Revisión de DSO Nano 3: amplitud de bolsillo de 20 MHz por poco

El osciloscopio es una herramienta esencial de cualquier banco electrónico, y también es un instrumento cuyas capacidades se han expandido exponencialmente a lo largo de las décadas. Su gama completa de CRT analógicos hace algunas décadas ahora ha sido reemplazada por un dispositivo digital que asume muchas de las funciones de un costoso multímetro, contador de frecuencia y más. En la cima del mercado, el cielo es el límite cuando se trata de presupuesto, y el extremo inferior se extiende a dispositivos de bajo ancho de banda basados ​​en microcontroladores básicos a precios de bolsillo.

Estos entornos muy baratos se venden generalmente como kits y, a pesar de su ancho de banda muy bajo, son instrumentos sorprendentemente capaces con un conjunto de funciones útiles debido a un software bien escrito. Revisé un modelo típico el año pasado y vine lamentando su falta de batería interna y una encuesta de calidad decente. ¡Ojalá alguien produjera una gama en miniatura barata con un ancho de banda decente, una sonda decente y una batería interna!

Resulta que no he esperado mucho tiempo para que mi deseo de estar satisfecho con la noticia del lanzamiento de DSO Nano 3. Veamos qué puede hacer con un tamaño portátil por menos de $ 50.

La promesa

Correr a través del DSO Nano 3 inmediatamente levantó una ceja. Este es un pequeño tamaño de bolsillo de China con una batería interna, una sonda adecuada y, lo que es más importante, un ancho de banda requerido de 20MHz. ¡Lo mejor de todo es que se puede comprar por un precio relativamente desagradable de £ 36 ($ 47)! Si cumplía con ese reclamo de banda ancha, podría ser un verdadero cambio de juego, por lo que ordené probarlo. Unas pocas semanas esperando un paquete postal internacional, y tenía el paquete en mi banco.

Sorprendentemente, dado que la tendencia ha sido que los productos electrónicos chinos lleguen en cajas de calidad cada vez más alta, este producto ha llegado sin otro embalaje que no sea una bolsa de plástico. Dentro había una hoja de instrucciones, un cable mini-USB, una sonda ancha, un adaptador de conector BNC a 3,5 mm y el DSO Nano 3 en sí. Se me podría perdonar por pensar que abrí el paquete equivocado porque ese último artículo parecía un iPod Nano de tercera generación para todo el mundo. De ahí el nombre del 'alcance, entonces. Mi mejor suposición es que una fábrica está tirando iPods falsos en alguna parte, y que sus estuches están disponibles como componentes que hacen una caja conveniente para un osciloscopio de bolsillo. No puedo imaginar que a los abogados de Apple les guste, pero de cualquier manera es una opción interesante como factor de forma para algo que no es un reproductor de música, aunque no sin problemas, ya que llegaremos a tiempo.

En la parte delantera de la unidad hay la misma pantalla de 2 ″ y el mismo control de rueda al que se acostumbrará desde un iPod, y la similitud se extiende a los lados y la parte trasera de la unidad. Cabe mencionar que la rueda es de plástico con acción de clic en lugar del rodillo de la Apple original. No recuerdo que el reproductor de música de Apple tenga una toma USB Mini para cargar, pero reconozco la toma de auriculares de 3,5 mm. Hay una abertura rectangular adicional en un borde que sospecho que se pudo haber utilizado para una rueda de volumen en el iPod impactante, aquí es simplemente una abertura a través de la cual se puede ver la PCB.

En el DSO Nano 3, la mayor parte del espacio se dedica a la batería.

¿Qué hay adentro?

Al abrir el dispositivo, la mayor parte de su interior detrás de la pantalla está ocupado por una celda de polímero de litio, y el espacio detrás de los controles está ocupado por la electrónica. Hay un procesador GigaDevice GD32F103 ARM Cortex M3, búfer de cuadros de video Averlogic AL4228 384k, una selección de conmutadores MOS CPC1008N (PDF) y un AD9283-50 50 Msamples / S. de analógico a digital.

