Rigol DS1102E (aneb co si do domácí dílny případně koupíte)

Druhý ze stolních osciloskopů, který si po článku o profesionálním přístroji MSO4034 přiblížíme, je jeden z nejprodávanějších typů, Rigol DS1102E. Nabízí dvě stopy s frekvenčním rozsahem do 100 MHz za cenu pod 10000 Kč bez DPH, necelých 12000 Kč s DPH, takže je relativně dostupný i pro amatéry, i když jako první přístroj si jej začátečník asi nepořídí.

Celkový pohled na DS1102E

Přístroj je relativně malý, k tomu přispívá nejen úhlopříčka displeje 5,7″ (rozlišení 320*240 bodů), ale také to, že oba vertikální kanály mají společné ovládání. V příslušenství se dodávají dvě pasivní sondy s přepínatelným dělicím poměrem 1/10 a udávaným rozsahem frekvence do 150 MHz, vstup má 1 MΩ / 100 pF respektive 10 MΩ / 17 pF. Vypínač je na horní straně, což může ztěžovat možnost přístupu k němu, a síťový konektor vlevo.

Dodávané sondy 1:1 / 1:10

Kabel s dodávanou rovnou (nikoli úhlovou) koncovkou si vynucuje nechat vedle přístroje 5 – 10 cm volného prostoru. Přístroj má účinné aktivní chlazení, které opravdu nejde přeslechnout. Ze zadní strany krytu jsou tři konektory, USB pro ovládání z nadřízeného počítače nebo připojení tiskárny, RS232 a BNC konektor s výstupem pulzů při kontrole Pass/Fail.

Konektory na zadní straně přístroje

Základní logika ovládání je stejná jako ostatních osciloskopů Rigol, ovšem kontextové menu na displeji a tlačítka pro volby jsou jen na pravé straně displeje a kvůli menšímu rozlišení se na výšku vejdou jen tři funkce a stránkování nahoru nebo dolů v dělené nabídce.

Každý z vertikálních kanálů má kromě stejnosměrného i střídavého režimu a uzemnění vstupu možnost zařadit frekvenční dolní propust 20 MHz kvůli vyčištění průběhu. Kromě toho je k dispozici digitální filtr (dolní i horní propust, pásmová propust i zádrž) s nastavitelnou frekvencí. Poslouží velmi efektivně k oddělení signálů, ale je nutné jej používat s rozvahou a hlavně nepřehlédnout v levém dolním rohu displeje písmeno „F“, které zapnutí filtru signalizuje, může totiž charakter signálu naprosto změnit. Dělicí poměr sondy se nastavuje ručně od 1x až po 1000x s krokem 1-5. Na obrázku je na oba kanály přiveden identický průběh, symetrický obdélník 1 MHz. Kanál 1 je bez filtru, kanál 2 má zapnutou dolní propust 2 MHz. Signál na stopě 2 je podle očekávání téměř čistý sinus s odfiltrovanými vyššími harmonickými.

Původní signál a po průchodu filtrem

Protože frekvenční charakteristika je jedním z nejdůležitějších údajů, ostatně rozsah kmitočtů se nejvýrazněji promítá do ceny, změřil jsem jeden ze vstupů osciloskopu a to včetně dodávané sondy. Výsledek téměř přesně odpovídá ideálnímu stavu, při zapnutí vstupního filtru 20 MHz je útlum 3 dB těsně nad 20 MHz, bez filtru je charakteristika výborně vyrovnaná (odchylka <1dB) až k 95 MHz, pak se krátce zvýší a těsně za 100 MHz padá strmě dolů.

Matematické zpracování signálu se omezuje na operace +, -, x a FFT, frekvenční analýza může využívat plnou plochu displeje nebo průběh dostane horní a FFT dolní polovinu. Hodnoty mohou být v lineárním i logaritmickém měřítku. Referenční signál se vejde do interní paměti jeden, je však možnost použít flash disk v USB konektoru vpředu jako externí paměť a uložit/načíst v podstatě neomezené množství signálů, vždy se ale zobrazí jen jeden.

