oscilloscopi a Segnali Misti vanno oltre, integrando un analizzatore logico che può darti molti canali digitali di ingresso da monitorare insieme ai canali analogici.

Come Misurare l'EMI con un Oscilloscopio

Puoi anche usare un oscilloscopio come un rudimentale rilevatore di interferenze elettromagnetiche a campo vicino, anche se lo strumento non dispone della funzione FFT. Ad esempio, nell'immagine qui sotto, sto cercando di isolare la fonte di rumore irradiato di un driver LED commerciale di bassa qualità. Ho semplicemente collegato il cavo di terra della sonda alla punta, il che mi dà una grande sonda a loop per il campo vicino. Il segnale sullo schermo dell'oscilloscopio è puramente rumore irradiato; il driver LED potrebbe ancora essere nel suo alloggiamento.

Possiamo vedere il driver LED che commuta e saremmo in grado di individuare una potenziale fonte di rumore e osservare il cambiamento nel segnale quando si aggiungono componenti di filtraggio o smorzamento alle reti problematiche. Anche se non sostituisce un analizzatore di spettro, un oscilloscopio può comunque aiutarti a individuare potenziali problemi di EMI che potrebbero farti fallire una certificazione. Se hai bisogno di una misurazione più precisa, puoi acquistare sonde di campo vicino costruite appositamente per analizzare il tuo circuito stampato.

Mentre gli oscilloscopi sono strumenti diagnostici fantastici, possono anche essere utilizzati nella pianificazione di un progetto. Quando simuli uno schema con uno strumento di simulazione come SPICE, ad esempio, il modello del tuo componente potrebbe non essere una rappresentazione perfetta del componente reale. Utilizzando un oscilloscopio su una versione su breadboard del tuo schema, puoi interagire con esso in tempo reale e vedere la risposta esatta di quel componente permettendoti di determinare se la tua simulazione sarà accurata o meno. Questo processo può anche migliorare significativamente la scelta dei componenti provando campioni di parti diverse in un circuito di test piuttosto che affidarsi a un modello SPICE generico per quel tipo di componente.

In aggiunta alla selezione dei componenti, spesso troverai anche un oscilloscopio utilizzato durante i test di assicurazione della qualità di una scheda di produzione. Per circuiti analogici, come amplificatori o alimentatori, molti modelli di oscilloscopio ti permetteranno di configurare una modalità passa/falla che può dirti immediatamente se un circuito soddisfa i criteri per continuare il processo di produzione.

Quale oscilloscopio?

Un oscilloscopio è uno strumento critico per qualsiasi ingegnere elettronico, progettista hardware o sviluppatore firmware. Sono anche strumenti inestimabili per maker, studenti e hobbisti dell'elettronica. C'è una vasta gamma di oscilloscopi disponibili sul mercato - quindi come sceglierne uno che soddisfi le tue esigenze?

C'è una vasta gamma di oscilloscopi sul mercato, con una vasta gamma di prezzi. Un oscilloscopio molto economico potrebbe costarti 100 dollari, ma il cielo è il limite con alcuni oscilloscopi che costano oltre mezzo milione di dollari! Anche alcune sonde per oscilloscopi di fascia alta costano più di una nuova auto familiare.

Prima di guardare alle specifiche o ai modelli di oscilloscopi, diamo prima un'occhiata breve a come funziona un oscilloscopio.

Un moderno oscilloscopio digitale prende un ingresso analogico dalla sonda e lo converte in un segnale digitale per la visualizzazione. Funziona anche con un'ampia gamma di tensioni; anche un oscilloscopio di fascia bassa può avere una tensione massima di 1000 V(picco)/300 V(eff) e essere comunque in grado di misurare segnali che hanno solo pochi millivolt di ampiezza. La parte frontale dell'oscilloscopio si occupa di ridimensionare questa vasta gamma di tensioni di ingresso in qualcosa che l'oscilloscopio può gestire. Questo segnale condizionato viene poi utilizzato per innescare l'oscilloscopio così come per entrare nella catena di campionamento e ADC, che alla fine si traduce in letture nella memoria. Queste letture in memoria, puoi pensarle come una lista di campioni individuali con timestamp, che, messi insieme, mostreranno la tua forma d'onda sullo schermo.