El GD32F103 es el cerebro del traje, el AL4228 es una pieza de almacenamiento rápido para preservar las formas de onda muestreadas, los CPC1008Ns cambian entre los distintos rangos y el AD9283 es ​​la interfaz analógica. Esta última parte es un poco interesante, porque a diferencia de todos los demás que son de fabricación reciente, el nuestro tenía un código de fecha de 1998. ¿Cómo llegó un chip de 20 años a un dispositivo 2018? Podría ser una acción antigua, pero supongo que proviene del enorme mercado chino de artículos electrónicos recuperados sobre el que todos hemos leído.

Vale la pena señalar que las líneas de datos del puerto USB están conectadas al GD32F103 a pesar de que el manual afirma que el enchufe no tiene otra función que la de cargar, y un vistazo rápido con lsusb revela que no aparece ningún dispositivo. Si alguien tiene algún consejo o truco sobre cómo se podría explorar esto, háganoslo saber en los comentarios.

Usando el 'alcance

Ya basta de propiedades físicas, ¿cómo funciona? Después de cargarlo con el cable USB de una verruga de pared como se recomienda en lugar de una toma USB de computadora, lo operé presionando prolongadamente el botón central. Después de la pantalla de bienvenida, fui recompensado con una pantalla de osciloscopio. Al conectar la sonda al enchufe de 3,5 mm con el adaptador suministrado, y con algo de manipulación, pude mostrar las formas de onda del generador de señal.

La interfaz que tenía que permanecer dentro de los límites del clic al estilo de Apple significaba que elegir diferentes rabietas y encuestas era un proceso frustrante, pero posible una vez que te acostumbraste. En cuanto a su funcionalidad, carece de algunas de las características avanzadas que podría esperar de un "rango" más logrado o incluso el que encontré en el modelo de ancho de banda bajo que revisé, este es un instrumento muy básico.

Hay dos funciones básicas que debe proporcionar un osciloscopio; medición precisa de voltajes y períodos de tiempo. Además, propuse a DSO Nano 3 una serie de formas de onda de prueba, y comparé cómo las mostraba con las mismas formas de onda presentadas por RIGOL DS1054z. Las capturas de pantalla de Nano 3 son todas fotográficas, como se mencionó anteriormente, el puerto USB es solo para cargar y no monta nada desde el cual pueda capturar una imagen.

Señal de calibración 1kHz 3V DC-DC, con la pantalla Nano 3 insertada en la parte superior derecha sobre la pantalla Rigol.

La primera orden del día fue vincularlo a los terminales de calibre del Rigol (el DSO Nano 3 no tiene su propio acabado de calibre). El Rigol proporciona una onda cuadrada de 3V pk-pk 1kHz diseñada para el ajuste de la sonda, y como con cualquier sonda nueva, esto necesitaría un cambio. El condensador de ajuste está en el enchufe en lugar de la sonda con este modelo, e inesperadamente necesitó poca atención. Con la onda cuadrada en la pantalla, pude ver inmediatamente que el Nano 3 tenía su frecuencia como un punto de 1kHz, pero la calibración de voltaje disminuyó significativamente en 2.90V a 3.01V de Rigol. Esto demostraría ser un problema constante en todas las lecturas, en particular, los valores RMS de las ondas sinusoidales serían mucho más salvajes que los medidos por el instrumento más caro.

Onda sinusoidal de 20 MHz a 100 mV pk-pk, como se ve en la pantalla Nano3.

Sin embargo, la parte de este instrumento es ese ancho de banda de 20 MHz. Encendiendo mi respetable generador de señales de RF frontal, lo empujé con señales a través de los MHz para ver cómo resultaba. Todos los voltajes se ajustaron a 100 mV RMS utilizando el Rigol como monitor, y la corriente llegó a través de una línea coaxial con acabado de 50 ohmios, como se muestra en la imagen cerca de la parte superior de la página.

Desafortunadamente, cuando se alimentaba con un seno de 20 MHz, el Nano 3 apenas podía resolverlo. Se produjo una pantalla dentada, con una amplitud muy baja y medidas de frecuencia muy cambiantes. La imagen de la izquierda muestra una lectura de 22,2 MHz, oscilando tan solo 18 MHz mientras trataba de darle sentido a su entrada en esta frecuencia.

Onda sinusoidal de 10 MHz 100mV DC-DC vista con el Nano 3.

