|
Deze oscilloscoop in 'smartphone' design heeft een bandbreedte van 1 MHz en een samplingrate van 10 MSa/s. Duur speelgoed of een nuttig apparaat? Daar doen wij geen uitspraak over, dat moet u zélf maar beslissen.
|
Kennismaking met de DS212 van Miniware
De DS212 'smartphone' oscilloscoop
De DS212 is ontwikkeld door e-Design en wordt verkocht onder de merknaam Miniware. De oscilloscoop zit in een mooie zwarte aluminium behuizing van slechts 100 mm bij 56,5 mm bij 10 mm en lijkt daardoor nogal op een kleine smartphone. Het display meet 58 mm bij 42 mm en heeft een resolutie van 320 bij 240 pixels. Zoals u op de onderstaande foto ziet staan er erg veel gegevens op dit kleine schermpje, maar gelukkig kunt u een heleboel overbodige data met een paar klikken op de knopjes verwijderen.
Op de linker zijkant staan drie MCX-connectoren, twee voor de twee ingangen en een voor de uitgang van de functiegenerator. Inderdaad, de DS212 heeft ook nog een primitieve functiegenerator aan boord. Op de rechter zijkant treft u een micro-USB connector aan waarmee u de interne accu kunt opladen en de in het geheugen bewaarde schermbeeld foto's naar uw PC kunt downloaden.
Aan de bovenzijde ziet u twee knopjes. Het linker is de 'RUN/PAUSE'-knop waarmee u ook snel een foto van het scherm in het interne geheugen kunt opslaan. Met de rechter zet u het apparaatje aan of uit.
U bedient de oscilloscoop door het draaien aan en klikken op twee kleine duimwiel encoders 'S' en 'M' in de rechter bovenhoek van het apparaatje.
Onder de notatie DS212 zit een rood LED'je dat gaat branden tijdens het opladen van de accu en dooft als de accu volledig is opgeladen.
De DS212 wordt aangeboden voor prijzen vanaf € 90,00.
De 'Protective Rubber Case'
U kunt als extra een rubberen beschermhoes voor de DS212 bestellen. Deze kost ongeveer € 10,50 en bevat, naast de in diverse kleuren leverbare hoes, ook nog een zeer handige ruggensteun. Deze plakt u, zie de onderstaande foto, op de achterzijde van de behuizing van de DS212. Door deze steun in een bepaalde stand te zetten kunt u de scoop onder een gemakkelijk afleesbare hoek op uw werktafel zetten.
De levering van het pakket
Zowel de oscilloscoop als de beschermhoes zitten in stevige kartonnen doosjes verpakt en zelfs als uw Chinese leverancier beide doosjes slordig in een stuk zwart plastic verzendt is er dus nauwelijks kans op transportschade.
De extra geleverde componenten
In het doosje van de oscilloscoop zitten twee plastic bakjes. In het ene zit de DS212 zélf, in het andere de aansluitkabeltjes. Deze zijn mooi verpakt in het onderstaand doosje:
De handleiding
In het doosje van de oscilloscoop zit een goed verzorgd 44 pagina's dik boekje waarin de bediening van de DS212 zeer uitgebreid en duidelijk in het Engels en in het Chinees wordt besproken. Hulde! Een heleboel fabrikanten van elektronische apparatuur kunnen deze handleiding als voorbeeld nemen. Wij hebben het Engelstalig deel er uit gefilterd en op onze account op Google Drive gezet:
Aanklikbare link ➡ DS212_Manual.pdf
De specificaties
Volgens de fabrikant heeft de DS212 de onderstaande specificaties:
- Kanalen: twee analoge kanalen 'CH_A' en 'CH_B'
- Analoge bandbreedte: 1 MHz
- Gevoeligheid: 20 mV/div ~ 10 V/div (1-2-5 stappen)
- Ingangsimpedantie: 1 MΩ
- Ingangsspanning met 1/1 probe: ±40 V max.
- Koppeling: DC/AC
- Bemonsteringssnelheid: 10 MSa/s max.
- Monster geheugendiepte: 8 kB
- Tijdbasis: 1 μs/div ~ 2 s/div (1-2-5 stappen)
- Trigger-modus: stijgende of dalende flank
- Sync-modus: automatisch, normaal, enkel, geen, gemiddelde
- Mathematisch kanaal 'CH_C': -A, -B, A+B, A-B, RecA, RecB, RecC
- Analoge meetfuncties: vijf meetwaarden van beide signalen op het scherm
- Functiegenerator: sinus ~ rechthoek ~ driehoek ~ zaagtand
- Frequentiebereik sinus ~ driehoek ~ zaagtand: 10 Hz ~ 10 kHz (1-2-5 stappen)
- Frequentiebereik rechthoek: 10 Hz ~ 1 MHz (1-2-5 stappen)
- Uitgangsspanning sinus: 675 mVeff constant
- Uitgangsspanning rechthoek: 3,0 Vtop-tot-top constant
- Duty-cycle rechthoek: 10 % ~ 90 %
- Opslag: 8 MB flash-geheugen
- Microprocessor: STM32F303VC
- ADC: Intern in de processor
- USB-poort: micro-USB
- Aanmelding bij Windows: als externe harde schijf met naam 'DS212'
- Accu: 500 mAh
- Display: TFT-LCD, 2,8", 320 x 240 pixels
- Afmetingen: 100 x 56,5 x 10,7 mm
- Gewicht: 90 g
Het verwijderen van de achterplaat van de behuizing
Met het meegeleverde imbussleuteltje kunt u op de achterzijde vier heel kleine boutjes verwijderen. U krijgt dan toegang tot de printplaat met een grote uitsparing voor de accu. Aan deze kant van de print vallen twee chip's op, twee HC4053 3 x 2-kanaals analoge multiplexers die uiteraard worden gebruikt in de ingangsschakelingen voor het instellen van het bereik en de AC/DC-koppeling. Vier condensator trimmertjes zorgen voor de capacitieve compensatie van de spanningsdelers.