Larghezza di banda dell'oscilloscopio

La larghezza di banda è uno dei metodi più prominenti per confrontare diversi oscilloscopi. Rappresenta la massima frequenza del segnale che può essere misurata senza significativa attenzione. L'attenuazione deriva dalla reattanza induttiva e capacitiva, che cambiano man mano che la frequenza aumenta. Questo limita in definitiva la larghezza di banda dell'hardware dell'oscilloscopio. Tuttavia, anche la sonda stessa ha limitazioni di larghezza di banda. Quando acquisti un oscilloscopio, le sonde incluse avranno tipicamente la stessa larghezza di banda o maggiore rispetto a quella dell'oscilloscopio stesso, comunque. La larghezza di banda pubblicizzata è il punto in cui il segnale è attenuato di -3 dB o circa il 70,7% del segnale misurato.

Quando si acquista un oscilloscopio, questo dovrebbe avere una larghezza di banda superiore alla massima frequenza del segnale che si desidera misurare. Per molti ingegneri, è probabile che si tratti di un clock/oscillatore o di un protocollo di comunicazione.

Frequenza di campionamento dell'oscilloscopio

La frequenza di campionamento indica quanti punti dati l'oscilloscopio può convertire e memorizzare in memoria al secondo. Più campioni si possono acquisire, più dettagliato sarà il segnale visualizzato. La frequenza di campionamento deve essere al minimo due volte la frequenza del tuo segnale, idealmente almeno quattro volte maggiore della frequenza del segnale. Molti oscilloscopi di qualità forniranno 10 a 20 volte la loro larghezza di banda come frequenza di campionamento massima, il che ti consente di catturare picchi o cali transitori piccoli nel tuo segnale. 

Con una bassa frequenza di campionamento, si possono completamente perdere piccoli transitori o jitter nel segnale, poiché aumenta la possibilità che questo transitorio cada tra un campione e l'altro.

Profondità di memoria

La profondità di memoria di un oscilloscopio è una specifica facilmente trascurabile che può essere critica, specialmente con alti tassi di campionamento. La profondità di memoria determina quanti campioni possono essere memorizzati e, quindi, per quanto tempo il tuo oscilloscopio può catturare dati. Questo influisce su quanto puoi scorrere con un segnale dopo il trigger, o quanto puoi ingrandire in un'area specifica di un segnale catturato. In generale, più profondità di memoria è meglio; avere più dati è solitamente una cosa positiva. Alcuni oscilloscopi di fascia bassa possono faticare a elaborare tutti i dati nella loro memoria se hanno una quantità sostanziale senza la potenza di elaborazione per supportarla. Questo può risultare in operazioni matematiche o altre operazioni lente, ma in un oscilloscopio generale, i produttori tendono a mantenere una quantità ragionevole di memoria relativa alle capacità di elaborazione.

Una maggiore profondità di memoria renderà anche più probabile che segnali infrequenti/glitchy vengano catturati, rendendo più facile individuare "comportamenti strani" nel tuo dispositivo in prova.

Altre Specifiche

Potremmo discutere delle specifiche dell'oscilloscopio per molte pagine, ma quelle specifiche non sono probabilmente così critiche come le opzioni sopra per un primo o secondo acquisto di oscilloscopio. A meno che tu non stia cercando di spingere al limite qualsiasi oscilloscopio che compri, la maggior parte delle opzioni sul mercato sarà "abbastanza buona" per l'utente medio.

Cosa Evitare?

Prima di esaminare alcune opzioni per oscilloscopi popolari, voglio prima offrire un paio di avvertimenti riguardo dispositivi a molto basso costo. Di solito non mi piace dire che qualcosa non vale la pena di essere acquistato, ma se guardi il mercato online, ci sono senza dubbio dispositivi a basso costo che si definiscono oscilloscopi che non valgono la pena di perdere tempo o soldi.

In generale, questi suggerimenti di articoli da evitare si riducono a larghezza di banda e tasso di campionamento. Supponi che tu stia cercando un oscilloscopio per lavorare con l'elettronica. In tal caso, suggerirei una larghezza di banda minima assoluta di 25MHz, con 50MHz come larghezza di banda minima consigliata, e un tasso di campionamento commisurato alla larghezza di banda.

