Калибровка щупа осциллографа

[Wolkers]

Добрый день, уважаемые форумчане!

Сразу хочу оговориться, что я начинающий радиолюбитель и прошу совета и помощи.

Привез мне брат из европейской комиссионки осциллограф OWON HDS3101M-N. Взял за копейки. Комплектация - ноль. Только сам прибор. Знаю, что пользоваться таким мне еще рано в силу своих знаний. Но очень хочется начать изучать азы его пользования.

Блок питания и щупы к нему я уже приобрел. И теперь встал вопрос калибровки приобретенного щупа P6100. Вместе с осциллографом производитель в комплекте клал выходной терминал 1 kHz 5 V square-wave test signal (фото прилагаю).







Информации о нем тоже нет от слова совсем. Чтобы приобрести, такого в интернете не отыскать вообще нигде. Да еще и штекер у него USB-mini B 4-х контактный (!), первый раз такой увидел. И также не понимаю сама схемка генератора 1kHz 5V внутри прибора и это просто выходные два пина через USB-mini B (4pin). И можно будет определить какие именно из 4-х пинов его выдают, купить кабель USB-mini B (4pin) и подсоединяться к ним. Или внутри этого терминала еще какая-то схемка присутствует...

В общем к чему я, знакомых и друзей у которых был бы генератор частот или осциллограф со встроенным генератором для калибровки щупа - у меня нету. Возникает вопрос как можно откалибровать щуп не имея этого устройства? Может быть можно сделать самый простой самому или взять "точку" в каком то приборе, где можно тыкнуться на идеальный меандр...

Заранее спасибо за ответы, и еще раз извиняюсь, что я начинающий дилетант.

[Maykill]

делаешь простейший генератор на 1 кГц на логике ( 155 или 561)- расчёт элементов есть в интернете- подключаешь и радуешься
к примеру
http://esxema.ru/?p=1455
http://esxema.ru/?p=1084

[electroget]

[uquote="Wolkers",url="/forum/viewtopic.php?p=4266125#p4266125"]на идеальный меандр....[/uquote]
Меандр вам придётся самому делать. Например, по такой схеме:

[TEKTRON]

[uquote="Wolkers",url="/forum/viewtopic.php?p=4266125#p4266125"]Информации о нем тоже нет от слова совсем.[/uquote]
Инструкция OWON HDS3101 на англ.
Перевод

Если в пределах доступа (у знакомых, в учебном заведении и т.п.) есть ЛЮБОЙ более-менее серьёзный настольный осциллограф (отечественный типа С1-ХХх или забугорный), можно воспользоваться его встроенным калибратором. При единственном имеющемся осциллографе и единственном щупе калибровка щупа выполняется 1 раз и до ...
Пробники от А до Я - очень полезная книга для любого пользователя осциллографа. А начинающему - must have

Удачи!

[Wolkers]

Maykill, благодарю, буду пробовать.

Добавлено after 1 minute 6 seconds:
electroget, понял вас. Спасибо за предоставленную схему

Добавлено after 1 minute 36 seconds:
TEKTRON, та вот в том то и дело, досадно, что пока нигде не могу найти у кого откалибровать. По поводу отсутствия информации я имел ввиду именно за этот терминал 1kHz 5V. А мануал по самому устройству я скачал первым делом)) Спасибо большое за предложенную книгу по щупам, буду изучать!

[tanveerriaz]

https://www.radios-tv.co.uk/community/g ... d/paged/3/

[TEKTRON]

[uquote="Wolkers",url="/forum/viewtopic.php?p=4266211#p4266211"]терминал 1kHz 5V.[/uquote]Самый простой вариант:
1. Покупаем переход с вашего разъёма на обычный большой USB (ни в коем случае не OTG!).
2. Покупаем или выдираем с дохлой материнки/принтера/любого другого хлама ответную часть к большому разъёму USB.
3. Соединяем купленное в цепочку и втыкаем в скопметр.
4. Щупом скопметра последовательно проверяем каждый контакт ответной части большого разъёма USB на наличие искомого меандра.
Если он есть - терминал служит просто переходником, если нет - генератором.