A 10 MHz la imagen es un poco mejor. El voltaje todavía se está alejando, pero algo que se acerca a una onda sinusoidal aparece en la pantalla y resuelve la frecuencia correctamente. Todas estas lecturas se toman con el instrumento configurado en un rango 1X, ya que la entrada es una línea terminada de 50 ohmios y no hay ningún atenuador presente.

A medida que la frecuencia cae por debajo de los 10 MHz, el instrumento comienza a ser mucho más útil. Nuestros voltajes pico a pico se acercan a los 100 mV establecidos con el Rigol, y las formas de onda se ven como deberían. Todavía hay algunas diferencias en la calibración de voltaje, pero este se ha convertido en un dispositivo mucho más creíble.

Veredicto mixto

Onda sinusoidal 1MHz 100mV DC-DC como se ve en el Nano 3.

Entonces, después de pasar un tiempo usando el Nano 3, ¿qué pienso al respecto? La respuesta es extremadamente variada, por un lado, este es un dispositivo maravilloso que realmente podría redefinir lo que da una amplia gama de tamaños de bolsillo, sin embargo, por otro lado, se las arregla para perder ligeramente el objetivo con sus caprichos y sus defectos. Cualquier "ancho de banda que pueda desviarse de los anchos de banda de unos pocos cientos de kHz del otro bolsillo" debería valer la pena, pero su ancho de banda demasiado optimista y su calibración de voltaje constante hacen que no sea una decisión de compra tan fácil si no es suficiente una interfaz difícil. suficiente.

El estuche del iPod es una buena idea, pero parece que para que un osciloscopio entre en él se deben hacer demasiados compromisos. Si el puerto mini-USB fuera reemplazado por micro-USB, la toma de 3,5 mm con BNC, el control de clacking con algo más útil y alguna curva de calibración de voltaje aplicada, podría olvidar la afirmación de un ancho de banda de 20 MHz. esto como un bolsillo de 10 MHz algo astuto. Pero tal como están las cosas, podría recomendarte esto solo si realmente estás deber tiene una forma de ver una forma de onda de 10 MHz que puede costar en un espacio diminuto a toda costa. Le recomendé a un novato que comprara el rango de ancho de banda bajo, pero no puedo hacer la misma sugerencia con este modelo.

Puede ser mejor ver este dispositivo como un primer intento, heraldo de los próximos mejores. Incluso con este hardware, ciertamente hay formas de abordar algunas de sus deficiencias en los programas, por lo que cuando aparecen las inevitables herramientas de copia y versiones posteriores, pueden ser mucho más útiles. ¡Eso espero, nada dice más geek chic que sacar lo que parece ser un iPod y verificar la forma de onda en él!

  • Matt Cramer dice:

    Se dice que muchos otros entornos DSO Nano se basan en reproductores MP3, pero este es el más evidente hasta la fecha.

    ¿Es un osciloscopio un osciloscopio tan inteligente como un toro?

    • RW dice:

      Estoy seguro de que acabo de recibir este reproductor de MP3, ¿alguien ha subido el firmware ya? jajaja

      • Mark Penrice dice:

        Sería bueno si pudieras reclutar entre eso y, digamos, Rockbox ...

  • Andy Pugh dice:

    Parece justo decir que el DSO Quad es el doble de bueno por solo 5 veces el dinero. (De hecho, me gusta un poco el mío, aunque por defecto es el hermoso Tek 336 semi-retro que se encuentra en el alféizar de la ventana sobre mi banco.

    • BrilaBluJim dice:

      "Half-retro Tek 336". Odio decírtelo, ¡pero ese y cualquier otro visor con pantalla CRT ES retro!

      • Andy Pugh dice:

        ¡Oye! El 336 tiene menús en pantalla y todos los inconvenientes de la moda. (muy bonito, me recuerda a "Asteroids")
        El DSO Quad y el 336 tienen una característica importante para mí, ambos son portátiles para motocicletas.

        • TGT dice:

          Es bueno ver que al menos otra persona tiene la portabilidad de la motocicleta en su lista de funciones necesarias para la electrónica 🙂

          • Mark Penrice dice:

            A pesar de la fuerza de un cuadro / suspensión / rueda / neumático, cualquier cosa es una motocicleta portátil si corre correctamente;)

        • Lista de Jenny dice:

          ... pero ¿son portátiles Ner-a-car?