Multimetri Oscilloscopio

Mentre ci sono oscilloscopi portatili incredibilmente capaci, quelli a basso costo che sembrano multimetri non lo sono. Questi sono progettati per guardare un segnale AC da qualcosa come un generatore o la presa di corrente della tua casa e saranno di molto poco uso per scopi di progettazione o test elettronici.

Se sei un elettricista che ripara un generatore, sono sicuro che sarebbero perfetti, lavorando con un microcontrollore tuttavia la larghezza di banda di 20KHz/200KSa/s è piuttosto inutile.

Gli Oscilloscopi Mini Portatili a Colori TFT

Anche se queste piccole unità sono economiche e sembrano piuttosto ordinate, la realtà è che funzionano solo su un microcontrollore ARM a basso costo se sei fortunato. Con una larghezza di banda tipica di soli 1MHz e 10MSa/s, persino la comunicazione SPI a bassa velocità è ben oltre le capacità di questo dispositivo. Le versioni più costose potrebbero arrivare fino a 15MHz o più di larghezza di banda, con tassi di campionamento fino a 100MSa/s, ma ancora una volta non è abbastanza per essere utili nei circuiti moderni.

Lo schermo a bassa risoluzione e le capacità complessivamente limitate significano che non si ottiene molto valore per i soldi, è improbabile che sia di grande utilità per progettare o testare l'elettronica che potresti costruire.

Kit Oscilloscopi

Anche se assemblare un kit è sempre divertente, questi sono essenzialmente una versione senza custodia dell'opzione sopra e sono altrettanto limitati.

Anche se molto più economici dell'opzione sopra, la loro utilità è ugualmente bassa.

9 Oscilloscopi Popolari per Principianti

In confronto ai dispositivi sopra menzionati, questi oscilloscopi sono molto popolari, e alcuni non sono molto più costosi di quelli sopra. Generalmente, preferisco un oscilloscopio a 4 canali. Spesso mi trovo a voler usare 3 canali quando sperimento con un circuito o diagnosi un guasto. Spendere un po' di più per un oscilloscopio a 4 canali ti darà spazio per crescere se te lo puoi permettere. Gli oscilloscopi tendono a mantenere molto bene il loro valore, tuttavia, quindi se il tuo budget è limitato e non vedi un bisogno immediato per 3-4 canali, allora un'opzione a 2 canali può offrire alcuni risparmi.

Molti oscilloscopi offrono un'opzione di modello base relativamente economica con funzionalità software limitate. È possibile aggiornare queste funzionalità software in futuro acquistando una chiave di licenza che può essere inserita nello strumento, offrendoti un percorso di aggiornamento senza la necessità di acquistare un nuovo pezzo di attrezzatura. Potresti anche trovare questi aggiornamenti in bundle a un prezzo scontato o gratuitamente durante gli eventi di vendita.

Gli oscilloscopi in questa lista sono offerti senza un ordine particolare, e tutti sono eccellenti scelte per il loro pubblico di destinazione.

Rigol DS1052E

Nonostante sia uno degli oscilloscopi di livello base più economici, il Rigol DS1052E è piuttosto capace. È un oscilloscopio a 2 canali che è abbastanza semplice da usare. Il DS1052E è molto popolare tra le comunità di maker/studenti/hobbisti perché offre un eccellente rapporto qualità-prezzo. È anche relativamente compatto, il che è perfetto per essere collocato su una piccola scrivania per hobbisti o studenti.

Essendo questo un oscilloscopio molto di base, spesso si possono trovare modelli usati in buone condizioni poiché le persone passano a oscilloscopi più potenti man mano che le loro abilità e esperienze crescono. Come accennato in precedenza, gli oscilloscopi mantengono bene il loro valore, quindi non aspettatevi uno sconto troppo elevato per un modello usato - tuttavia, potreste trovarne uno con opzioni sbloccate che vi offrono più capacità rispetto a un oscilloscopio nuovo di livello base.

Sebbene questo sia un oscilloscopio molto capace per il prezzo, ha solo 2 canali, e lo schermo è relativamente piccolo e a bassa risoluzione.

Rigol DS1054Z

Non mi sorprenderebbe se il Rigol DS1054Z fosse uno degli oscilloscopi più venduti di tutti i tempi. Per il prezzo, essendo solo un po' più costoso del DS1052E sopra, si ottiene una quantità enorme di funzionalità a buon mercato. Possiedo un DS1054Z, non è il mio oscilloscopio principale, ma la sua forma compatta e leggera lo rende molto comodo per lavorare su macchinari ad alta tecnologia quando ottenere un oscilloscopio più grande potrebbe essere un po' complicato. 