De tweede zijde van de print
De print zit met drie kleine boutjes vast in de behuizing en deze zijn met hetzelfde imbussleuteltje los te schroeven. Denk echter goed na voor u dat doet! Het blijkt dat het nadien heel wat moeite kost om de twee schijfjes van de duimwiel encoders weer op de enige juiste manier tussen de behuizing en de print te klemmen.
Wij hebben het voor u gedaan en het resultaat ziet u in de onderstaande foto. De flatcable gaat uiteraard naar het display. In de rechter bovenhoek ziet u de twee encoders die worden aangedreven door de twee duimwieltjes die slechts een paar millimeter uit de behuizing steken maar toch goed te draaien en in de drukken zijn.
Het scherm met alle gegevens
In de onderstaande figuur hebben wij het schermpje voorgesteld, gevuld met het maximaal aantal gegevens dat u zichtbaar kunt maken.
In de bovenste horizontale balk staan gegevens over de ingestelde parameters:
- Status van de accu
- Gevoeligheid kanaal 'CH_A'
- Gevoeligheid kanaal 'CH_B'
- Functie van het 'mathematisch' kanaal 'CH_C'
- Instelling tijdbasis
- Instelling trigger
- Instelling sync
In de onderste horizontale balk ziet u vier meetgegevens van de ingangssignalen:
- Spanningsverschil tussen beide verticale cursors
- Meetfunctie die u in selectie 1 van 'Page 2' hebt ingesteld
- Meetfunctie die u in selectie 2 van 'Page 2' hebt ingesteld
- Tijdverschil tussen beide horizontale cursors
Rechts in beeld ziet u één van de drie 'Pages', lees verder.
Links in beeld zie u een aantal gekleurde driehoekjes die de 0 V referenties van de drie kanalen 'CH_A', 'CH_B' en 'CH_C' voorstellen en het triggerniveau 'T'.
U ziet tot slot twee horizontale en twee verticale stippellijnen met kleine witte driehoekjes. Dat zijn uiteraard de vier cursors waarmee u spanning- en tijdverschillen kunt berekenen.
Drie hoofdmenu's
Alle functies die u kunt aanroepen zitten verdeeld over drie menu's, 'Pages' genoemd, die rechts op het scherm verschijnen en die u kunt selecteren door de knop 'S' even in te drukken. In de onderstaande figuur hebben wij deze drie 'Pages' overzichtelijk naast elkaar voorgesteld. In de praktijk verschijnt er echter steeds maar één van de drie 'Pages' rechts op het display.
Het selecteren en instellen van een menu-optie
U selecteert een van de opties in de menu's door te draaien aan knop 'M'. De geselecteerde optie wordt groen en wordt actief na een druk op knop 'M'. Er verschijnt een klein venstertje op het scherm waarin u de parameters van deze optie kunt instellen. Als voorbeeld demonstreren wij in de onderstaande figuur het instellen van kanaal 'CH_A'. Het venstertje 'CH_A' in 'Page1' is groen en u hebt op knop 'M' gedrukt. U ziet in het venstertje dat u vijf parameters kunt instellen:
- Voltage: de gevoeligheid in V/div
- Post: de horizontale positie van de massa-referentie
- AC/DC: de koppeling van het ingangssignaal
- Enable: in- of uitschakelen van het kanaal
- Probe: stand van de verzwakker op de probe
Deze selecteert u door het draaien aan knop 'M', u stelt nadien de gewenste waarde in door het draaien aan knop 'S'. Een druk op deze knop bevestigt uw keuze. Alles ingesteld? Druk dan weer even op knop 'M' en het venstertje verdwijnt van het scherm.
Het venster van de 'Pages' verwijderen
Hebt u alle opties ingesteld? Hebt u bovendien geen behoefte aan extra numerieke meetgegevens op het scherm? Dan is de weergave van de 'Pages' overbodig. Schakel deze dan uit door langer dan een seconde op knop 'S' te drukken. Het oscilloscoop- scherm wordt opeens een heel stuk breder.
Snel gevoeligheid en tijdbasis instellen
Als u het venster van de 'Pages' hebt verwijderd kunt u tóch de gevoeligheid en de tijdbasis snel op een andere waarde instellen. De tijdbasis varieert u door aan de knop 'S' te draaien. De gevoeligheid van de twee kanalen varieert u door aan de knop 'M' te draaien. Omschakelen van kanaal 'CH_A' naar kanaal 'CH_B' gebeurt door even op deze knop te drukken.