К сожалению, указанный tanveerriaz ресурс не доступен для пользователей с рунета. Обходы многие провайдеры блокируют (как и мой, к слову).

[tanveerriaz]

simple oscilloscope calibrators comos
maybe use full

[Wolkers]

TEKTRON, вот именно это я и хочу попробовать. Искал на своем радиорынке данный кабель с моим разъемом USB-miniB (4-pin) - не нашел. Придется заказывать в интернете. Только я не понял вашего предостережения по поводу OTG?

Добавлено after 42 seconds:
tanveerriaz, thank you.

[TEKTRON]

Wolkers, в OTG-кабелях, если не подводит склероз, 4 и 5 контакты то ли замкнуты, то ли через 10 кОм соединены. Возможно, для USB-miniB (4-pin) это не актуально, тогда пардон. Но было бы обидно, если б замкнутым оказался именно контакт с меандром, не?
Непонятно, зачем кабель-переходник на радиорынке искать. Я бы купил его в ближайшем компьютерном магазине, в крайнем случае - в салоне связи. На радиорынке покупал бы комплектующие по отдельности - маленький разъём, большой, ответку к нему и голый кабель. Правда паять все это уже бы не взялся - зрение не то.

С калибратором по схеме, приведённой ув. tanveerriaz, надо быть внимательным. Для АЧХ пробника он, скорее всего, подойдёт сразу после изготовления. А вот за достоверность уровней без регулировки питания быть уверенным нельзя - по дейташиту при 5В питании выход под нагрузкой может просесть до 4,6В. 3 в параллель - это должно быть полегче. Но лучше всё же отрегулировать.
Вопрос - как? Образцового осцилла-то нет.

Но есть мультиметр! Напрямую меандр измерять бессмысленно, т.к. скорее всего отсутствует скважность 2, т.е равенство длительностей верхней и нижней полок сигнала. Для этого надо было ставить уравнитель на D-триггерах, как справедливо подсказал ув. electroget. Но там неясно, что получится с нагрузочной характеристикой... Т.о. по-хорошему его надо внедрять перед строенным выходным каскадом.

Потому простейший путь - на уже собранном и опробованном устройстве соединить 1 ногу на "+" питания (14 нога). На выходе должен установиться постоянный высокий уровень, а его измерить мультиметром не проблема. Регулятором в цепи питания ставим на выходе 5,00 В и затем можем проверить достоверность прочих выходов. При необходимости можно даже попытаться подстроить делитель подбором нужных резисторов, если их изначальная точность была хуже 1%.

Ну и чисто напоминание - АЧХ пробника настраивается исключительно при открытом (режим DC) входе осцилла.

Извиняюсь за много букофф


PS Если тремора нет (руки не дрожат), можно попробовать потыкать в контакты прямо на маленьком разъёме в скопметре. Чтобы не закоротить чего, на иголку щупа можно надеть подходящую ПВХ-трубку, снятую, к примеру, с монтажного многожильного провода. Открытым должны остаться остриё и заострённая часть, вся цилиндрическая часть должна быть изолирована.

Только аккуратно с иголкой, там в Ходенах чёрная пластмасса гов...я, пардон, хрупкая. У меня уже ломалась. Насколько помню - именно при попытке снять ранее надетый кембрик. Так что теперь в подобных случаях просто срезаю трубку.
А пластмасску пришлось из фторопласта вручную вытёсывать, и иголку туда запрессовывать.


Засада будет, если оригинальный переходник своей перемычкой подаёт питание на встроенный калибратор...
Тогда точно безопаснее будет внешний сооружать.

[Wolkers]

TEKTRON, благодарю за развернутый ответ.