In aggiunta ai 2 canali extra rispetto al DS1052E, si guadagna anche uno schermo molto più grande ad alta risoluzione, rendendo molto più facile vedere cosa sta succedendo. Si ottengono anche più pulsanti intorno allo schermo, rendendo più facile accedere alle funzioni e migliorando in generale l'esperienza utente.

Rigol MSO5074

Come ultimo oscilloscopio Rigol, esamineremo il MSO5074. Il MSO5074 è un oscilloscopio a dominio misto, il che significa che può anche agire come un analizzatore di protocollo con gli ingressi digitali aggiuntivi. Con le opzioni software, può agire anche come un generatore di funzioni arbitrario e analizzatore di spettro, rendendolo incredibilmente diversificato. L'oscilloscopio della serie MSO5000 è il mio attuale strumento quotidiano, poiché il rapporto qualità-prezzo quando stavo ricostruendo il mio laboratorio domestico dopo essermi trasferito in un altro paese era imbattibile.

Oltre a uno schermo relativamente grande, il touchscreen è sorprendentemente facile da usare. Quando ho acquistato l'oscilloscopio, pensavo che il touchscreen fosse un po' uno scherzo. Tuttavia, quando uso il mio DS1054Z, mi ritrovo spesso a toccare lo schermo senza alcun effetto - quindi si è dimostrato molto più utile di quanto avessi originariamente previsto.

Un'altra caratteristica che ho trovato sorprendentemente utile è che l'oscilloscopio ha un'uscita HDMI, che mi permette di registrare lo schermo con un registratore HDMI, o di trasmettere l'uscita su un grande schermo. Con la quantità di lavoro da casa che tutti stanno facendo in questi giorni, questa è un'opzione piuttosto interessante poiché consente di registrare un problema con il dispositivo in prova e inviare un video a un altro ingegnere. Si potrebbe anche utilizzare una scheda di acquisizione HDMI per trasmettere direttamente la visualizzazione del proprio oscilloscopio in una videoconferenza.

Questo è anche un oscilloscopio incredibilmente popolare, e il prezzo è piuttosto fantastico per le sue capacità. È così popolare che la comunità ha persino reso possibile giocare al classico Doom sull'oscilloscopio quando si ha bisogno di una pausa dal lavoro al banco di elettronica.

Tektronix TBS1202B-EDU

Tektronix è un produttore di apparecchiature di test molto rispettato che opera nel settore da decenni. Il TBS1052B-EDU, essendo un oscilloscopio della serie 1000, può essere paragonato direttamente con il Rigol DS1052E e DS1054Z sopra menzionati. Per quanto riguarda le caratteristiche, il Rigol DS1054Z è più paragonabile. Tuttavia, il TBS1202B-EDU ha solo due canali. L'oscilloscopio è ben adatto come oscilloscopio di livello base. Il DS1054Z è destinato agli studenti e alle istituzioni educative.

Tek ha anche diversi altri modelli che hanno un prezzo significativamente più basso nella stessa serie, come il TBS1052C che è un oscilloscopio da 50MHz come le opzioni Rigol, a un prezzo simile.

Mi piace che il modello TBS1202B-EDU abbia una larghezza di banda di 200MHz e venga fornito con un tasso di campionamento di 2GSa/s, il doppio delle altre opzioni nella lineup della serie TBS1000. Purtroppo, la profondità di memoria è piuttosto limitata a soli 2500 punti mentre le alternative nella stessa serie hanno 20.000 punti di lunghezza di registrazione.

Tektronix TDS2024C

Facendo un salto a un oscilloscopio della serie 2000, il Tektronix TDS2024C ha 4 canali. Come il TBS1202B che abbiamo esaminato sopra, ha anche una larghezza di banda di 200MHz, un tasso di campionamento di 2GSa/s e solo 2500 punti di lunghezza di registrazione. Anche se le sue specifiche di ingresso sono praticamente le stesse, è uno strumento più potente con funzionalità software aggiuntive, più canali e pulsanti hardware dedicati per tutte le funzioni più comunemente utilizzate.

Purtroppo, la dimensione dello schermo è più piccola rispetto agli oscilloscopi della serie 1000 sopra menzionati.

