Köpa oscilloskop för radioprojekt

[swesysmgr]

Det är väl helt enkelt så att man får ett betydligt bättre instrument, för samma peng.

Om man kan köpa ett begagnat analogt för 500-1000kr är det ett oslagbart billigt sätt att komma igång men utbudet av lite bättre begagnade oscilloskop är litet vilket gör dem dyra.

Går snabbare att komma igång också om du köper ett nytt från hyllan, då kan du lägga tid på att mäta istället för att sitta och läsa tradera- och blocket annonser i månader för att hitta något tillräckligt billigt och tillräckligt bra begagnat.

Bättre bandbredd, bättre linjearitet, exaktare tidbas osv om man köper ett Tek/Agilent/HP DPO eller liknande.
Själv har jag tre TEK 7k mainframes, varav ett med digitizer, ett minnesskop och ett 7854 med 4-bays, dvs upp till 6 kanaler och 1GHz bandbredd samt ett TEK DPO7104

Om man har gott om plats kanske det fungerar, för den som vill hobby-mäta hemma i lägenheten är det en stor fördel med kompakta instrument som går att ställa undan.

Jag tycker att möjligheten att lagra det man mätt som bilder eller data gör moderna digitalare helt överlägsna även för en nybörjare, du kan ta fram dem på datorn när du vill även om mätuppställning och instrument är nedplockade.

[hawkan]

Jag hade också den frågeställningen när jag köpte mitt för några år sedan begagnat analogt eller nytt digitalt.
Köpte ett Hantek dso 5012P och har inte ångrat det, tvärtom varit nöjd med att välja ett digitalt.
Sedan har ju tiden gått och i dagsläget hade jag tittat på ett Siglent kanske. Absolut inte ett analogt i alla fall.

[Marta]

Finns väldigt sällan någon verklig nytta med exakta siffervärden. Världen är analog, så därför är det bra att mäta analogt. Där finns mer information i det ett analogt scope visar. Små detaljer som kvantiseras bort i ett digitalt. Det är ytterst sällan ett signalförlopp inte kan göras repeterande så ett vanligt scope kan visa det.

När ett lågprisinstrument får problem efter några år så kan det bli mycket besvärligt/dyrt om ens möjligt att laga. Du sitter där med en stor trasig BGA ASIC som är både omöjlig att anskaffa och omöjlig att byta.

Köp ett drägligt bra beggat analogt scope och en drägligt bra beggad signalgenerator med svepfunktion för att komma igång med mätningar på riktig radioteknik. Det är det mest prisvärda alternativet.

[AndLi]

Tipsen om att köpa ett analogt(inget minne) oscilloscope måste ju bara vara relevant när man ska mäta på analoga signaler av repetitiv natur?

Vill man titta på signaler från uC, kommunikation eller annat som händer oregelbundet/sällan så vill man ha något med minne i.

Jag köpte RiGol DS1104Z(ca 6000SEK) till en nyanställd nyexad kollega att ha på skrivbordet bara för att hjärtvätta in honom till att mäta är att veta. Och då för att det inte skulle behöva bli ett hinder att behöva springa runt och försöka låna något av de dyrare keysight scopen som vi också har. Rigolen kostade ungefär lika mycket som en prob till KeySighten (och jo det märks på tex probarna...)

[E Kafeman]

Jag har också en Rigol DS1054. Mycket mätinstrument för pengarna när det är billigt upplåst med pris som en bättre multimeter.
Det är kul med alla komplicerade triggvillkor man kan ställa och få olika mätvärden i siffror och jag använder flitigt funktionen att samköra olika instrument i datorn, för att på det viset skapa ytterligare funktioner.
Men det analoga skåpet klår den inte när det gäller felsökning på kretskort. Här letar man ofta enkla sinus och fyrkant med mer eller mindre amplitud och distorsion mäts med ögonmått. Inget man behöver decimaler på mätvärdena.
Analog-skåpet kan jag manövrera samtidigt som jag mäter igenom en radio-apparat, utan att ens titta på vilka rattar jag vrider på utan ägnar ögonen mer åt att kollar var mätproben sätts och kollar om det blir någon signal alls.
Trigg-villkor, triggnivå, sveptid och amplitud går inte ta fel på de alla har tydliga dedicerade rattar med i ratten inbyggd visare så att man känner ungefärliga ratt-utslaget och jag är helt trygg med att jag inte gör inställningar som riskerar dölja den signal jag letar efter i olika spänningsnivåer och frekvenser, DC-nivåre mm.