Я как вам написал, то сразу зашел на распиновку USB - mini-USB и понял о чем вы говорили за 4-5 контакт. Да, так и есть. Но как вы заметили для 4-pin это скорее всего будет не актуально.

Да я имел ввиду, что и на радиорынке и в компьютерных магазинах именно 4-pin нету в моем городе, а многие квадратными глазами на меня смотрели. Буду заказывать в интернете и поэксперементирую чуть-чуть.

Согласен за последнее, что вы сказали. Если еще и так будет, то вообще маркетологи охренели.

[oldbulb]

Калибровка щупа - это, конечно же, офигеть какая процедура. Без неё ни щуп, ни осциллограф не будут никак работать. Беда.
Но есть лайфхак - до 5 МГц для большинства измерений можно использовать предел 1:1, который не требует "калибровки".
Калибратор при отсутствии приборов имеет смысл делать по типовой схеме "релаксационный генератор" -> "стабилитрон" -> "регулируемый делитель". Настраиваем последние два каскада на постоянке, потом натравливаем на стабилитрон релаксатор, сделанный по любой удобной схеме. Это в том случае, если нужен реально полноценный калибратор. Но зачем для этого осла полноценный калибратор?
А для того, чтобы "откалибровать" (о боги, кто придумал этот термин?) щуп, вполне достаточно любого прямоугольника на 1 кГц, и совершенно фиолетово, насколько симметричен там меандр, и меандр ли он вообще. В чём смысл "калибровки" щупа офигенно офигенным меандром - прошу ликбез, ибо не секу в теме цифровых щупов.

[asvhmao]

Для получения неплохого меандра есть серия таких микросхем как 74НС245 и т. п. Тут по игрался с ней немного -

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 6#p3306096

Можно собрать генератор на 74НС14 и подобных, какие на мусорке найдутся и пропустить что получилось через 245 ю.
За одно и практика будет с приборчиком.

[Kotijara]

Всё верно, для этого прибора нет смысла в калибраторе, кроме как проверки работоспособности щупа/входа. Слишком уж полоса узкая..

[TEKTRON]

Совсем непонятно, к кому вопросы, но в меру скромных сил попытаюсь отделить мух от котлет. На истину в последней инстанции не претендую - здесь каждый имеет право на собственное мнение. Эмоции пропустим.[uquote="oldbulb",url="/forum/viewtopic.php?p=4268483#p4268483"]Но есть лайфхак - до 5 МГц для большинства измерений можно использовать предел 1:1, который не требует "калибровки".[/uquote]Для большинства, но далеко не для всех. С параллельной ёмкостью более 100 пФ я бы поостерёгся влезать в схемы даже звукового диапазона - спровоцировать возбуд проще простого.

Калибратор при отсутствии приборов имеет смысл делать по типовой схеме "релаксационный генератор" -> "стабилитрон" -> "регулируемый делитель". Настраиваем последние два каскада на постоянке, потом натравливаем на стабилитрон релаксатор, сделанный по любой удобной схеме. Это в том случае, если нужен реально полноценный калибратор.

Если текущий уровень подготовки ТС позволит ему решить проблему на основе данной рекомендации - в добрый путь.

Но зачем для этого осла полноценный калибратор?

Полноценный калибратор не будет вреден для любого осцилла. В С1-65А он вообще встроенный, и никто по этому поводу вопросами не задаётся. Да хоть бы и Кдел. делителя проверить для пущей уверенности. Опять же, опыт, приобретённый в процессе изготовления и отладки.. И схема от tanveerriaz - достаточно проста для начинающих.

А для того, чтобы "откалибровать" (о боги, кто придумал этот термин?) щуп

Термин неверный, точнее будет "скомпенсировать делитель".

, вполне достаточно любого прямоугольника на 1 кГц,

Насчёт "любого" - усомнюсь. Всё же какая-никакая плоская вершина будет нужна, чтобы выбросы или завалы разглядеть-то. Да и скорость нарастания-спада тоже какая ни есть, но нужна. Без фанатизма, понятно, но всё же.