Časová základna s možností časové lupy je nastavitelná od 2 ns/d do 50 s/d, v jejím menu se zobrazuje aktuální rychlost snímání vzorků, která se automaticky upravuje. Je samozřejmě možné zvolit i režim X-Y nebo roll. Synchronizace nabízí obvyklé možnosti na hranu, pulz, překročení zadaného intervalu vertikálně nebo horizontálně i videosignál PAL/SECAM/NTSC, ten dovoluje vybrat si libovolný řádek z lichého nebo sudého půlsnímku. Ne zcela obvyklý je režim Alternate, kdy se displej rozdělí na dvě poloviny a mohou být současně zobrazovány oba kanály, každý s vlastní (i velmi rozdílnou) časovou základnou. Aby se opravdu mohly zobrazovat průběhy střídavě, je nejdelší možná časová základna v tomto režimu 20 ms/d.

Dva signály, každý s vlastní časovou základnou a synchronizací

Měření může pracovat se dvěma vstupními kanály, ne již třeba s výsledkem matematického zpracování. Nabídka je poměrně bohatá jak ve skupině měření napětí (amplituda, průměr, RMS, překmity na hranách, …) tak času (frekvence, perioda, šířky pulzů, délky hran, …). Tři vybrané hodnoty se zobrazí pod průběhem, případně je možné vypsat všechny do tabulky, ta ale zabere zhruba třetinu plochy displeje. K měření slouží samozřejmě i kurzory ručně ovládané vertikálně nebo horizontálně nebo sledující průběh.

Tabulka měřených parametrů signálu

Odměřovací kurzory na displeji

Průběhy v grafické i textové podobě se dají zaznamenat na flash disk, protože však záznam nemá vlastní tlačítko a volá se přes menu Storage, které by zabralo podstatnou část displeje a bylo vždy stejné, jde vždy do záznamu displej bez menu. Nezávislý čítač lze vypnout, jeho vstup je vždy svázán s 1. kanálem.

Funkce Pass/Fail pro kontrolu anomálií v signálu je už dnes standardem. Uživatel má možnost nahrát do záznamu až 1000 průběhů s odstupem 1 ms až 20 s a zase je libovolně zpomaleně nebo zrychleně přehrát, uložit na disk nebo z disku načíst. Už ale nejde na záznamu dělat další operace nebo vyhledávání, jen prohlížet.

Pass / Fail kontrola signálu v dané toleranci

Průběh lze vyhladit klouzavým průměrem s maximálním horizontem 256. Pro snímání v reálném čase se můžeme zvolit ze dvou rozsahů paměti pro ukládání vzorků. Vzorkování v reálném čase dává nejméně 2 vzorky na dílek, ale přepnutím do ekvivalentního času dostaneme 50 vzorků na dílek i při nejrychlejším rozsahu časové základy 2 ns/d, takže „lomený“ nebo viditelně uměle vyhlazený průběh křivky u tohoto osciloskopu rozhodně nehrozí. Signál je omezený frekvenční charakteristikou analogových kanálů. Zarazilo mě, že osciloskop nemá samostatné tlačítko pro jednorázové snímání průběhu.

Jak se s DS1102E pracuje? Na jednu stranu velmi dobře, protože na to, že jde o stolní digitální přístroj v nejnižší cenové kategorii, má výbornou nabídku funkcí, velmi slušný rozsah vstupních frekvencí i vzorkování až 1 GSa/s. Na druhou stranu rozlišení 320×240 bodů nenadchne, zejména když se má na displej kromě průběhu vejít i nějaká ta změřená hodnota nebo menu. Ovládání s mnoha stránkováním a přechody do podmenu také nepatří mezi nejpohodlnější. Dobrý pracant za dobrou cenu nezklame a poslouží, ale zkrátka není od toho, aby dělal parádu a všechno usnadňoval.

 Kat. 1

Základní technické údaje DS1102E: