DSO068 Осциллограф-частотомер – конструктор для начинающих

Этот обзор для радиолюбителей (любителей паять), для тех, кому интересен сам процесс. Можете оценить своё умение.
Не так давно уже был обзор этого конструктора. Я немного запоздал. Но, думаю, будет интересно. Некоторым нюансам уделю немного больше внимания, некоторым меньше.
Обязательно проверю, насколько точно измеряет.
Пробежимся по-быстрому, в каком виде всё пришло.

— Шнурок для подключения аккумулятора.

— Мелочёвка в пакетиках.

— И две инструкции.
Для тех кого интересуют сканы, можно поглядеть здесь:
yadi.sk/i/tOI51XwZrSmiE — руководство по сборке (AssemblyGuide_068H).
yadi.sk/i/1auFf-ifrSmiN — Руководство пользователя (User Manual).
Но самая полная и добротная информация на сайте изготовителя.
www.jyetech.com/Products/LcdScope/e068.php
Кроме руководства по сборке и User Manual на сайте есть схема осциллографа. Мне она понадобилась. Когда вижу схему, более понятен принцип работы самого осциллографа и отдельных его блоков.
www.jyetech.com/Products/LcdScope/Schematic_068H.pdf -схема.
www.jyetech.com/Products/LcdScope/AssemblyGuide_068H.pdf — руководство по сборке (AssemblyGuide_068H).
www.jyetech.com/Products/LcdScope/UserManual_068.pdf — руководство пользователя (User Manual).
Вся документация в отличном качестве. Все надписи (на английском) элементарно копируются и вставляются в переводчик (для тех, кто не дружит с английским).
В этом плане всё просто замечательно.
Смотрим на страницу магазина.

А это характеристики DSO 068 с сайта производителя:
Specification
Vertical
Number of Channel: 1
Analog Bandwidth: 0 — 3MHz
Sensitivity: 10mV/Div — 5V/Div
Resolution: 8-bit
Input Impedance: 1M ohm
Maximum Input voltage: 50Vpk (for 1X probe) and 400Vpk (for 10X probe)
Coupling: DC, AC, GND
Horizontal
Max Real-time Sampling Rate: 2MSps
Max Equivalent-Time Sampling Rate: 20MSps
Timebase: 0.5us/Div — 10m(minute)/Div
Record Length: 256, 512, and 1024 variable
Run/Hold Modes: one button switchable
Trigger
Trigger Modes: Auto, Normal, Single
Trigger Types: Rising/falling edge
Trigger Position: 0% — 100% of capture buffer adjustable
Trig Point Indicator: Yes
Test Signal Generator
Frequency adjustable from 1Hz — 100KHz (41 frequencies)
Amplitude adjustable among 0.3V, 1V, 3V, and 5V
Other Features
Save captured waveform to EEPROM and recall after power outage
Upload screen display as bitmap file
Upload waveform as CSV file
USB connection for data transfer and firmware upgrade
Rotary encoder for quick parameter setting
Display
2-inch 128 X 64 black-and-white dot-matrix LCD
Backlight ON/OFF control
Contrast adjustable
Power Supply
3.7V Li-ion battery/USB
Supply Current: 300mA @ 3.7V(LCD backlight ON, typical).
Built-in charger
Dimension: 140mm X 70mm X 30mm
Weight: 120 gram (not including battery and probe)
Автоперевод:
Спецификация
вертикальный
Количество каналов: 1
Аналог Полоса пропускания: 0 — 3MHz
Чувствительность: 10 мВ / дел — 5V / Div
Разрешение: 8 бит
Входное сопротивление: 1MОм
Максимальное входное напряжение: 50Vpk (для 1X зонда) и 400Vpk (для 10X зонда)
Сцепление: DC, AC, GND
горизонтальный
Макс в режиме реального времени Частота дискретизации: 2MSps
Макс эквивалентном времени Частота дискретизации: 20 MSPS
Timebase: 0.5us / Див — 10 м (минута) / Div
Длина записи: 256, 512, 1024 и переменная
Режимы Run / Удержание: одна кнопка переключаемый
Вызывать
Режимы запуска: Авто, Нормальный, Одиночный
Типы триггеров: Рост / падение края
Запуск установки: 0% — 100% от захвата буфера регулируемого
Trig точка индикатора: Да
Тестовый генератор сигналов
Частота регулируется в диапазоне от 1 Гц — 100 кГц (41 частота)
Регулируемая амплитуда входного сигнала: 0.3V, 1V, 3V и 5V
Другие особенности:
Сохранить захваченный волны в EEPROM и отзывает после отключения питания
Загрузить изображение на экране в виде растрового файла
Загрузить форму сигнала как CSV файл
подключение USB для передачи данных и обновления встроенного программного обеспечения
Вращающийся регулятор для быстрой настройки параметров
2-дюймовый 128 х 64 черно-белый матричный ЖК-дисплей
Управление подсветкой ВКЛ / ВЫКЛ
Контрастность регулируется
Источник питания:
— 3.7V литий-ионный аккумулятор / USB
Ток питания: 300mA @ 3.7V (подсветка ЖК-дисплея ON, типовое значение).
Встроенное зарядное устройство
Размеры: 140 X 70 X 30 мм
Вес: 120 грамм (не включая батарею и зонд)
Все SMD-компоненты были уже распаяны на плате. Это несомненный плюс для меня. Так как навыками заводской пайки я не обладаю.

Самое важное — это два микроконтроллера ATmega 64, Atmega 48 и высокоскоростная АЦП TLC5510.

ЖК-дисплей (128 X 64) был с защитной плёнкой.

Соединительная гребёнка вставлена, но не припаяна.
После монтажа всё это мне предстоит разместить вот в этом корпусе.

Всё разобрано по полочкам. Можно приступать к сборке осциллографа.

2. Сборка устройства.

Всё просто. Беру детальку, тестером определяю номинал, нахожу её согласно инструкции и вставляю в плату.
С конденсаторами всё аналогично.

После установки деталей на плату всё пропаял.
Смонтировал все разъёмы. Затем приступил к пайке модулей:
— Step-up voltage converter board (JYE116) = повышающий преобразователь на 5В. Обеспечивает работоспособность даже при снижении напряжения до 2В.
— Voltage inverter board (JYE120) = преобразователь отрицательного напряжения. Формирует -5В (с током до 200мА).
— On/Off switch board (JYE117) = плата включения/выключения осциллографа.
— Li-ion battery charger board (JYE118) = зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора.
— USB-Uart converter board (JYE119) = UART/USB конвертер.
Для пайки модулей использовал акриловую приспособу (шла в комплекте) для их правильной ориентации на плате.

У модулей тоже есть ключ (на плате это прямоугольная площадка). Перепутать сложно.
Самой последней припаял пищалку. При пайке модуля (JYE117) она обязательно будет мешать.
Вот, что получилось.

Энкодер и три переключателя вставлены в плату, но не припаяны, их тоже нужно не забыть припаять.
Осталось припаять дисплей на гребенку. Мне показалось, что плата с дисплеем слишком близко подходит к основной плате. Перестраховался. Проложил кусок лакоткани.

Нижняя гребёнка дисплея основная. Вся информация и питание поступает по ней. Верхняя гребёнка ничего в себе не несёт. Используется всего 4 штырька чисто для жёсткой фиксации платы дисплея. Дисплей садится вплотную до пластиковых упоров на гребёнке, затем всё это пропаивается.

Ещё раз проверил пайку.

Осталось самое сложное – сделать так, чтоб всё работало.
Смотрим руководство по монтажу. Тест №1.

Подключаю питание через USB кабель от телефонной зарядки, и проверяю напряжение в контрольной точке.

Закрываю JP4 (напаиваю припой). После этого нажимаю на ручку энкодера (включаю). Проверяю соответствие напряжения в контрольных точках.
Закрываю JP7 (подключаю пищалку).
Перехожу к тесту №2.
Для этого закрываю JP9.

Включаю осциллограф. Экран должен засветиться.

Пора крутить резистор контрастности РОТ1.
Покрутив резистор контрастности дисплея, получаю картинку на экране.

Заодно измерил ток потребления в рабочем режиме: 0,21А от 5В. Согласно технической документации при питании от 3,7В (от батареи) 300мА. На аккумуляторе я не проверял.
В момент включения ток вырастает до 0,4-0,5А. И не от всякой зарядки осциллограф запускается. Имейте ввиду. Видимо реальный пусковой ток ещё выше.
Можно запитывать и через чёрненький разъём. Согласно технической документации напряжением 2-5В. Но для этого на плате необходимо впаять диод D5. Он защитный (от переполюсовки, включен последовательно цепи). В комплектации отсутствует.
Снимаю плёнку с дисплея. Теперь плату можно вставить в корпус. Готовый корпус — это просто счастье. Всё аккуратно и по месту.
Осталось припаять разъемы для щупов.
Собираю осциллограф. Запускаю.

Версия прошивки на экране.
Осциллограф можно запитать и от аккумулятора. Он в комплект не входит, но это не беда, литиевые батареи, вполне еще рабочие, остаются от старых телефонов.
Аккумулятор легко размещается внутри и крепится на двусторонний скотч. Необходимо подобрать правильное место, чтобы ничего не мешало закрытию задней крышки.
Теперь пора разобраться с органами управления.
Разъема два — вход для осциллографа и выход со встроенного генератора сигнала.
Первый переключатель — это входной делитель 1:1, 1:2 и 1:5. Еще один дополнительный аттенюатор 1:10 прямо на щупе. Второй переключатель — чувствительность прибора 1В, 0,1В и 10мВ. Третий — AC («закрытый вход»), DC — («открытый вход») и GND.
Кнопки справа:
HOLD — фиксация картинки в процессе измерений.
VPOS и HPOS — смещение картинки по вертикали и горизонтали.
SEC/DIV -устанавливаем время/частоту «развёртки».
MODE — переключает режимы синхронизации «AUTO»/«NORM»/«SINC»
SLOPE — переключает режим триггера.
LEVEL — сдвиг «O» вверх/вниз.
Длинное нажатие на кнопку энкодера выключает осциллограф, короткое включает/выводит в экранное меню.
Меню большое. На одном снимке не умещается.