и совершенно фиолетово, насколько симметричен там меандр, и меандр ли он вообще.

Для компенсации делителя - да, скважность безразлична. Но идеальность меандра может быть полезна для проверки горизонтальной (временнОй) оси или вертикальных курсоров. Хотя без кварца, да ещё и в цифровике, за отсутствием генераторов и усилителей развёрток - чисто поупражняться. Из той же оперы, что и "оцените производительность своего компа".

В чём смысл "калибровки" щупа офигенно офигенным меандром - прошу ликбез, ибо не секу в теме цифровых щупов.

А речь о цифровых щупах? Это же не логический анализатор..

Слишком уж полоса узкая..

HDS3101M-N 100 MHz 0.25 S/s - 1 GS/s
Поболе, чем у помянутого С1-65А..

[oldbulb]

TEKTRON
С1-65А - аналоговый осциллограф, которому сам Бог велел иметь на борту калибровочное устройство ввиду наличия многокаскадных усилителей икс и игрек без стабилизации Кус. В данном случае девайс из другой палаты. Что-то я не припомню цифровых мультиметров с набортным калибратором (а ведь цифровой осёл - не что иное, как вариация цифрового мультиметра). Вот калибраторы с набортным вольтметром - такие встречал.
Цифровые щупы - это примерно как антенна для приёма цифрового телевидения, ЕВПОЧЯ
Но вопрос необходимости строгого меандра считаю нераскрытым. Предположу, что приятнее иметь симметричный набор гармоник, нежели нечто непонятное, но так ли это важно для установки правильного коэффициента деления на ВЧ системы "щуп"-"осциллограф"?

[TEKTRON]

[uquote="oldbulb",url="/forum/viewtopic.php?p=4268932#p4268932"]Предположу, что приятнее иметь симметричный набор гармоник, нежели нечто непонятное, но так ли это важно для установки правильного коэффициента деления на ВЧ системы "щуп"-"осциллограф"?[/uquote] - нет, вообще не при делах. Просто удобнее на каждую вертикальную линию иметь по фронту или спаду. в данном случае другой пользы не просматривается.

Добавлено позднее.
Появилась возможность проиллюстрировать.
Источник прямоугольника - функциональный генератор НР3314А.
Для начала ставим симметричность 50% (она же скважность 2, или близкий к идеальному меандр) и подаём сигнал на вход осцилла, 1:1 щуп :

Да, развёртка равномерная по горизонтали, но обилие фронтов утомляет.

Оставляем пару импульсов на экране:

К этому виду будем стремиться.

Делитель в режиме 10:1, ВЧ явно задраны:


Крутим, перелёт, теперь превалируют НЧ:


Чуть назад - теперь приемлемо:


Меняем скважность, теперь верхняя полка длится 10% периода, остальное - нижняя. Специально разрегулировал компенсацию, подъём ВЧ очевиден:


Другая крайность - завал ВЧ - тоже опознаётся уверенно:


Ну и приемлемое состояние (на фото малость кривовато вышло, живьём куда красивше выглядело, прошу пардон у публики):


Далее обратная ситуация, верхняя полка - 90% периода, остальное - нижняя. Опять разрегулировал:


Теперь завал ВЧ:


Условно приемлемо (похоже, с неудачного угла на экран смотрел):


Вернулся к скважности 2:


Резюме - использовать можно любой прямоугольник, но когда он с примерно равными полками - как-то приятнее глазу... Да и риск ошибиться ниже.
Но никому ничего не навязываю. Думайте сами, решайте сами ...

[Kotijara]

Вообще, конечно, любой цифровой, как и аналоговый осциллограф имеет калибратор, он нужен для компенсации выбросов на фронтах меандра.
У меандра, скорость нарастания тем выше, чем шире полоса осциллографа, некоторые приборы умеют калибровать себя и по уровню.
Кроме того, работая на высоких частотах >>300-500MHz с несколькими пробниками необходимо проходить процедуру взаимной калибровки deskew (для компенсации длинны проводников).

Что по конкретному прибору, если ему нужна калибровка ещё и по уровню и он это умеет, то проще заменить разъём со стороны прибора, впаять стандартный 5pin..

[oldbulb]

TEKTRON
удобнее на каждую вертикальную линию иметь по фронту или спаду
Вот именно это и вызывает у меня наибольшее удивление. Юные радиогубители, заполучив в руки игрушку с кнопочкой "Авто", не углубляются в суть вещей, а становятся, как персонаж известной басни Крылова.
Если говорить конкретно о калибровке длительности сферической развёртки в вакууме, то для калибровки нужен образцовый период. Период у нас, как известно, составляет 360 градусов. Но разве юному радиогубителю, обременённому кнопкой "Авто", придёт в голову искать здесь истину? Нет. Ему подавай совпадение вертикальных линий. А зачем? Ведь 360 градусов, развёрнутые в горизонталь, можно измерять в любой точке любого периодического сигнала, коль скоро он периодичен. И этому нас учат ещё в школе. И к тому же, где там в этом воображаемом меандре вертикальные линии? Там же время нарастания. С точки зрения здравого смысла, наиболее удобно и точно производить калибровку треугольным сигналом, и делается это вовсе не по совпадению вертикальных линий. Определяющим моментом является пересечение осциллограммой горизонтальной линии (любой). Далее надо калибровать развёртку, добиваясь совпадения ширины периода соответствующим делениям на выбранной горизонтальной линии - делениям, а не вертикальным линиям, проходящим через эти деления. В силу физических причин горизонтальная линия разметки сама нарежет нам нужные точки осциллограммы, равные периоду. Всё, что требуется от нас - отметить пересечения и подогнать их по ширине.
Однако это всё имеет смысл только для аналогового осциллографа по причине, которую я указал ранее.
Для цифрового осциллографа калибровка длительности каким-то убогим калибратором не имеет смысла, потому что в осциллографе присутствует частотомер, который сам кого хочешь откалибрует. Что вы видите, когда выключаете аналоговый осциллограф? Линии координатной сетки. Они физически нанесены на трубу. Именно поэтому надо, используя калибратор, подогнать усиление игрека под эти линии. Что вы видите, когда выключаете цифровой осциллограф? Ни-че-го! Ничего нет там на экране. Всё, что вы видите на экране - нарисовано самим осциллографом. И нарисовано с использованием внутреннего кварцевого генератора. Сетка цифрового осциллографа может отрисовываться любой, в частности, нужной ширины. Вам когда-нибудь приходило в голову калибровать некий условный частотомер, измеряя частоту его собственного опорного генератора, с помощью которого он эту частоту считает? Юмор ситуации понимаете? В цифровом осциллографе уже есть отличный частотомер с прекрасной опорой, и никакого смысла что-то там подгонять "на глазок" при помощи убогого калибратора с непонятной стабильностью - просто нет. Калибровать цифровой прибор, используя методику прошлого века - это бессмыслица. Кроме того, осциллограф делает выборки с заданной периодичностью, опять же определяемой внутренней опорой. Каждая выборка сделана в конкретный момент времени. В точный момент времени, известный осциллографу.
Но я допускаю, что на самом деле цифровой осциллограф устроен вовсе не так, как мне видится - кто их знает, этих программеров прошивок.

[khach]

В таком осциллографе надо накрутить в щупе конденсатор компенсации фронтов один раз в жизни прибора или щупа. Самый простой способ- ничего не конструировать, пойти на другой осциллограф, любой, только чтобы меандр был на выходе 1 кгц и по нему настроить компенсацию и забыть о проблеме навсегда.