Med Rigolen är det tvärs om en stor osäkerhet om triggen är rätt ställd, det finns ingen direkt-knapp utan man måste in bland olika menyer med rikt urval på möjlighet att välja fel.
Rattarna är samtliga oändliga utan återkoppling som man kan känna med fingrarna.
Det finns en halv-smart Auto-knapp, och trycker man på den vid varje mätning så är man helt ute på hal is då man riskerar få alla parametrar olika för en och samma mätpunkt, beroende på tillfälliga amplituden och frekvensen.
Det kan vara att jag inte har rätt läggning för att vilja ha en enda ratt för fyra kanaler även om det går genom att inför kanaljustering först välja via knappar vilken kanal man vill ändra.
Det tar i tid ett extra knapptryck men det kräver att jag flyttar ögonen från mätprobarna som jag håller på plats i ett trångt PCB.
Det händer att probarna då halkar till över två kretsbanor och blåser hål i tre IC-kretsar. Det tar extra tid.

Det beror givetvis på vad man ska göra, vilken typ av mätningar man gör, både gammaldags analoga instrument och nyare varianter har sina fördelar. Vore jag tvungen att välja ett av dom så är det dock tveklöst Rigolen jag avstår från. Trots alla finesser har den ingen funktion som jag inte bättre kan mäta med analog-skåpet som dessutom har GPIB, så vill jag köra min super-FFT eller trigga och spara ett svep var 3:e minut så gör jag det enkelt direkt på datorn. Den typ av möjlighet utnyttjar jag dagligen.
Det är en huvudpunkt vad gäller ett skåps finesser som jag kräver, att det ska ha öppet och dugligt gränssnitt för att kunna samköras med andra instrument eller egna dokumentations-format.
Ur den aspekten har Rigolen USBTMC som en helt ok ersättning för GPIB i lab-miljö.

Det är ju även datorn som alltmer utgör användar-gränssnitt för amatörradio så även ur den aspekten kan det var praktiskt att ha all kontroll på ett ställe.

Kanske lite över hobby-budget men ett för radio-amatören användbart multi-instrument är Siglent SSA3021x+, en spektrumanalysator, uppgraderings-bar till dubbla frekvensen, 3 GHz, inbyggda tracking-generator och modulationsanalysator för FM och QAM mm. Godis för den som håller på radio och tracking-generator är ovärderligt när man bygger egna RF filter och förstärkare. Ett riktigt multinstrument.
Den har nu genom hobbyisters försorg öppnats så den kan laddas med programvara så att den även blir en nätverksanalysator, VNA, vilket är värdefullt verktyg om man som radio-amatör även mixtrar med egna antenner.
Denna typ av instrument har på kort tid fördärvat en tidigare marknad med höga vinstmarginaler för tillverkare som Keysight, R&S och Anritsu. De har tidigare varit extremt konservativa i sitt modell-utbud med mindre förändringar år från år.
Köpa ett oscilloskop från R&S, så inte sällan var skåpet bara halva priset. Tillval av nödvändiga optioner med helsidor av olika tillval kostade lika mycket som själva skåpet. Att kunna få det självklara valet att kunna kommunicera via t.ex. GPIB kostade som en hel Rigol som extra option.

[Platis]

Vettiga synpunkter! Vad kör du för analogt skåp?

[E Kafeman]

Vet inte om det finns något mer idealt instrument än annat. Man vänjer sej och blir hemtam på de instrument man råkar ha.
För amatören styr kostnaden mycket, i produktion styr att det finns service och backup även om den är dyr.
För mej som i många år gått i samma lab så väljer man inte alltid instrument, man bara samlar på det som råkar trilla i ens väg.
Mina analoga prylar är inte på något vis speciella. Det finns till och med ett 20MHz oscilloskop och en 100 MHz (HP 54601B).
Den gamla på 20MHz är sparad just för att den har en unik funktion som inte finns på så många skåp idag, en bra Z-kanal.
Nu är det inte alla som har nytta av sådan funktion. Jag har använt den för utveckling av en slags radar.
Det projektet är avslutat sedan många år men skåpet används fortfarande i många sammanhang.