Подробно про все возможности осциллографа можно прочитать в инструкции.
Сам не во всём ещё разобрался.
0. OSCILLOSCOPE — осциллограф.
1. FREQ METER — частотомер.
2. FFT — построение спектра сигнала при помощи преобразования Фурье. (?)
3. SAVE WAVEFORM — сохранение осциллограммы в памяти.
4. RECALL WAVEFORM – извлечение сохраненной осциллограммы.
5. SEND SCREEN — послать снимок экрана по USB в формате BMP-изображения. (?)
6. SEND WAVE DATA — послать осциллограмму по USB в формате CSV. (?)
7. CHANGE REC. LEN — настройка размера памяти осциллограммы 256 — 1024 значения. (?)
8. CHANGE TRIG POS — настройка позиции триггера 0-100%. (?)
9. TEST SIGNAL — настройка частоты и амплитуды сигнала тестового генератора.
10. RESTORE DEFAULT –возвращение к установкам по умолчанию.
11. REBOOT – перезагрузка.
12. EXIT — выход из меню.
Пора переходить к оценке возможностей.

FREQ METER – частотомер.
Всё просто. С генератора Г3-112 подавал частоту с уровнем 0дБ. Показания частотомера контролировал на Ч3-35 (для нас это будет образцовкой). Частоты менял с кратностью 10 для удобства восприятия. Последнее измерение порядка 8МГц – край восприятия.

Точность измерения фантастическая. Выше частоты 8,3МГц измерения становятся неадекватными.
Скорость – 1 измерение в секунду. Обратите внимание на переключатели аттенюатора.
При измерении частоты переключатели должны стоять в положении 10мВ х1, что соответствует АТТ:1/1 или ослаблению 0дБ.

Чувствительность прибора проверил во всём диапазоне. Сигнал ослаблял на генераторе. В таблицу загонять не стал.
8,8МГц – 0дБ.
1МГц – 40дБ.
100кГц – 40дБ.
10кГц – 40дБ.
1кГц – 40дБ.
100Гц – 20дБ.
10Гц – 0дБ.
Осциллограф.
Для тестирования осциллографа подал на вход кратные частоты:
100Гц, 1кГц, 10кГц, 100кГц.
На осциллографе соответственно:
5mS, 0,5mS, 50µS, 5µS. Две клеточки на период – для удобства наблюдения.

Вроде как всё неплохо.
Подал 1МГц.

Видно, что помеха забивает сигнал. В «природе» этой помехи пока не разобрался. С генератора сигнал идёт чистый.
TEST SIGNAL .
Проверю работу тест-генератора. Принцип простой. Ручкой энкодера выставляю кратные частоты. Частотомером проверяю их на соответствие действительности.

Очень удивило. На частоте 100кГц (99,009кГц) погрешность около 1%. На остальных частотах всё неплохо.
Режим USB-осциллографа.
Устанавливаю драйвер (CP210x_Windows_Drivers). Скачиваю программку (jyeLab_v070) с сайта производителя. Запускаю. В опциях устанавливаю единственный порт COM7. Выбираю параметры считывания (например 50µS, 1V). Затем Capture>Connect> нажимаю кнопку Run.
Ради интереса сфоткал три разных картинки.

Дальше разбираться не стал. На данный момент в командировке. Многое для меня сейчас недоступно:(
Программка на моём компьютере постоянно глючит. Грешу на свой ноутбук.

Пора подводить итоги.
Плюсы:
+ Наличие тестового генератор сигнала с переменной частотой и амплитудой.
+ Режим USB-осциллографа и USB-логгера.
+ Питание от USB или литиевого аккумулятора (правда в комплект не входит).
+ Частотомер с фантастической точностью измерений.
Минусы:
— Высокая погрешность тестового сигнала на частоте близкой к 100кГц.
— Большие шумы на осциллограмме на частотах близких к 1МГц и выше.
Вывод:
Неплохой DIY комплект для проверки своих навыков начинающим радиолюбителям. Более того, DSO 068 — это не просто набор для обучения, но и в итоге получился неплохой портативный осциллограф-частотомер для повседневного использования. Набор для начинающих радиолюбителей. Для профессионалов советую поискать что-то более серьёзное.
Вот, в общем-то, и всё. Для правильного вывода того, что написал, должно хватить. Я лишь могу гарантировать правдивость своих тестов. Кому что-то неясно, задавайте вопросы. Надеюсь, хоть кому-то помог.
Не забываем использовать поинты.
Удачи!