          • Andy Pugh dice:

            El Ner-a-Car tiene una rejilla grande y bonita. Probablemente podría manejar una computadora Tek 5440. Aunque la falta de suspensión trasera puede no favorecer la alcance.

    • Neil dice:

      Tenía un DSO cuádruple y era lo suficientemente bueno para mis necesidades de pasatiempo. Nunca arreglaron los errores desencadenantes en las primeras revisiones de dispositivos. Afortunadamente, se rompió recientemente y pedí un DS1054Z

  • Clovis Fritzen dice:

    No es un mal precio para el tipo de equipo que ofrecen. Ahora realmente me gustaría ver a los grandes nombres (Rigol, tektronix, etc.) hacer algunos osciloscopios reales a ese precio (o al menos hardware similar).

    • macona dice:

      Nunca suceda, al menos de Tek. Tek no lanzará nada a este precio, no se darán cuenta de nada barato, por lo que nunca recuperarán su dinero.

  • Ostraco dice:

    Un generador de plantillas encajaría bien con ese factor de forma.

  • Paul dice:

    ¿Es ese ancho de banda medido real de -3dB de 10MHz?
    Se agradecería un poco más de información sobre la sección de entrada y los rangos de voltaje.
    ¿Qué tan buena es la puesta en marcha?
    Estos juguetes baratos tienden a olvidarse de eso.

    Compré (clones de) el DSO138 y el DSO150 yo mismo para jugar.
    La interfaz de usuario de DSO138 es increíble y la interfaz de usuario de DSO150 es utilizable, pero desafortunadamente aparecieron en el software y el arranque está tan mal diseñado y con errores que tampoco puedo recomendar este.
    Sin embargo, me sorprendió gratamente la velocidad de actualización de la pantalla. Un buen escaparate para el STM32f103, y ambos fueron desarrollos objetivos generales sobresalientes con TFT para este procesador.
    No puede encontrar un kit de desarrollo más económico con TFT para ningún procesador.

    DSO Quad también parece poco escrupuloso, porque a ese precio no necesita tolerar la desagradable interfaz de usuario y el pequeño TFT, ya que puede obtener un tamaño normal por alrededor de 200 EUR con 10 veces o más el precio.
    Las únicas críticas positivas sobre estos temas parecen ser de personas que no poseen o han usado un osciloscopio normal.
    Tal vez hay algunas sobrinas donde su pequeño tamaño y el rendimiento de la batería compensan sus desventajas, pero ¿las mediciones flotantes en circuitos de alta tensión con un juguete así? Darwin te olvidará.

    Pero por ahora me quedaré con mi viejo Rigol DS1052E, que es el mínimo de lo que podría ser para un tamaño decente por ahora. He estado pensando en actualizarme a un Siglent xxxxX-E de 4 canales, pero realmente no estoy haciendo lo suficiente con la electrónica para justificar esa inversión, pero probablemente lo haga si proyecto seriamente mi propio controlador BLDC, que era un proyecto de ensueño. para mí durante unos 10 años para mí.

    • Steven Greenfield dice:

      Escucha Escucha. Compré un DSO203, un ancho de banda requerido de 72 MHz. En realidad, es de 72 Mps, pero algunos especialistas en marketing de Seeed Studio lo notaron como MHz, por lo que todos lo copiaron. El ancho de banda analógico real de -3dB es de alrededor de 3.5 MHz, nacido de acuerdo con mis cálculos de circuito y pruebas de autor en la revista EDN.

      El sistema de menús es bastante aburrido e incomprensible.

      • bufferscotch dice:

        Es bueno saber, gracias por el jefe a ambos 🙂

  • Ingeniero de Backwoods dice:

    ¡No veo un enlace! ¿Dónde puedo comprar uno?

    • párpados párpados dice:

      Busque DSO168, es el apodo del modelo revisado.

  • Bo-Erik Sandholm dice:

    Supongo que 20 mhz es la frecuencia de muestreo, no la frecuencia de la señal de entrada utilizable.

    • Paul dice:

      Probablemente no haya mucho interés en el alcance, que se examina al mismo tiempo en los años 50.

      • Megol dice:

        Creo que confundiste mhz con mHz.

        • Steven Greenfield dice:

          ¿Apuntó a MHz?