Een foto van het scherm bewaren
Als u langer dan een seconde op de 'RUN/PAUSE'-knop drukt maakt de DS212 een foto van het actuele scherm en bewaart dit als een .BMP file in het interne geheugen. Deze foto's hebben een resolutie van 320 bij 240 pixels. Deze foto's zijn gemakkelijk te exporteren. Als u de oscilloscoop via het meegeleverde USB-kabeltje aansluit op een USB-poort van een Windows-PC, dan wordt de DS212 zonder meer herkend als een externe drive 'DS212' en wordt de inhoud in een venster van de Windows Verkenner weergegeven. Een foto is ongeveer 40 kB groot en het geheugen is 8 MB groot. Er is dus ruimte voor ongeveer tweehonderd foto's.
Het derde kanaal 'Ch_C'
Dit derde kanaal is standaard bij de meeste digitale oscilloscopen en wordt het 'mathematische' kanaal genoemd. 'Mathematisch' omdat u dit kanaal kunt gebruiken om wiskundige bewerkingen die worden uitgevoerd op de twee kanalen 'CH_A' en 'CH_B' zichtbaar te maken. Dit resultaat wordt in het paars weergegeven. Of deze optie écht nuttig is valt te bezien, maar hij is aanwezig en dus bespreken wij deze in het kort. Bij de DS212 kunt u de onderstaande bewerkingen op de beide ingangssignalen uitvoeren:
- [-A]: het signaal op ingang 'CH_A' wordt geïnverteerd weergegeven
- [-B]: idem voor het signaal op ingang 'CH_B'
- [A + B]: beide signalen worden bij elkaar opgeteld
- [A - B]: beide sigalen worden van elkaar afgetrokken
- [RecA]: Het laatste in 'CH_A' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
- [RecB]: Het laatste in 'CH_B' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
- [RecC]: Het laatste in 'CH_C' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
In het onderstaande voorbeeld ziet u hoe de twee ingangssignalen bij elkaar worden opgeteld.
De numerieke meetwaarden instellen
Via 'Page 2: Measure' kunt u maximaal vijf numerieke meetgegevens van de twee ingangssignalen op het scherm zetten. Voor ieder van de vijf opties kunt u al bron 'CH_A' of 'CH_B' selecteren en u kunt voor alle vijf opties een van de onderstaande meetgegevens kiezen:
- Frequentie
- Duty-cycle
- Effectieve waarde
- Gemiddelde waarde
- Top-tot-top waarde
- Maximale waarde
- Minimale waarde
Ons exemplaar getest
Wij hebben ons exemplaar van de DS212 onderworpen aan een aantal testjes die u een idee geven van de kwaliteiten van deze miniatuur oscilloscoop.
Weergave van sinusoidale signalen
Wij hebben sinussen van 1 kHz, 100 kHz en 1 MHz aan 'CH_A' aangeboden en de amplitude bij 1 kHz zo ingesteld dat vrijwel de volledige hoogte van het scherm wordt beschreven. Uiteraard hebben wij bij 100 kHz en 1 MHz dezelfde amplitude toegepast.
De resultaten ziet u samengevat in de onderstaande figuur. Tussen de traces van 1 kHz en 100 kHz is nauwelijks verschil te zien. Bij het signaal van 1 MHz laat de DS212 het duidelijk afweten. Dit heeft niet zozeer te maken met de bandbreedte, want de toppen van het signaal zitten vrijwel op dezelfde hoogte als bij 1 kHz en 100 kHz, maar wél met de beperkte maximale samplingsnelheid van 10 Msa/s. De software is niet in staat uit het beperkte aantal samples een mooie periode te reconstrueren. Dit verschijnsel begint een rol te spelen bij een frequentie van 500 kHz.
Weergave van rechthoekvormige signalen
Dezelfde test hebben wij uitgevoerd met rechthoekvormige signalen van 1 kHz, 100 kHz en 1 MHz. De resultaten zijn weer samengevat in de onderstaande figuur. Wij zijn dik tevreden met de weergave van de blokgolf van 100 kHz. Hieruit blijkt dat de gespecificeerde bandbreedte van 1 MHz niet overdreven is. Opmerkenswaard, want bij de meeste goedkope door ons geteste Chinese oscilloscopen moet de gespecificeerde bandbreedte met een dikke korrel zout worden genomen! Hulde dus, voor Miniware!
De weergave van zeer kleine signalen
Digitale oscilloscopen willen wel eens nogal wat kwantiseringsruis op de weergave van zeer kleine signalen zetten. Dat heeft te maken met de zorgvuldigheid waarmee de schakeling op de print is gezet en de mate waarop analoge en digitale signaalverwerkingen van elkaar zijn gescheiden. Wij hebben dit getest met een absoluut zuivere sinus van 1 kHz met een effectieve waarde van 10 mV. Dit signaal wordt gegenereerd door onze analoge sinusgenerator PM5109S van Philips en wordt rechtstreeks met een afgeschermde BNC naar MCX kabel aan 'CH_A' aangeboden. De weergave van dit signaal op het scherm van de DS212 ziet u in de onderstaande figuur. De oscilloscoop staat hierbij uiteraard in zijn gevoeligste stand van 20 mV/div. Wij hebben wel eens veel slechtere beelden van 10 mV signalen op het scherm van digitale oscilloscopen mogen bewonderen!