Uno dei principali vantaggi della serie 2000, a mio parere, è che include capacità di test dei limiti rendendola ottima per testare e approvare rapidamente i dispositivi prima della spedizione.

Keysight DSOX1204A

Keysight, precedentemente conosciuta come Agilent, è stata leader nell'equipaggiamento di test per molte decadi. La serie DSOX1000 rappresenta i loro oscilloscopi di livello base ma non sono affatto dispositivi basilari. Gli oscilloscopi della serie 1000 sono disponibili in varianti da 70MHz, 100MHz e 200MHz. Con 4 canali e un tasso di campionamento di 2GSa/s più una profondità di memoria di 2 milioni di punti, è uno strumento potente e pratico.

L'esperienza di Keysight nell'equipaggiamento di test si riflette nella progettazione dell'interfaccia utente per il display. Il display è grande e luminoso, con un layout fantastico che è molto facile da usare.

Keysight MSOX2004A Oscilloscopio

Gli oscilloscopi della serie 2000 di Keysight includono varianti che offrono anche un'opzione di analizzatore di logica/protocollo a 8 canali. In passato ho posseduto un MSOX2004A e sono oscilloscopi molto ben progettati, con un'interfaccia utente semplice ma potente. L'MSOX2004A è la versione di livello base degli oscilloscopi della serie 2000 di fascia media, con una larghezza di banda di 70MHz, un tasso di campionamento di 2 GSa/s e una profondità di memoria di 1 milione di punti oltre all'analizzatore di logica a 8 canali.

Oltre alla funzionalità di analizzatore di logica/protocollo, l'oscilloscopio offre anche opzioni per un generatore di funzioni arbitrario e un voltmetro digitale integrato rendendolo un oscilloscopio versatile.

Rohde and Schwarz RTB2004

Rohde and Schwarz sono tipicamente conosciuti per equipaggiamenti di test molto avanzati, specialmente nel mondo dell'ingegneria RF. Non dovrebbe sorprendere che il loro oscilloscopio della serie 2000, un modello di livello base per loro, sia ricco di funzionalità e di specifiche molto elevate. L'RTB2004 ha molte funzionalità opzionali che possono essere acquistate in seguito, mantenendo basso il prezzo base.

La caratteristica più innovativa di questo oscilloscopio è che dispone di un convertitore analogico-digitale a 10 bit. Tipicamente gli oscilloscopi hanno solo un ADC a 8 bit. La risoluzione extra fornisce dettagli sufficienti sulle forme d'onda e potenzialmente consente misurazioni più precise.

L'RTB2004 dispone di quattro canali analogici, una larghezza di banda di 70MHz (aggiornabile via software), un tasso di campionamento di 2,5 GSa/s e una profondità di memoria di campione di 20 milioni. Oltre alle caratteristiche tipiche di un oscilloscopio, l'RTB2004 può anche funzionare come un generatore di funzioni arbitrario, analizzatore di protocollo con 16 canali digitali e lavorare come un analizzatore di spettro.

PicoScope 2000

La serie PicoScope 2000 è un po' diversa da tutto ciò che abbiamo esaminato in quanto sono basati su PC piuttosto che completamente integrati. È necessario un laptop o un computer per poter utilizzare uno di questi oscilloscopi, con l'elaborazione che viene trasferita al computer più potente tramite una connessione USB.

Pico Tech è ben nota per i suoi strumenti automobilistici e per la realizzazione di oscilloscopi collegati al PC a basso costo. Sebbene i modelli a larghezza di banda inferiore siano economici, non consiglierei nulla al di sotto del modello da 50MHz (2206B) poiché troverebbe rapidamente le sue limitazioni nello sviluppo di sistemi embedded.

Il PicoScope 2206B ha un tasso di campionamento di 500 MSa/s, il che lo rende il tasso di campionamento più basso tra tutti gli oscilloscopi che abbiamo esaminato. Anche il tasso di aggiornamento della forma d'onda è analogamente basso rispetto ad altre opzioni.

Un mio precedente datore di lavoro aveva un PicoScope. Tuttavia, ho dovuto portare il mio oscilloscopio per molte attività poiché la tensione di ingresso era solo di 20v di picco massimo, con un limite massimo di 100V. Stavo lavorando su un sistema a 300V, quindi se stai lavorando su qualcosa di superiore a 20v, il PicoScope probabilmente non fa per te.