  • Jeff W dice:

    Necesita al menos 5 muestras para probar una onda sinusoidal (que se verá como una onda pseudo triangular), por lo que 50 MSPS debería ser la primera indicación de que se trataba de una banda de solo 10 MHz. Mis muestras de 100MHz Rigol-wide a 500 MSPS.

    • AMA dice:

      Necesita 2 muestras si el filtrado es perfecto. Una onda reconstruida que parece dentada (como si simplemente dibujara un punto a otro) incluye partículas de frecuencia sobre el truncamiento.

      • Steven Greenfield dice:

        Esto está mal. ¿Qué pasaría si todas las muestras chocan en la intersección cero?

        Mundo real con filtrado del mundo real, probaría de 5 a 10 veces el ancho de banda analógico de -3dB. Y desea un ancho de banda 10 veces mayor que la frecuencia de cualquier onda cuadrada que desee ver, o sus ondas cuadradas se parecen más a una onda sinusoidal.

        • AMA dice:

          Creo que cualquiera que observe una onda cuadrada de 20MHz en un osciloscopio de 2GSps a 200Mhz activado en un nivel cero probablemente debería haber gastado el dinero en otra cosa.

          • Steven Greenfield dice:

            : '))

          • BrilaBluJim dice:

            Esto es absurdo. Por lo tanto, ¿sugeriría que si tiene una banda de 200 MHz en su banco y desea ver una señal de 20 MHz, debería sacar su POS de 50 MHz?

          • Steven Greenfield dice:

            Es asombroso cómo lees tanto sobre lo que no se dijo. Tu me malinterpretas.

          • BrilaBluJim dice:

            Y por cierto, el ejemplo de los cruces por cero tenía que ver con los PUNTOS DE PUNTO, no con el gatillo. Su punto fue que si prueba una onda sinusoidal con exactamente el doble de su frecuencia, la amplitud indicada puede estar en cualquier lugar entre cero y la amplitud real, en el peor de los casos, donde el punto de muestreo ocurre en las intersecciones cero.

            Para evitar avergonzarse a sí mismo, uno debe asegurarse de que comprenda de qué se está burlando.

          • Steven Greenfield dice:

            Bien hecho, BrightBlueJim.

          • AMA dice:

            Solo quería contrarrestar el comentario de Jeff. No es por eso que DSO tiene fallas a 20MHz. Cuando alguien me explicó que dibujar una curva incorrecta viola el ancho de los datos limitados de Nyquist, la bombilla de luz en mi cabeza se encendió. Realmente no me importa la diferencia entre 2.0000000 y 2.0000051; lo mío es que el requisito es 2 y no 5. ¿Está oculto el problema? Calculo 19 ángulos en la forma de onda de prueba de 20MHz en un período de 400ns. Esto está bastante cerca de lo esperado para 50 Msps. Una muestra de 2.5 significa que no se esconde. Entonces, ¿es un problema de filtro? Bueno, está alimentado por una forma de onda de 20MHz de un generador de señal. Sabemos que no hay señales de Nyquist, vemos datos de casi la mitad de la altura de la forma de onda original y hay formas limitadas de que un filtro simple pueda engañar a una onda sinusoidal, por lo que este no es un problema de filtro. ¿Es un problema de ruido? La ola producida parece bastante estable. Me parece que el problema es el software.

        • wren6991 dice:

          Nyquist limita el ancho de banda a la mitad de su frecuencia de muestreo, pero puede acercarse arbitrariamente a él. Para el caso límite, cuando se acerca al caso mencionado, aún puede reconstruir la onda sinusoidal original con un filtro de sincronización. Según números reales, esto es igual a fs / 2, por la misma razón 0.999 ... = 1

          No funciona prácticamente debido a que su ventana de muestreo finita causa una fuga espectral, y debido a su baja SNR cuántica cuando todo es 0 (o infinitamente pequeño)

          • Steven Greenfield dice:

            Claro, pero en el mundo real, incluso en los programas, los filtros que limitan las bandas tienen movimiento y ondulación. Por lo general, cuanto más rápido es el inicio, más ondulación está presente. Lo mismo ocurre con las reconstrucciones.