Triggering op een zeer smalle puls
Als volgende test hebben wij met onze pulsgenerator PM5704 van Philips een zeer smalle puls van 1 μs en met een herhalingsfrequentie van 1 kHz aan 'CH_A' aangeboden. Dat een dergelijke puls met recht een 'naaldpuls' kan worden genoemd blijkt uit het onderstaande linker oscillogram waar wij deze puls hebben weergegeven op het scherm van onze OWON XDS2102A oscilloscoop. Boven ziet u acht periodes van dit signaal, onder hebben wij de puls 1.000 keer uitvergroot in de tijd. In het rechter oscillogram ziet u wat de DS212 er van brouwt. Ook daar zijn wij tevreden mee, des te meer omdat deze puls uiterst stabiel op het schermpje wordt weergegeven. Weliswaar ziet u duidelijk hoe de fijne details van het signaal, zoals de undershoot bij de overgang van 'H' naar 'L' verloren gaan. Een gevolg van de beperkte bandbreedte, de acht bit sampling en de lage samplingsnelheid. Aan een dergelijke vergelijking ziet u waarom het voor professioneel gebruik van belang is een oscilloscoop van honderden euro's ter beschikking te hebben.
De nauwkeurigheid van de numerieke frequentie meting
Deze hebben wij gecontroleerd met sinussignalen met een effectieve waarde van 1 V en met frequenties tussen 10 Hz en 1 MHz. Zoals te verwachten is doet de DS212 het uitstekend. De maximale afwijking in de frequentie-indicatie bedraagt één digit. Nu moet hierbij wél worden vermeld de uitlezing uit slechts drie digits bestaat, dus een frequentie van 1 MHz wordt weergegeven als 1.00 MHz, 0.99 MHz of 1.01 MHz.
Om nauwkeurig te meten moeten er wel minstens twee perioden van het signaal op het scherm staan.
De nauwkeurigheid van de numerieke effectieve waarde meting
Ook die hebben wij gemeten met sinussen van 1 kHz. Bij iedere meting werd het signaal zoveel mogelijk schermvullend op het display gezet. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel. Die zijn dus goed te noemen, met uitzondering van de meting van het signaal van 300 mV. Dat is geen meetfout onzerzijds, want wij hebben deze meting uiteraard diverse malen herhaald en ontdekten steeds dezelfde grote afwijking. Wij vinden dit onverklaarbaar!
De spanningen werden geleverd door onze analoge sinusgenerator PM5109S en nauwkeurig gemeten met onze wisselspanning millivoltmeter PM2454.
De kwaliteit van de rechthoekvormige spanning
Uiteraard is de kwaliteit van de rechthoek uitstekend bij lage frequenties. Wij zijn echter geïnteresseerd in wat er uit de DS212 komt bij de hoogste frequentie van 1 MHz. Het resultaat ziet u in de onderstaande figuur en daar zijn wij, alweer, niet ontevreden over. De top-tot-top waarde van het signaal is 3,0 V, de waarde die ook door de fabrikant wordt gespecificeerd. Volgens onze OWON oscilloscoop bedragen de stijg- en daaltijden van de puls 56 ns.
De kwaliteit van de sinusvormige spanning
In het bovenste oscillogram ziet u het sinusvormige uitgangssignaal bij 1 kHz. De effectieve waarde van dit signaal wordt gemeten als 680,1 mV. Op het signaal is een zeer kleine HF-rimpel aanwezig. Wij zijn dus benieuwd hoeveel vervorming er op die sinus zit. Dat kunnen wij nauwkeurig meten met onze harmonische vervormingsmeter 331A van Hewlett-Packard. Het resultaat ziet u in het onderste oscillogram. De brede blauwe band in het signaal is wat kwantiseringsruis en bovendien het genoemde rimpeltje op de sinus. Bij de genoemde 1 kHz wijst de 331A een totale harmonische vervorming aan van 0,54 %.
Technisch bekeken is de DS212 een juweeltje. Zowel de print, het apparaat, de handleiding als de manier waarop de oscilloscoop is verpakt tonen overduidelijk aan dat de fabrikant er alles heeft aan gedaan om een uiterst verzorgd product af te leveren.
De geteste DS212 voldoet bovendien aan de specificaties van de fabrikant, iets dat bepaald niet kan worden gezegd van vele soortgelijke goedkope Chinese oscilloscoopjes.
(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw vector network analyzer bij Amazon
 |
| Het kleine oscilloscoopje DS212 van Miniware. (© Banggood) |
De 'Protective Rubber Case'
U kunt als extra een rubberen beschermhoes voor de DS212 bestellen. Deze kost ongeveer € 10,50 en bevat, naast de in diverse kleuren leverbare hoes, ook nog een zeer handige ruggensteun. Deze plakt u, zie de onderstaande foto, op de achterzijde van de behuizing van de DS212. Door deze steun in een bepaalde stand te zetten kunt u de scoop onder een gemakkelijk afleesbare hoek op uw werktafel zetten.
 |
| De extra aan te schaffen rubberen beschermhoes met handige ruggensteun. (© AliExpress) |
De levering van het pakket
Zowel de oscilloscoop als de beschermhoes zitten in stevige kartonnen doosjes verpakt en zelfs als uw Chinese leverancier beide doosjes slordig in een stuk zwart plastic verzendt is er dus nauwelijks kans op transportschade.