Mina mesta gamlings-instrument är mer av typen för rena RF-mätningar. Signalgenerator, kommunikations-testare och nätverksanalysatorer, VNA. Har tre VNA framför mej med medelålder drygt 20 år.
Ogillar med dessa att de har fläktar som låter som reaplan och producerar allt för mycket värme sommartid i mitt dåligt avkylda lab.
Har systematiskt dock börjat gå över till rena USB-prylar. Mer och bättre prestanda i ljudlösa instrument och i stort strömlösa, de klarar sej på vad USB-sladden ger.
Dessutom så blir det så mycket mera kvar av utrymmet på arbetsbänken jämfört med äldre instrument.

Senaste inköpet var en liten burk stor som en sardinburk. En VNA för ca 50.000 och då kan den ändå bara en bråkdel av vad mina äldre nätverkare kan men det den kan gör den desto bättre.
Och den är knäpptyst och sval.
Har använt den som demo-objekt för en av de mätalgoritmer jag utvecklat, i detta fallet för att mäta antenn-effektivitet på ett enklare sätt än vad som annars är möjligt. Det är en utveckling av en tidigare känd mätalgoritm men det blev egentligen inget kvar av den gamla algoritmen när min matte var färdig-räknad.
Det är mest ett resultat av mångårigt spånande i Labview med mina olika mätinstrument som ledde fram till denna nya mätmetod.

En av dess stora fördelarmed det lilla USB-instrumentet är att en konventionell nätverkare typ HP8753 är ett känsligt instrument, ofta rackmonterat och som väger 30 kg och med stigande ålder tål transport och klimat allt sämre. Transporten ska helst ske helst särskild stötdämpad låda, medan nyinköpet väger några hekto och får rum i byxfickan.
Om man vill besöka kunder och visa mätningar är man mer mobil om instrumentet kan bäras i fickan än om man ska släpa med sej något i kylskåps-storlek.

Den nya mätmetoden har väckt visst intresse i akademiska världen och tillverkaren av USB-prylen gillade det stort: https://coppermountaintech.com/integrat ... th-antune/
Klicka gärna på videon på den sidan så ser ni mej demonstrera en sådan antenn-mätning. Programvaran som jag använder i videon har jag utvecklad i Labview. Programvaran tillför en nätverkare mät-funktioner som inte erbjuds på annat sätt. Stor vikt har lagt vid att fördröjningen mellan mätsvep och presenterat resultat på datorn bildskärm ska vara så kort som möjligt trots mellanliggande matematik.
Klipper man till en komplicerad antenn med sax vill man inte veta hur långt man kan klippa, via en sekundfördröjning. Samma om man tunar trimkärnor i ett filter, det går i princip inte med sekundfördröjning eller får man jobba med sengångar-stil så att man kan hitta optimala punkter utan att passera dom.

Även om ovan VNA-burk är relativt enkel och begränsad i processor-kraft kan den när den blir kopplad till en dator åstadkomma av instrument-tillverkaren tidigare otänkta mät-moder, både enkla och mer processorkrävande. Vill man så tar det 30 sekunder att sätta ihop ett program som tutar i datorns högtalare när mätsignalen från oscilloskopet överstiger 3 Volt. Enkelt och hjälpsamt vid vissa felsökningar.
Samma resonemang är för enklaste voltmätare, kan man få in mätvärdet i datorn och kan lite enklare programmering så har man på några minuter byggt mätare för att mäta laddkurvor eller kan söka korta spännings-störningar utan att behöva övervaka mätinstrumentet.

Labview är en väldigt grafisk programmerings-miljö gjord för just att kontrollera mätflöden och presentera mätresultat. Det är relativt dyr programvara men har låg inlärningskurva, i synnerhet om man kan annan programmering sedan tidigare. Under en begränsad tid är Labview gratis att ladda ner för privat bruk: https://www.ni.com/sv-se/shop/labview/s ... ition.html

Rigol DS1054 har ett fattigt medskick till mjukvara till oscilloskopet. Duger för att hämta skärmdumpar men inte mycket mer. Då skåpets kommunikations-gränssnitt är anpassat till VISA och GPIB 488.2 är Labview däremot en behändig miljö för mjukvaru-utveckling av oscilloskopet och det är fullt möjligt att bygga sin egen SDR i labview, jag har gjort det flera gånger.
Vill man hålla sej till textbaserad programmering finns t.ex. PyVISA men det är en för mej allt för begränsad miljö för mina behov och där man blir hänvisad till att nyttja instrumentens FTP-portar för GPIB-kommunikationen vilket stöds mer sällan i instrumentens firmware, men PyVISA är lätt att prova på om man så önskar och om man har något instrument att hämta data från. https://pyvisa.readthedocs.io/en/latest/

För masochisten finns även ett GPIB-bibliotek för Perl.