Se lo spazio è limitato e stai cercando un'opzione a basso costo, il PicoScope è un'opzione interessante.

Come Selezionare un Oscilloscopio

Quando si guarda all'acquisto del primo oscilloscopio, è bene considerare per cosa si vuole utilizzare o quali circuiti si potrebbero avere su qualcosa che si progetta. Un alimentatore a commutazione può arrivare fino a 2 MHz in frequenza con alcuni picchi transitori molto brevi mentre commuta. Un microcontrollore può generare facilmente segnali superiori a 50 MHz con i suoi pin IO o comunicazioni come SPI. Una ruota encoder può generare impulsi molto brevi che necessitano di un tasso di campionamento ragionevole.

Eventi lunghi microsecondi sono banali per gli oscilloscopi, ma considera se hai bisogno di più velocità. Qual è l'evento/transitorio/impulso più breve che devi essere in grado di vedere con il tuo oscilloscopio? Calcola la larghezza di banda e/o i requisiti del tasso di campionamento per osservare questi segnali in modo affidabile.

Gli oscilloscopi con analizzatori di logica/protocollo integrati sono incredibilmente potenti per gli sviluppatori di firmware. I canali digitali decodificati possono essere utilizzati per i trigger, consentendo di iniziare la registrazione delle forme d'onda analogiche quando viene rilevato un byte specifico o una sequenza di byte sul canale di comunicazione.

Considerazioni Finali

Ci sono molte ottime opzioni per gli oscilloscopi sul mercato, anche per chi ha un budget limitato. Anche gli oscilloscopi economici di oggi sono così potenti e capaci rispetto alle alternative sul mercato di 10 o 15 anni fa che siamo davvero viziati dalla scelta.

Se non vi lasciate catturare dall'avere un marchio di grande nome che costruisce strumenti di test dall'alba dei tempi, Rigol e Siglent offrono un incredibile rapporto qualità-prezzo. Circa dieci anni fa, Rigol costruiva oscilloscopi di fascia bassa per Agilent (ora Keysight) come partner OEM ed è presente sul mercato dalla fine degli anni '90. Nell'ultimo decennio, Rigol ha continuato a innovare a un ritmo rapido.

Ho posseduto attrezzature Keysight e Rigol principalmente nell'ultimo decennio e ho molto rispetto per entrambi i marchi. Rigol è spesso visto più come un marchio economico/hobbyist, ma quando si confrontano le specifiche soprattutto sulle unità di fascia alta, è un chiaro vincitore per me quando si aggiunge il prezzo al dettaglio nel mix. Se non pianificate di spingere il vostro oscilloscopio ai limiti estremi, la maggior parte delle specifiche dettagliate possono essere considerate praticamente equivalenti tra i maggiori attori sul mercato. Il mio nuovo laboratorio di elettronica domestica è composto per l'80% da Rigol, 20% Siglent dopo aver messo a confronto tutte le opzioni nei showroom dei fornitori - cerco di non lasciare che il logo sull'attrezzatura influenzi una decisione.

Non ho aggiunto Siglent a questa lista, come un altro fornitore cinese a basso costo poiché la comunità di maker e hobbisti tende in definitiva a preferire Rigol. Alcuni pezzi di attrezzatura di Siglent sono superiori per un prezzo simile a Rigol, ma sento che Rigol mantiene ancora il vantaggio sugli oscilloscopi. Hantek (e tutti gli altri marchi sotto cui l'attrezzatura è venduta) e Owon non hanno fatto il taglio, poiché sento che non sono ancora nella stessa lega di Rigol e Siglent per quanto riguarda la qualità o il valore - essendo marginalmente più economici potreste anche spendere un po' più di soldi per le opzioni tecnicamente superiori con più supporto della comunità.

In definitiva, la vostra decisione dovrebbe dipendere da cosa intendete utilizzare l'attrezzatura, qual è il vostro budget e quali potrebbero essere le vostre esigenze future. Da questa lista, sento che Keysight ha gli oscilloscopi più facili da usare, Rigol offre il miglior rapporto qualità-prezzo e R&S fornisce l'opzione più interessante. Tutti i fondamenti dell'oscilloscopio mostrati qui si applicano generalmente ai modelli presentati sopra.

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