 |
| De verpakking van de oscilloscoop en beschermhoes. (© 2021 Jos Verstraten) |
De extra geleverde componenten
In het doosje van de oscilloscoop zitten twee plastic bakjes. In het ene zit de DS212 zélf, in het andere de aansluitkabeltjes. Deze zijn mooi verpakt in het onderstaand doosje:
- Twee 1/1 en 1/10 meetprobes met een lengte van 115 cm
- Een micro-USB naar USB-A kabeltje met een lengte van 35 cm
- Twee massakabeltjes met een lengte van 15 cm
- Een zeer klein imbussleuteltje waarmee u de behuizing kunt openschroeven zodat u eventueel de accu kunt vervangen.
 |
| De meetprobes zijn netjes verpakt. (© 2021 Jos Verstraten) |
De handleiding
In het doosje van de oscilloscoop zit een goed verzorgd 44 pagina's dik boekje waarin de bediening van de DS212 zeer uitgebreid en duidelijk in het Engels en in het Chinees wordt besproken. Hulde! Een heleboel fabrikanten van elektronische apparatuur kunnen deze handleiding als voorbeeld nemen. Wij hebben het Engelstalig deel er uit gefilterd en op onze account op Google Drive gezet:
Aanklikbare link ➡ DS212_Manual.pdf
De specificaties
Volgens de fabrikant heeft de DS212 de onderstaande specificaties:
- Kanalen: twee analoge kanalen 'CH_A' en 'CH_B'
- Analoge bandbreedte: 1 MHz
- Gevoeligheid: 20 mV/div ~ 10 V/div (1-2-5 stappen)
- Ingangsimpedantie: 1 MΩ
- Ingangsspanning met 1/1 probe: ±40 V max.
- Koppeling: DC/AC
- Bemonsteringssnelheid: 10 MSa/s max.
- Monster geheugendiepte: 8 kB
- Tijdbasis: 1 μs/div ~ 2 s/div (1-2-5 stappen)
- Trigger-modus: stijgende of dalende flank
- Sync-modus: automatisch, normaal, enkel, geen, gemiddelde
- Mathematisch kanaal 'CH_C': -A, -B, A+B, A-B, RecA, RecB, RecC
- Analoge meetfuncties: vijf meetwaarden van beide signalen op het scherm
- Functiegenerator: sinus ~ rechthoek ~ driehoek ~ zaagtand
- Frequentiebereik sinus ~ driehoek ~ zaagtand: 10 Hz ~ 10 kHz (1-2-5 stappen)
- Frequentiebereik rechthoek: 10 Hz ~ 1 MHz (1-2-5 stappen)
- Uitgangsspanning sinus: 675 mVeff constant
- Uitgangsspanning rechthoek: 3,0 Vtop-tot-top constant
- Duty-cycle rechthoek: 10 % ~ 90 %
- Opslag: 8 MB flash-geheugen
- Microprocessor: STM32F303VC
- ADC: Intern in de processor
- USB-poort: micro-USB
- Aanmelding bij Windows: als externe harde schijf met naam 'DS212'
- Accu: 500 mAh
- Display: TFT-LCD, 2,8", 320 x 240 pixels
- Afmetingen: 100 x 56,5 x 10,7 mm
- Gewicht: 90 g
De elektronica in de DS212
Het verwijderen van de achterplaat van de behuizing
Met het meegeleverde imbussleuteltje kunt u op de achterzijde vier heel kleine boutjes verwijderen. U krijgt dan toegang tot de printplaat met een grote uitsparing voor de accu. Aan deze kant van de print vallen twee chip's op, twee HC4053 3 x 2-kanaals analoge multiplexers die uiteraard worden gebruikt in de ingangsschakelingen voor het instellen van het bereik en de AC/DC-koppeling. Vier condensator trimmertjes zorgen voor de capacitieve compensatie van de spanningsdelers.
 |
| De interne elektronica na het openen van de behuizing. (© 2021 Jos Verstraten) |
De tweede zijde van de print
De print zit met drie kleine boutjes vast in de behuizing en deze zijn met hetzelfde imbussleuteltje los te schroeven. Denk echter goed na voor u dat doet! Het blijkt dat het nadien heel wat moeite kost om de twee schijfjes van de duimwiel encoders weer op de enige juiste manier tussen de behuizing en de print te klemmen.
Wij hebben het voor u gedaan en het resultaat ziet u in de onderstaande foto. De flatcable gaat uiteraard naar het display. In de rechter bovenhoek ziet u de twee encoders die worden aangedreven door de twee duimwieltjes die slechts een paar millimeter uit de behuizing steken maar toch goed te draaien en in de drukken zijn.
 |
| De microcontroller zijde van de print. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het werken met de DS212 van Miniware
Het scherm met alle gegevens
In de onderstaande figuur hebben wij het schermpje voorgesteld, gevuld met het maximaal aantal gegevens dat u zichtbaar kunt maken.
In de bovenste horizontale balk staan gegevens over de ingestelde parameters:
- Status van de accu
- Gevoeligheid kanaal 'CH_A'
- Gevoeligheid kanaal 'CH_B'
- Functie van het 'mathematisch' kanaal 'CH_C'
- Instelling tijdbasis
- Instelling trigger
- Instelling sync
In de onderste horizontale balk ziet u vier meetgegevens van de ingangssignalen:
- Spanningsverschil tussen beide verticale cursors
- Meetfunctie die u in selectie 1 van 'Page 2' hebt ingesteld
- Meetfunctie die u in selectie 2 van 'Page 2' hebt ingesteld
- Tijdverschil tussen beide horizontale cursors
Rechts in beeld ziet u één van de drie 'Pages', lees verder.
Links in beeld zie u een aantal gekleurde driehoekjes die de 0 V referenties van de drie kanalen 'CH_A', 'CH_B' en 'CH_C' voorstellen en het triggerniveau 'T'.
U ziet tot slot twee horizontale en twee verticale stippellijnen met kleine witte driehoekjes. Dat zijn uiteraard de vier cursors waarmee u spanning- en tijdverschillen kunt berekenen.
 |
| Alle gegevens die op het scherm kunnen verschijnen. (© Miniware) |
Drie hoofdmenu's
Alle functies die u kunt aanroepen zitten verdeeld over drie menu's, 'Pages' genoemd, die rechts op het scherm verschijnen en die u kunt selecteren door de knop 'S' even in te drukken. In de onderstaande figuur hebben wij deze drie 'Pages' overzichtelijk naast elkaar voorgesteld. In de praktijk verschijnt er echter steeds maar één van de drie 'Pages' rechts op het display.
- 'Page 1': Oscillo
In dit menu kunt u alle basisfuncties van de oscilloscoop selecteren, zoals de instellingen van beide ingangen, de tijdbasis, de triggering, de cursors en het derde mathematische kanaal. - 'Page 2': Measure
In dit menu kunt u in vijf meetgegevens van beide ingangssignalen selecteren die u in beeld wilt zien. - 'Page 3': Options
Op deze 'Page' kunt u minder vaak gebruikte functies van het apparaat instellen, zoals de file-manager waarmee u door de opgeslagen beelden kunt scrollen, de system-settings, de calibratie van het nulpunt en de specificaties van het uitgangssignaal van de functiegenerator.
 |
| U kiest een van deze drie 'Pages' door het drukken op de knop 'S'. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het selecteren en instellen van een menu-optie
U selecteert een van de opties in de menu's door te draaien aan knop 'M'. De geselecteerde optie wordt groen en wordt actief na een druk op knop 'M'. Er verschijnt een klein venstertje op het scherm waarin u de parameters van deze optie kunt instellen. Als voorbeeld demonstreren wij in de onderstaande figuur het instellen van kanaal 'CH_A'. Het venstertje 'CH_A' in 'Page1' is groen en u hebt op knop 'M' gedrukt. U ziet in het venstertje dat u vijf parameters kunt instellen:
- Voltage: de gevoeligheid in V/div
- Post: de horizontale positie van de massa-referentie
- AC/DC: de koppeling van het ingangssignaal
- Enable: in- of uitschakelen van het kanaal
- Probe: stand van de verzwakker op de probe
Deze selecteert u door het draaien aan knop 'M', u stelt nadien de gewenste waarde in door het draaien aan knop 'S'. Een druk op deze knop bevestigt uw keuze. Alles ingesteld? Druk dan weer even op knop 'M' en het venstertje verdwijnt van het scherm.
 |
| Het selecteren van de instellingen van kanaal 'CH_A'. (© Miniware) |
Het venster van de 'Pages' verwijderen
Hebt u alle opties ingesteld? Hebt u bovendien geen behoefte aan extra numerieke meetgegevens op het scherm? Dan is de weergave van de 'Pages' overbodig. Schakel deze dan uit door langer dan een seconde op knop 'S' te drukken. Het oscilloscoop- scherm wordt opeens een heel stuk breder.
Snel gevoeligheid en tijdbasis instellen
Als u het venster van de 'Pages' hebt verwijderd kunt u tóch de gevoeligheid en de tijdbasis snel op een andere waarde instellen. De tijdbasis varieert u door aan de knop 'S' te draaien. De gevoeligheid van de twee kanalen varieert u door aan de knop 'M' te draaien. Omschakelen van kanaal 'CH_A' naar kanaal 'CH_B' gebeurt door even op deze knop te drukken.
Een foto van het scherm bewaren
Als u langer dan een seconde op de 'RUN/PAUSE'-knop drukt maakt de DS212 een foto van het actuele scherm en bewaart dit als een .BMP file in het interne geheugen. Deze foto's hebben een resolutie van 320 bij 240 pixels. Deze foto's zijn gemakkelijk te exporteren. Als u de oscilloscoop via het meegeleverde USB-kabeltje aansluit op een USB-poort van een Windows-PC, dan wordt de DS212 zonder meer herkend als een externe drive 'DS212' en wordt de inhoud in een venster van de Windows Verkenner weergegeven. Een foto is ongeveer 40 kB groot en het geheugen is 8 MB groot. Er is dus ruimte voor ongeveer tweehonderd foto's.
 |
Het intern geheugen in de verkenner van Windows. (© 2021 Jos Verstraten) |
Het derde kanaal 'Ch_C'
Dit derde kanaal is standaard bij de meeste digitale oscilloscopen en wordt het 'mathematische' kanaal genoemd. 'Mathematisch' omdat u dit kanaal kunt gebruiken om wiskundige bewerkingen die worden uitgevoerd op de twee kanalen 'CH_A' en 'CH_B' zichtbaar te maken. Dit resultaat wordt in het paars weergegeven. Of deze optie écht nuttig is valt te bezien, maar hij is aanwezig en dus bespreken wij deze in het kort. Bij de DS212 kunt u de onderstaande bewerkingen op de beide ingangssignalen uitvoeren:
- [-A]: het signaal op ingang 'CH_A' wordt geïnverteerd weergegeven
- [-B]: idem voor het signaal op ingang 'CH_B'
- [A + B]: beide signalen worden bij elkaar opgeteld
- [A - B]: beide sigalen worden van elkaar afgetrokken
- [RecA]: Het laatste in 'CH_A' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
- [RecB]: Het laatste in 'CH_B' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
- [RecC]: Het laatste in 'CH_C' bewaarde oscillogram wordt op 'CH_C' getoond
In het onderstaande voorbeeld ziet u hoe de twee ingangssignalen bij elkaar worden opgeteld.