[mankan]

Jag kör PyVisa via USB(antingen rå serieport eller via driver) och IP samt GPIB utan problem.

[E Kafeman]

Det går säkert bra att köra PyVISA mot ip-port om instrumentet stödjer det.
Fungerar jättebra för sådant som en hobbyist normalt använder det till.

Gratis program, enkel program-miljö och i värsta fall kan man ladda hem NI-VISA för att kunna kommunicera med somliga instrument.

Det förändrar inte att det är kraftigt begränsande inom produktions-industrin och för seriösa mätlab, varför det inte alls förekommer där.
Det är som att köra ut grus till motorvägsbygget med skottkärra. Ett lass varannan dag 3 mil t.o.r..
Kärran är nästan gratis och kräver måttligt funderande för att hantera, men motorvägen kommer bli otroligt dyr att producera med sådana verktyg.

Labview är total dominant med världens största standardiserade instrument-bibliotek. Om inte annat är det av stor betydelse den dagen ett utgånget instrument utefter produktions-linan behöver bytas och ersättas med instrument av annat fabrikat. Styrprogramvaran för produktions-processen kan inte tillåtas vara beroende av byte av instrument skulle kräva ny validering av produktions-linans funktion, det ska bara fungera.

Samma med komplicerade mätprocesser i mitt lab. Inte sällan är instrument utbytta, tillfälligt eller permanent och programvaror för att mäta vanliga parametrar kan inte behöva skrivas om bara för att ett instrument i kedjan är utbytt. Det kräverr lite eller inget jobb i Labviews programvara att byta VNA från Keysight till R&S trots stora skillnader i program-struktur.

Det är sällan man gör ett enkelt svep med en VNA för att mäta VSWR, vilket för hobbyisten kanske är främsta användningsområdet för ett ensamt instrument.
Ett i lab mer vanligt scenario är mätningar som kan pågå kontinuerligt mellan 5 minuter tilll 5 timmar. Debiterar man kunden timtaxa för labbet så blir kinden sur om man använder programvara som orsakar fördubbling av mättiden och det minskar egen möjlighet till produktivitet. Hur tidseffektiva mät och design-jobben är avspeglar sej direkt i vad jag kan fakturera.

En mätning i flera timmar, vad sysslar man med på den tiden om man inte mäter VSWR? Ett exempel är TRP.

TRP kan t.ex. mätas för optimering av antenn-impedans på en mobiltelefon (Total Radiated Power, en slags effektivitetsmätning).
Det är en viktig faktor eftersom varje förbättring direkt avspeglar sej i motsvarande längre driftstid på samma mängd batteri.
Man använder vid sådan mätning en calltester som aggerar en från min mjukvara styrbar basstation. En typisk calltester: https://www.ebay.com/itm/Anritsu-MT8820 ... 3827972381
Mätning går ut på att via calltestern skicka kommando till telefonen att välja kanal/frekvens och uteffekt, därefter mäta med spektrumanalysator resulterande fältstyrkan. När man stegat igenom frekvensbanden beordras vridbordet flytta sej en position och mätningen upprepas. Calltester, spektrumanalysator och vridbord är alla separata GPIB-adresser.

Om jag nu ber någon att i förväg skriva ett program i PyVISA, för ännu ej exakt specificerade enheter. dvs calltester, vridbord och spektrumanalysator av okända fabrikat kommer senare specificeras olika av olika mätlab om de ska kunna använda samma mät-program.
Kommer möta mindre förståelse från PyVISA-programmeraren att skriva ett sådant program. I labview går det bra.
Mitt program, AnTune, är sådant exempel. Oavsett typ av VNA, så länge det möter en viss standard i labview-gränsnittet (488.2) kan mitt program skifta mellan en 20 år gammal HP8714 till en ny USB-VNA från Coppemine Tech. i farten.

