Meten: OSC482X-uitbreidingen

(gepubliceerd op 02-09-2021)

De elders op dit blog besproken USB-oscilloscoop OSC482X van LOTO Instruments heeft een DE-15 connector waarop u een aantal nuttige uitbreidingen kunt aansluiten. In dit artikel geven wij u een kort overzicht van deze modules.

Kennismaking met het OSC482X-systeem


De USB-oscilloscoop OSC482X zélf
De scope zélf zit in een fraai vormgegeven aluminium kastje van 13,5 cm bij 9,2 cm bij 2,3 cm, zie de onderstaande foto. Het apparaatje is te koop voor een richtprijs van € 88,00. Het unieke aan deze USB-oscilloscoop is dat u, naast de twee BNC-connectoren voor de ingangssignalen, ook een DE-15 connector aantreft.
Voor een uitgebreide review en test van deze oscilloscoop verwijzen wij u naar:
Aanklikbare link ➡ Meten: OSC482X, 2 x 20 MHz USB-scope

OSC482X-uitbreidingen-01 (© Banggood)
De basis van het OSC482X-systeem. (© Banggood)

De DE-15 connector
Op de vijftien pennen van deze connector staan de onderstaande signalen:
       - De analoge en digitale massa's
       - Voedingsspanningen van -5 V, + 5 V en +3,3 V
       - De ingangen voor logische analyzers L0 tot en met L5
       - Een TTL-compatibel signaal, in te stellen via de software
       - De ingang voor externe triggering
       - De analoge ingang van kanaal B
       - Drie in/uitgangslijnen io1 tot en met io3
De penbezetting op de DE-15 connector is getekend in de onderstaande figuur.

OSC482X-uitbreidingen-02 (© LOTO Instruments)
De signalen op de pennen van de DE-15 connector.
(© LOTO Instruments)

De uitbreidingsmodules
De onderstaande modules kunt u aansluiten op de OSC482X:
  • L02 logic analyzer module:
    Een vierkanaals logische analyzer voor TTL-niveaus die ook een TTL-puls levert als klok voor de te testen schakeling.
  • S02 signal generator module:
    Een functiegenerator die sinussen levert tot 13 MHz en blokgolven tot 1 MHz.
  • IDM01, IDM02, IDM03 isolated differential input modules:
    De BNC-ingang op deze modules is galvanisch gescheiden van de rest van de elektronica, u kunt er spanningen tot ±800 V mee meten.
  • C05A, C20A, C30A isolated current probe modules:
    Meet volledig galvanisch gescheiden stromen tot 5 A, 20 A of 30 A over een sensorweerstand van slechts 1,2 mΩ.
  • IDU02 small signal amplification module:
    Versterkt kleine wisselspanningen met een gevoeligheid van ±20 mV en met een bandbreedte van 100 kHz.
  • i01 small current module:
    Een module voor het meten van kleine stromen tot maximaal ±125 mA over een sensorweerstand van 0,8 Ω en met een bandbreedte van 100 kHz.
  • AC05A, AC20A, AC30A, AC50A stroomtangen:
    Vier stroomtangen die u niet op de DE-15 connector aansluit, maar op een van de BNC-connectoren en waarmee u wisselstromen kunt meten tot 50 A.

Een uitgebreide folder
LOTO Instruments heeft over het volledige OSC482 systeem een uitgebreide folder samengesteld. Omdat deze nogal moeilijk is te vinden op internet hebben wij deze gekopieerd naar onze account op Google Drive, zodat u deze folder met één klik kunt downloaden:
Aanklikbare link ➡ OSC482_Device_Family

De L02 logic analyzer module


Kennismaking met deze module
Er is niet veel spectaculairs aan te zien! Deze mannelijke DE-15 connector, 30 cm flat cable en zes mini-clip's is alles dat u krijgt voor een richtprijs van ongeveer € 18,00 (AliExpress). 

OSC482X-uitbreidingen-03 (© AliExpress)
De L02 logic analyzer module. (© AliExpress)

De zes mini-clip's zijn niet geëtiketteerd, alleen aan de kleur van de adertjes kunt u afleiden welk signaal u aan de clip's moet toevoeren:
       - Geel: Massa
       - Paars: blokgolf uitgang
       - Bruin: L0
       - Oranje: L1
       - Blauw: L2
       - Groen: L3

Share

De L02 in het OSC482X-venster op de PC

Deze logic analyzer verschijnt in het venster van kanaal B na het aanvinken van het betreffende rondje in de instellingen van kanaal B. Kanaal A kunt u als oscilloscoop blijven gebruiken, echter wél met dezelfde tijdbasis instelling als die van de logic analyzer. In het onderstaande voorbeeld hebben wij het eigen uitgangssignaal van de OSC482X en het TTL-uitgangssignaal van onze functiegenerator op twee kanalen aangeboden.
Wij hebben deze logic analyzer getest tot 5 MHz TTL en dat bleek goed te werken.

OSC482X-uitbreidingen-04 (© 2021 Jos Verstraten)
De aan de logic analyzer aangeboden signalen op het scherm van de PC.
(© 2021 Jos Verstraten)

Instellen van het eigen uitgangssignaal op pen 6
Na een klik op 'PWM settings' verschijnt het onderstaand venstertje op uw scherm waarin u de frequentie van het eigen uitgangssignaal van de OSC482X kunt instellen tussen 200 Hz tot 25 kHz en met een duty-cycle tussen 4 % en 96 %. Dit signaal is TTL-compatibel en verschijnt op pen 6 van de DE-15 connector.

OSC482X-uitbreidingen-05 (© 2021 Jos Verstraten)
Het instellen van de frequentie van het eigen signaal.
(© 2021 Jos Verstraten)


De S02 signal generator module


Kennismaking met deze module
Voor ongeveer € 35,00 krijgt u een klein printje van 6 cm bij 5 cm in handen met aan de ene kant de DE-15 connector en aan de andere kant twee BNC-connectoren. De bovenste is de uitgang van de signaal generator, de onderste is de ingang van kanaal B van de oscilloscoop. Die kunt u namelijk blijven gebruiken. Met twee draaipotentiometers kunt u de amplitude van en de offset op het uitgangssignaal instellen.

OSC482X-uitbreidingen-06 (© Banggood)

De S02 signal generator module. (© Banggood)


De technische specificaties van de S02
       - Golfvormen: sinus, driehoek, rechthoek
       - Amplitude: 0 V ~ 4,0 V continu instelbaar
       - Ruis op het signaal: 80 mV max.
       - Offset: ±4 V continu instelbaar
       - Frequentiebereik sinus: 1 Hz ~ 13 MHz
       - Frequentiebereik driehoek: 1 Hz ~ 8 MHz
       - Frequentiebereik rechthoek: 1 Hz ~ 1 MHz

De elektronica in de S02 module
Wij ontdekken een 48 MHz kristal en een tien-polige SMD-chip, waarvan de identificatie is verwijderd. Zou dat een AD9833 kunnen zijn? Daarnaast zitten er nog twee chip's op de print met als typenummer H2F, waarvan wij aannemen dat het op-amp'jes zijn.

OSC482X-uitbreidingen-06A (© Banggood)
De elektronica op de S02 print. (© Banggood)

De S02 in het OSC482X-venster op de PC
Na het klikken op het tabblad 'Exte', rechtsboven in het venster van de OSC482X, verschijnt het onderstaande venstertje in beeld waarin u de signaalvorm en de frequentie van de generator kunt instellen. Daarnaast kunt u ook nog een sweep definiëren. 

OSC482X-uitbreidingen-07 (© 2021 Jos Verstraten)
Het bedieningsvenster van de S02 signal generator module.
(© 2021 Jos Verstraten)

Opmerkelijke feiten
Wat als eerste opvalt is dat de potentiometers omgekeerd werken als hoe u verwacht. Om de amplitude te verhogen moet u linksom draaien, om een positieve offset in te stellen moet u ook linksom draaien.
Wat als tweede opmerkelijk feit opvalt is dat beide instellingen elkaar beïnvloeden. Stelt u bijvoorbeeld de offset in op 0 V bij volledig weg gedraaide amplitude, dan zult u merken dat het nulniveau verschuift als u de amplitude laat toenemen. U moet dus, als u geen offset wilt, voor iedere instelling van de amplitude de offset bijregelen. Nogal onhandig!

Opmerking
Alle onderstaande metingen zijn uitgevoerd met een 50 Ω terminator aan het einde van de BNC-kabel(s). Zonder deze afsluitweerstand vertoonde de uitgangsspanning van de generator soms vreemd gedrag, zoals oscilleren en ringing.

De sinusspanning getest
Het eerste dat opvalt is dat de gespecificeerde 4,0 V maximale uitgangsspanning geen effectieve waarde is, maar top-tot-top waarde. De maximale effectieve sinusspanning die uit de generator komt bedraagt ongeveer 1,5 V.
Een maximale frequentie van 13 MHz is voor een dergelijk goedkoop apparaatje nogal opzienbarend. Dat was dus het eerste dat wij gingen testen: hoe ziet die spanning er uit? Nadat u de frequentie op de gewenste waarde hebt ingesteld moet u even de knop 'SetFreq' aanklikken alvorens de generator een signaal met de ingestelde frequentie gaat leveren. In de onderstaande foto ziet u het resultaat van een instelling op 13 MHz sinus. Een op het oog perfect sinusoidaal signaal, wel met een maximale effectieve waarde van slechts ongeveer 400 mV.

OSC482X-uitbreidingen-08 (© 2021 Jos Verstraten)
De maximale uitgangsspanning bij 13 MHz sinus.
(© 2021 Jos Verstraten)

Interessant is het meten van de totale harmonische vervorming op de sinus. Dat meten wij bij 1 kHz en bij maximale uitgangsspanning. Wij zijn in staat onze vervormingsmeter 331A van Hewlett Packard af te regelen op een minimale waarde van 0,34 %. Hoe het vervormingsresidu er uit ziet blijkt uit het onderstaande oscillogram. De dikte van de blauwe trace wordt veroorzaakt door wat ruis dat op het signaal aanwezig is. Bij 10 kHz lukt het zelfs om de 331A af te regelen tot de vervormingsmeter 0,18 % aanwijst. Kortom, dit zijn zeer mooie waarden voor een dergelijk goedkoop apparaatje.

OSC482X-uitbreidingen-09 (© 2021 Jos Verstraten)
De harmonische vervorming op de sinus bij 1 kHz.
(© 2021 Jos Verstraten)

De sweep functie
Zoals reeds geschreven kunt u de minimale en de maximale frequentie van een sweep instellen. Met 'Fre Span' stelt u de stapfrequentie in, met 'Time span' de tijdsduur van een sweep. In tegenstelling tot de meeste functiegeneratoren werkt een sweep bij de OSC482X + S02 dus niet vloeiend, maar stapsgewijs. U ziet de frequentie bij iedere stap met de ingestelde stapfrequentie toenemen. Bovendien gaat het overschakelen lang niet altijd zonder overgangsverschijnselen. In het onderstaand oscillogram ziet u zo'n overgangssituatie als de software de frequentie met één stap verhoogt. Dat zullen lang niet alle schakelingen die worden gesweept u in dank afnemen!

OSC482X-uitbreidingen-10 (© 2021 Jos Verstraten)
Wat er kan gebeuren als de generator van de ene naar de volgende
sweepfrequentie overschakelt. (© 2021 Jos Verstraten) 

De rechthoekspanning getest
Uiteraard levert het apparaat bij 1 kHz een mooie rechthoekvormige spanning af. Spannender is wat er bij de maximale frequentie van 1 MHz uit de generator komt. Het blijkt dat de stand van beide potentiometers erg grote invloed heeft op de uitgangsspanning. Na wat verdraaien van beide potmeters kregen wij als mooiste uitgangssignaal onderstaand signaal uit de generator.

OSC482X-uitbreidingen-11 (© 2021 Jos Verstraten)
De mooiste rechthoekvormige spanning van 1 MHz.
(© 2021 Jos Verstraten)

De IDM01 isolated differential input module


Kennismaking met deze module
De IDM01, zie de onderstaande figuur, bestaat uit een klein kastje van 5,8 cm bij 5,8 cm bij 2,8 cm. Aan een kant zit de DE-15 connector voor het aansluiten van de module op de OSC482X, aan de andere zit een BNC-connector. Een 90 cm lange BNC-kabel met krokodil klemmen wordt meegeleverd. Die BNC-ingang is een beetje misleidend, beter had men twee 4 mm banaanbussen kunnen toepassen. Bij BNC denkt u immers meteen aan een kabel die met zijn afscherming aan de massa ligt. Bij de IDM01 is dat duidelijk niet het geval, want de ingang is volledig galvanisch gescheiden van de rest van de schakeling. Met deze module kunt u dus meten in schakelingen die rechtstreeks met de netspanning zijb verbonden of kunt u het signaal meten tussen twee punten die zweven ten opzichte van de massa. De differentiële werking van de module berekent het spanningsverschil tussen de rode en de zwarte krokodil klem en zet dit spanningsverschil via de DE-15 connector op de ingang van de oscilloscoop.
Met een schuifschakelaartje kunt u het meetbereik in vier standen instellen.
Voor deze zeer nuttige module betaalt u ongeveer € 39,00 (AliExpress).

OSC482X-uitbreidingen-12 (© AliExpress)
De differentiële module IDM01. (© AliExpress)

De specificaties van de IDM01
Volgens de fabrikant heeft deze module de onderstaande eigenschappen:
       - Ingangsimpedantie tussen rood en zwart: 1 MΩ
       - Spanning tussen ingangen en uitgang: 1.200 V max.
       - Meetbereiken: ±20 V ~ ±80 V ~ ±200 V ~ ±800 V
       - Bandbreedte: 50 kHz

De elektronica in de IDM01
Het is niet moeilijk de behuizing te openen. In de module zit een klein printje met als voornaamste actief element een AMC1200. Dat is een speciale schakeling die het primaire signaal omzet in een digitale pulstrein en deze capacitief doorkoppelt naar het secundaire circuit via een barrièrelaag uit siliciumdioxide SiO2. Daar wordt het signaal weer omgezet in een analoge spanning. Het primaire circuit heeft een gescheiden voedingsspanning nodig. U ziet, onder op het printje, een zwart blokje dat ongetwijfeld een geïsoleerde DC naar DC omzetter bevat.
Jammer is dat men geen isolatiegleuf onder de AMC1200 in de print heeft gefreesd. Nu lijkt de galvanische scheiding tot 1,2 kV tussen in- en uitgangen nogal twijfelachtig.

OSC482X-uitbreidingen-13 (© 2021 Jos Verstraten)

De elektronica in de module IDM01. (© 2021 Jos Verstraten)


OSC482X-uitbreidingen-14 (© Texas Instruments)
Het blokschema van de AMC1200. (© Texas Instruments)

De IDM01 in het OSC482X-venster op de PC
Deze module wordt geactiveerd door in het venster van kanaal B het tabblad 'Dif' aan te klikken. In het venstertje zet u de schaal op dezelfde waarde als waarop u de bereiken schakelaar op de module hebt gezet. In het onderstaand voorbeeld ziet u de 230 V netspanning op deze veilige volledig galvanisch gescheiden manier in beeld gebracht.

OSC482X-uitbreidingen-15 (© 2021 Jos Verstraten)
Het meten van de netspanning met de IDM01. (© 2021 Jos Verstraten)

Grotere bandbreedte
Als u aan de 50 kHz bandbreedte van deze module niet genoeg hebt staan er twee volledig identieke modules ter beschikking met grotere bandbreedte:
       - IDM02: 100 kHz, richtprijs € 42,00 (AliExpress)
       - IDM03: 300 kHz, richtprijs € 55,00 (AliExpress)

De C05A isolated current probe module


Kennismaking met deze module
Met deze module kunt u gelijk- en wisselstromen meten tot 5 A. De module is ondergebracht in een klein kastje met als afmetingen 6,8 cm bij 4,2 cm bij 3,2 cm en heeft aan de ene zijde een kabeltje naar een DE-15 connector en aan de andere kant twee stevige meetsnoeren van 50 cm met flinke krokodil klemmen.
Ook deze module is galvanisch gescheiden van de rest van uw elektronica. De gemeten stroomsterkte wordt via een magneetveld overgebracht op het secundaire circuit en daar weer omgezet in een meetspanning.
Voor deze module betaalt u ongeveer € 29,00 (AliExpress).

OSC482X-uitbreidingen-16 (© AliExpress)
De C05A isolated current probe module. (© AliExpress)


De technische specificaties van de C05A
       - Meetbereik: ±5 A
       - Stroomsensor weerstand: 1,2 mΩ
       - Bandbreedte: 50 kHz
       - Spanning tussen in- en uitgangen: 1.200 V max.


De elektronica in de C05A module

Ook deze behuizing is snel geopend, waarna een klein printje aan het licht komt, zie onderstaande figuur. Hier is het voornaamste element een ACS712T chip. Deze lineair werkende stroomsensor is gebaseerd op het hall-effect. De te meten stroom vloeit door een uiterst kleine weerstand in de chip. Het magnetisch veld rond deze weerstand wekt in een hall-sensor een kleine spanning op die secundair wordt versterkt.

OSC482X-uitbreidingen-17 (© 2021 Jos Verstraten)
De elektronica in de C05A module. (© 2021 Jos Verstraten)

OSC482X-uitbreidingen-18 (© Allegro Microsystems)
Het intern blokschema van de ACS712T chip. (© Allegro Microsystems)

De C05A module in het OSC482X-venster op de PC
Ook met deze module werkt u in kanaal B. U activeert de module door het openen van de tab 'Pro' in het kadertje van kanaal B. In het uiklapmenu selecteert u 'LOTO-C05A'. De software past nu automatisch de schaalindeling van de verticale as van kanaal B aan.

OSC482X-uitbreidingen-19 (© 2021 Jos Verstraten)

Het in de software selecteren van de C05A module.
(© 2021 Jos Verstraten)


Hogere stroomsterktes
Als de ±5 A van deze module niet genoeg is kunt u twee identieke modules kopen:
       - C20A voor stromen tot ±20 A, richtprijs 30,00 (AliExpress)
       - C30A voor stromen tot ±30 A, richtprijs 32,00 (AliExpress)

De IDU02 small signal ampification module


Kennismaking met deze module
Deze in de onderstaande foto voorgestelde module is een geïsoleerde voorversterker, die kleine wisselspanningssignalen versterkt tot zij op een duidelijke manier op de OSC482X oscilloscoop zichtbaar gemaakt kunnen worden. De ingang van deze module is differentieel en galvanisch gescheiden van de rest van de elektronica. Met een schuifschakelaartje aan de zijkant van de module stelt u het meetbereik in. De richtprijs van deze module bedraagt € 43,00 (AliExpress).

OSC482X-uitbreidingen-20 (© AliExpress)
De IDU02 small signal ampification module. (© AliExpress)

Specificaties van de IDU02
       - Meetbereiken: ±80 mV, ±40 mV, ±30 mV, ±20 mV
       - Ingangsimpedantie: 1 MΩ
       - Nauwkeurigheid: ±2 %
       - Bandbreedte: 100 kHz

De i01 small current module


Kennismaking met deze module
Een module voor het meten van kleine stromen tot maximaal ±125 mA over een sensorweerstand van 0,8 Ω en met een bandbreedte van 100 kHz. Ook deze module heeft een galvanisch gescheiden ingang en werkt met een hall-sensor. De richtprijs van deze module bedraagt € 47,00 (AliExpress).

OSC482X-uitbreidingen-21 (© AliExpress)
De i01 small current module. (© AliExpress)

Specificaties van de i01
       - Meetbereiken: ±125 mA, ±60 mA, ±40 mA, ±25 mA
       - Stroomsensor weerstand: 0,8 Ω
       - Bandbreedte: 100 kHz


De AC05A, AC20A, QAC30A en AC50A stroomtangen


Kennismaking met deze modules
Dit zijn in feite geen echte modules, maar standaard stroomtangen die u rond een wisselstroom voerende geleider kunt klemmen en die een wisselspanning genereren die recht evenredig is met de stroom die door de geleider vloeit. Richtprijs van deze stroomtangen bedraagt € 11,00 (AliExpress).

OSC482X-uitbreidingen-22 (© AliExpress)

Het uiterlijk van de stroomtangen van de AC-serie. (© AliExpress)


Specificaties van de AC-serie stroomtangen
       - Meetbereiken: 5 A, 20 A, 30 A of 50 A
       - Afmetingen gat: 13 mm x 13 mm
       - Niet-Lineariteit: ±3 %
       - Kabellengte: 1 m
       - Doorslagspanning: 6.000 Vac voor één minuut
       - Bandbreedte: 50 Hz ~ 150 kHz



(Banggood sponsor advertentie)
Koop uw oscilloscoop bij Banggood