 |
| Voorbeeld van het gebruik van 'CH_C'. (© 2021 Jos Verstraten) |
De numerieke meetwaarden instellen
Via 'Page 2: Measure' kunt u maximaal vijf numerieke meetgegevens van de twee ingangssignalen op het scherm zetten. Voor ieder van de vijf opties kunt u al bron 'CH_A' of 'CH_B' selecteren en u kunt voor alle vijf opties een van de onderstaande meetgegevens kiezen:
- Frequentie
- Duty-cycle
- Effectieve waarde
- Gemiddelde waarde
- Top-tot-top waarde
- Maximale waarde
- Minimale waarde
De DS212 oscilloscoop in de praktijk
Ons exemplaar getest
Wij hebben ons exemplaar van de DS212 onderworpen aan een aantal testjes die u een idee geven van de kwaliteiten van deze miniatuur oscilloscoop.
Weergave van sinusoidale signalen
Wij hebben sinussen van 1 kHz, 100 kHz en 1 MHz aan 'CH_A' aangeboden en de amplitude bij 1 kHz zo ingesteld dat vrijwel de volledige hoogte van het scherm wordt beschreven. Uiteraard hebben wij bij 100 kHz en 1 MHz dezelfde amplitude toegepast.
De resultaten ziet u samengevat in de onderstaande figuur. Tussen de traces van 1 kHz en 100 kHz is nauwelijks verschil te zien. Bij het signaal van 1 MHz laat de DS212 het duidelijk afweten. Dit heeft niet zozeer te maken met de bandbreedte, want de toppen van het signaal zitten vrijwel op dezelfde hoogte als bij 1 kHz en 100 kHz, maar wél met de beperkte maximale samplingsnelheid van 10 Msa/s. De software is niet in staat uit het beperkte aantal samples een mooie periode te reconstrueren. Dit verschijnsel begint een rol te spelen bij een frequentie van 500 kHz.
 |
| Weergave van sinussen met identieke amplitude. (© 2021 Jos Verstraten) |
Weergave van rechthoekvormige signalen
Dezelfde test hebben wij uitgevoerd met rechthoekvormige signalen van 1 kHz, 100 kHz en 1 MHz. De resultaten zijn weer samengevat in de onderstaande figuur. Wij zijn dik tevreden met de weergave van de blokgolf van 100 kHz. Hieruit blijkt dat de gespecificeerde bandbreedte van 1 MHz niet overdreven is. Opmerkenswaard, want bij de meeste goedkope door ons geteste Chinese oscilloscopen moet de gespecificeerde bandbreedte met een dikke korrel zout worden genomen! Hulde dus, voor Miniware!
 |
| Weergave van rechthoekvormige signalen met identieke amplitude. (© 2021 Jos Verstraten) |
De weergave van zeer kleine signalen
Digitale oscilloscopen willen wel eens nogal wat kwantiseringsruis op de weergave van zeer kleine signalen zetten. Dat heeft te maken met de zorgvuldigheid waarmee de schakeling op de print is gezet en de mate waarop analoge en digitale signaalverwerkingen van elkaar zijn gescheiden. Wij hebben dit getest met een absoluut zuivere sinus van 1 kHz met een effectieve waarde van 10 mV. Dit signaal wordt gegenereerd door onze analoge sinusgenerator PM5109S van Philips en wordt rechtstreeks met een afgeschermde BNC naar MCX kabel aan 'CH_A' aangeboden. De weergave van dit signaal op het scherm van de DS212 ziet u in de onderstaande figuur. De oscilloscoop staat hierbij uiteraard in zijn gevoeligste stand van 20 mV/div. Wij hebben wel eens veel slechtere beelden van 10 mV signalen op het scherm van digitale oscilloscopen mogen bewonderen!
 |
| Weergave van een sinus van 10 mV en 1 kHz. (© 2021 Jos Verstraten) |
Triggering op een zeer smalle puls
Als volgende test hebben wij met onze pulsgenerator PM5704 van Philips een zeer smalle puls van 1 μs en met een herhalingsfrequentie van 1 kHz aan 'CH_A' aangeboden. Dat een dergelijke puls met recht een 'naaldpuls' kan worden genoemd blijkt uit het onderstaande linker oscillogram waar wij deze puls hebben weergegeven op het scherm van onze OWON XDS2102A oscilloscoop. Boven ziet u acht periodes van dit signaal, onder hebben wij de puls 1.000 keer uitvergroot in de tijd. In het rechter oscillogram ziet u wat de DS212 er van brouwt. Ook daar zijn wij tevreden mee, des te meer omdat deze puls uiterst stabiel op het schermpje wordt weergegeven. Weliswaar ziet u duidelijk hoe de fijne details van het signaal, zoals de undershoot bij de overgang van 'H' naar 'L' verloren gaan. Een gevolg van de beperkte bandbreedte, de acht bit sampling en de lage samplingsnelheid. Aan een dergelijke vergelijking ziet u waarom het voor professioneel gebruik van belang is een oscilloscoop van honderden euro's ter beschikking te hebben.