För AnTune kommer en annan viktig faktor in, CPU-effektiviteten.
Det mest basala mitt program gör är att läsa av nätverkarens komplexa kurva, applicera korrektioner i tidsdomänet i två nivåer (short & open) och tillbaka till frekvensdomänet beräkna resulterande förluster och nya komplexa impedanser för virtuella matchningskomponenter baserat på dess uppmätta impedanskurvor (Touchstone vanligen) för att slutligen lägga ut detta på bildskärm. Det är inga problem att utföra 10 ggr per sekund och kostar ungefär 10% CPU i en måttllig dator.
AnTune försöker optimera så att nätverkaren ska tillfrågas efter data precis när den är färdig med ett svep för att ytterligare minska tidspillan/last/dötid innan nätverkarens svep-resultat hämtas.
Just In Time kan spara 5-10 % jämfört med att fråga efter data för tidigt och komma för sent, när ett svep för länge sedan är avklarat kommer direkt begränsa hur ofta man kan uppdatera resultat.

Ska matchningsnätverket dynamiskt optimeras för minsta reflektionsförlust relativt en telefons komplexa impedanskurva för Tx/Rx eller TIS/TRP efter varje svep ökar CPU-last till 20-100%.
Det går men kostar dator-last så effektiviteten för hur fort en beräknings-kedja kan hanteras blir viktig.

Halvkompilerad Python är när det gäller sådana beräkningar en total katastrof vad gäller CPU-effektivtet. Det är 10 till 100 gånger långsammare. I värsta fall blir det bildskärmsuppdatering var 10:e sekund samtidigt som man saxen klipper komplicerade mönster i kopparfolie baserad på mätvärdena, eller lite enklare förståeligt, att balansera med trim-mejsel trimma längden på en dipol med extremt högt Q.

Sådan fördröjning är som att köra snabb sportbil på alpvägar och bara få uppdateringar genom framrutan var 10:e sekund.
Man får minska farten ner till 2-3 km/h om man inte ska köra av vägen och det kommer ändå att blir vingligare framfart.
På motsvarande sätt får man öka behövda arbetstiden för att utveckla ett filter eller antenn med en faktor 10-100, bara för att man jobbar med långsam programvara och kvaliteten på jobbet blir sämre trots/pga långsamheten, just eftersom det ger ett på motsvarande sätt mer vingligt resultat.

Hur mycket långsammare är då Python relativt C++, som Labview i princip kompileras ned till vid körning? Man kan få många svar beroende på hur jämförelsen görs men typiskt matte-intensivt så är skillnaden en faktor 10 eller mer.
Långsamheten är ett helt ok pris att betala så länge man roar sej privat med enklare beräkningar men inget för en kund som ska betala tim-räkning för lab-tiden med några tusen kr per timme.

Bilden nedan är en av flera jämförelser hur mycket långsammare olika versioner av Python är relativt C och C++.
Bilden är någorlunda färsk. Den är klippt härifrån: https://warwick.ac.uk/research/rtp/sc/r ... uction.pdf
Notera att tidsaxeln nedan är logaritmisk, så tids-skillnaden är som störst en faktor 100.

graph3.png

[Marta]

Sänk ner till markbnära amatörnivå! Du är ute i rymden nu.

[Platis]

https://www.tradera.com/item/340198/402 ... nde-skick-

[Bagaren]

Tack för all input, det var mycket att ta in med oscilloskop. Jag är inte säker på att jag har kompetensnivån som avses, jag arbetar inom ett helt annat område och har inte någon formell elektronikutbildning, det är bara en hobby för mig. Jag får fundera på ett oscilloskop i framtiden!

[Platis]

Bli inte avskräckt!
Här är en bra introduktion till att använda oscilloskop!
http://ecelabs.njit.edu/student_resources/XYZ-Scope.pdf

Finns även en del bra Youtube-videos som visar "the basics" !
Tex

[adent]

Bättre att köpa fel och uppgradera än att avstå!

Jag började med ett gammalt analogt, men som programmerare har jag mycket mer nytta av ett digitalt.
One-shot (att kunna spela in och titta på en engångshändelse) underlättar mycket. Visst kunde man modifiera sin mjukvara och få den att repetera det man vill se men. Näe, inget analogt för min del, även om jag förstår varför en del gillar dem. Det du ser är det som är typ.

Men börja med ett billigt/halvdyrt digitalt tycker jag. eller köp ett snorbilligt analogt för att få lite känsla.