            Además de eso, dudo que el oscopio de bolsillo barato tenga filtros de reconstrucción realmente buenos. Por lo que he visto, terminan con una velocidad oblicua que limita el ancho de banda en señales grandes, por lo que cada señal cercana a los límites parece una onda triangular.

      • Doc dice:

        Sí ... o eso insisten los fans digitales. En mi perspectiva, una frecuencia de muestreo de 10 veces la frecuencia máxima es aceptable.

      • Andy Pugh dice:

        El criterio de Nyquist es> 2 muestras por período. (no exactamente 2 muestras por período).
        https://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist%E2%80%93Shannon_sampling_theorem

        • svofski dice:

          Y ese es un mínimo teórico, que no es lo mismo que un valor práctico.

          • Steven Greenfield dice:

            Si. Sin filtros perfectos. El contenido de frecuencia más alto de la señal debe ser> 2f donde f es la frecuencia de muestreo.

            https://www.wescottdesign.com/articles/Sampling/sampling.pdf

            Con una onda cuadrada perfecta (ciclo de enlace 50/50), las armonías extrañas se suman al contenido de frecuencia. Se necesita al menos el noveno armónico para aceptar una representación racional de una onda cuadrada. Hágalo en un ciclo de desarrollo diferente, y debe buscar el tiempo más corto entre las transiciones para encontrar la frecuencia de las armonías.

          • BrilaBluJim dice:

            f / 2

          • Steven Greenfield dice:

            Vaya, arruiné esa oración. Gracias por capturar eso. Ojalá pudiera editarse.

            El contenido de frecuencia más alto de la señal debe ser

          • BrilaBluJim dice:

  • BrendaEM dice:

    Antes de comprar mi Rigoil 1054z, estaba mirando osciloscopios de mano. Podría tener una rama DSO Nano si pudiera manejar voltajes más altos. Quiero que las pantallas sean más grandes.

  • Mark Penrice dice:

    Bueno, técnicamente, si puede administrar 50M muestras / seg, puede capturar y mostrar señales de hasta 25MHz en * cualquier * forma, por lo que, pedantemente, se perdieron el ancho de su dispositivo, aunque obviamente 2.5 muestras por ciclo no es lo más bueno para 20 MHz. Sin embargo, si la lectura fluctúa regularmente entre 18 y 22 MHz, puede dividir la diferencia y decir que probablemente sea de unos 20 MHz.

    Al ver que recientemente vi a personas investigando los detalles de tiempo de video más finos del Atari ST y disculpándose por su rango de análisis lógico bastante más grande y costoso con una precisión de tiempo un poco menos que perfecta (del orden de aproximadamente 25 millones de muestras / seg., ¿Qué hizo las señales cuadradas de 8MHz y especialmente de 16MHz parecen un poco nerviosas y diagonales), y el último rango "barato" que vi y consideré invertir en algunos objetivos analíticos muy básicos fue de más de £ 90 (y finalmente cayó a £ 60, según el casting de Maplin ), Me costaría mucho considerar una velocidad de muestra de 50M a menos de 40 £, especialmente cuando comprar productos electrónicos directamente desde China puede ser una apuesta y podrías terminar con un reproductor MP3 de 2 Gb ...

    La lectura ansiosa de tensión es un poco más molesta, pero ¿se puede ajustar de alguna manera? Si tiene voltímetros moderadamente confiables, simplemente calíbrelo con eso y un voltaje bastante constante ¿fuente?

    Pregunta como novato en este tipo de cosas, sin embargo, ¿cuáles serían los voltajes de entrada mínimo / máximo? ¿Existe una manera fácil de establecer el rango de lo que ingresa, para permitirle medir voltajes más grandes (o más pequeños) de los que puede manejar de forma nativa? Recuerdo haber usado diferentes entradas o adaptadores de entrada en los voltímetros de la vieja escuela analógica, así que espero que sea solo una especie de divisor de voltaje resistivo, pero las clases físicas en cuestión eran buenas hace muchos años ...

  • drandyhaas dice:

    Eche un vistazo al haasoscopio. ¡125 Mps en 4 canales por alrededor de $ 100! Está financiado y disponible ahora. Hardware abierto y código abierto.
    https://www.crowdsupply.com/andy-haas/haasoscope
    https://goo.gl/1Ry1k4

Victoria Prieto
Victoria Prieto

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