 |
| Triggering op een zeer smalle naaldpuls. (© 2021 Jos Verstraten) |
De nauwkeurigheid van de numerieke frequentie meting
Deze hebben wij gecontroleerd met sinussignalen met een effectieve waarde van 1 V en met frequenties tussen 10 Hz en 1 MHz. Zoals te verwachten is doet de DS212 het uitstekend. De maximale afwijking in de frequentie-indicatie bedraagt één digit. Nu moet hierbij wél worden vermeld de uitlezing uit slechts drie digits bestaat, dus een frequentie van 1 MHz wordt weergegeven als 1.00 MHz, 0.99 MHz of 1.01 MHz.
Om nauwkeurig te meten moeten er wel minstens twee perioden van het signaal op het scherm staan.
De nauwkeurigheid van de numerieke effectieve waarde meting
Ook die hebben wij gemeten met sinussen van 1 kHz. Bij iedere meting werd het signaal zoveel mogelijk schermvullend op het display gezet. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel. Die zijn dus goed te noemen, met uitzondering van de meting van het signaal van 300 mV. Dat is geen meetfout onzerzijds, want wij hebben deze meting uiteraard diverse malen herhaald en ontdekten steeds dezelfde grote afwijking. Wij vinden dit onverklaarbaar!
De spanningen werden geleverd door onze analoge sinusgenerator PM5109S en nauwkeurig gemeten met onze wisselspanning millivoltmeter PM2454.
 |
| De nauwkeurigheid van de spanningsmeting. (© 2021 Jos Verstraten) |
De functiegenerator in de DS212 getest
De kwaliteit van de rechthoekvormige spanning
Uiteraard is de kwaliteit van de rechthoek uitstekend bij lage frequenties. Wij zijn echter geïnteresseerd in wat er uit de DS212 komt bij de hoogste frequentie van 1 MHz. Het resultaat ziet u in de onderstaande figuur en daar zijn wij, alweer, niet ontevreden over. De top-tot-top waarde van het signaal is 3,0 V, de waarde die ook door de fabrikant wordt gespecificeerd. Volgens onze OWON oscilloscoop bedragen de stijg- en daaltijden van de puls 56 ns.
 |
| De geleverde rechthoekspanning bij 1 MHz. (© 2021 Jos Verstraten) |
De kwaliteit van de sinusvormige spanning
In het bovenste oscillogram ziet u het sinusvormige uitgangssignaal bij 1 kHz. De effectieve waarde van dit signaal wordt gemeten als 680,1 mV. Op het signaal is een zeer kleine HF-rimpel aanwezig. Wij zijn dus benieuwd hoeveel vervorming er op die sinus zit. Dat kunnen wij nauwkeurig meten met onze harmonische vervormingsmeter 331A van Hewlett-Packard. Het resultaat ziet u in het onderste oscillogram. De brede blauwe band in het signaal is wat kwantiseringsruis en bovendien het genoemde rimpeltje op de sinus. Bij de genoemde 1 kHz wijst de 331A een totale harmonische vervorming aan van 0,54 %.
 |
| De harmonische vervorming bij 1 kHz. (© 2021 Jos Verstraten) |
Ons oordeel over de DS212
Technisch bekeken is de DS212 een juweeltje. Zowel de print, het apparaat, de handleiding als de manier waarop de oscilloscoop is verpakt tonen overduidelijk aan dat de fabrikant er alles heeft aan gedaan om een uiterst verzorgd product af te leveren.
De geteste DS212 voldoet bovendien aan de specificaties van de fabrikant, iets dat bepaald niet kan worden gezegd van vele soortgelijke goedkope Chinese oscilloscoopjes.
Jammer is dat u de amplitude van het uitgangssignaal van de functiegenerator niet kunt instellen. Daardoor wordt de praktische bruikbaarheid van deze functie wel erg klein.
Blijft de vraag die reeds in de inleiding van dit artikel werd gesteld: duur speelgoed of een nuttig instrument? Daar mogen wij in feite geen antwoord op geven. Voor ons, met onze oscilloscoop van bijna vijfhonderd euro en ons aan huis gebonden lab, is zo'n apparaatje als de DS212 volledig overbodig. Persoonlijk zouden wij het dus duur speelgoed noemen. Maar iemand die dagelijks onderweg is als service monteur en daar een niet al te breedbandig scoopje voor nodig heeft zou de DS212 wel eens een heel nuttig apparaatje kunnen vinden.
Blijft de vraag die reeds in de inleiding van dit artikel werd gesteld: duur speelgoed of een nuttig instrument? Daar mogen wij in feite geen antwoord op geven. Voor ons, met onze oscilloscoop van bijna vijfhonderd euro en ons aan huis gebonden lab, is zo'n apparaatje als de DS212 volledig overbodig. Persoonlijk zouden wij het dus duur speelgoed noemen. Maar iemand die dagelijks onderweg is als service monteur en daar een niet al te breedbandig scoopje voor nodig heeft zou de DS212 wel eens een heel nuttig apparaatje kunnen vinden.
Koop uw vector network analyzer bij Amazon