Oscyloskop cyfrowy GW Instek GDS-2000E - przegląd serii
Seria GDS-2000E to rodzina oscyloskopów cyfrowych GW Instek przeznaczonych do pracy przy debugowaniu układów elektronicznych, testowaniu systemów embedded oraz analizie sygnałów w środowiskach laboratoryjnych i serwisowych. Dostępne warianty - oscyloskop 4-kanałowy oraz 2-kanałowy - różnią się konfiguracją wejść i charakterystyką próbkowania, co pozwala dopasować sprzęt do konkretnego zastosowania. Pasmo przenoszenia wynosi 100 MHz lub 200 MHz, zależnie od wybranego modelu.
Tabela modeli i parametrów
| Model | GDS-2204E | GDS-2202E | GDS-2104E | GDS-2102E | GDS-2074E | GDS-2072E |
| Pasmo | 200MHz | 200MHz | 100MHz | 100MHz | 70MHz | 70MHz |
| Kanały | 4 | 2 | 4 | 2 | 4 | 2 |
| Rekord pamięci | 10M/kanał | 10M/kanał | 10M/kanał | 10M/kanał | 10M/kanał | 10M/kanał |
Próbkowanie
w czasie rzeczywistym | Max. 1 GSa/s | 1 GSa/s / kanał | Max. 1 GSa/s | 1 GSa/s / kanał | Max. 1 GSa/s | 1 GSa/s / kanał |
| Odświeżanie przebiegów | 120 000 wfms/s | 120 000 wfms/s | 120 000 wfms/s | 120 000 wfms/s | 120 000 wfms/s | 120 000 wfms/s |
Modele 2-kanałowe gwarantują częstotliwość próbkowania 1 GSa/s na każdy kanał niezależnie. W modelach 4-kanałowych maksymalna częstotliwość próbkowania wynosi 1 GSa/s i jest współdzielona między kanały.
Wyświetlacz i minimalna rozdzielczość pionowa
Wyświetlacz TFT LCD o przekątnej 8 cali i rozdzielczości 800 x 480 pikseli zapewnia czytelny podgląd przebiegów nawet przy jednoczesnym wyświetleniu wielu kanałów. Minimalna rozdzielczość pionowa na poziomie 1 mV/dz umożliwia obserwację sygnałów o małej amplitudzie - szczególnie istotne przy analizie szumów zasilania, sygnałów z czujników czy komunikacji niskonapięciowej.
Funkcja Autoset pobiera przebiegi w czasie do 0,7 sekundy i radzi sobie z sygnałami odpowiadającymi 8 mV przy 30 Hz. To praktyczna oszczędność czasu podczas pierwszego podłączenia nieznanego układu.
Technologia VPO i częstotliwość odświeżania 120 000 przebiegów/s
Jednym z powodów, dla których oscyloskopy GDS-2000E wyróżniają się spośród przyrządów tej klasy, jest połączenie wysokiej częstotliwości odświeżania z technologią VPO (Visual Persistence Oscilloscope).
Częstotliwość odświeżania wynosząca 120 000 przebiegów na sekundę pozwala uchwycić rzadko pojawiające się sygnały przejściowe, glitche oraz stany nieustalone, które konwencjonalne oscyloskopy z niższym refresh rate po prostu przeoczyłyby. To bezpośrednio przekłada się na skuteczność debugowania.
Technologia VPO wyświetla każdy przebieg jako zbiór trzech informacji jednocześnie:
- amplituda sygnału
- czas wystąpienia zdarzenia
- siła sygnału - reprezentowana gradientem 256 kolorów
Wielowarstwowe wyświetlanie poświaty naśladuje charakterystykę oscyloskopów analogowych. Rzadziej pojawiające się zdarzenia są wyświetlane z niższą intensywnością - inżynier natychmiast odróżnia stabilne składowe przebiegu od sporadycznych anomalii.
Niski poziom szumów - przewaga mierzalna
Przy pomiarach sygnałów o małej amplitudzie szum własny oscyloskopu bezpośrednio wpływa na jakość odczytu. GDS-2000E wyposażono w nowy obwód wzmacniający o obniżonym poziomie szumów własnych.
Zmierzone wyniki przy ustawieniu 2 mV/dz:
| Przyrząd | Szum tła Vp-p |
|---|
| GW Instek GDS-2000E | 400 µV |
| Rigol DS-2000A | 560 µV |
| Keysight DSOX2000A | 1,6 mV |
Dane pochodzą z pomiarów przeprowadzonych w identycznych warunkach. Szum na poziomie 400 µV przy 2 mV/dz oznacza, że sygnały o amplitudzie kilku miliwoktów są odwzorowane wyraźnie, bez maskowania przez szum tła przyrządu.
Pamięć 10M punktów, pamięć segmentowa i wyszukiwanie przebiegów
Rekord pamięci 10 milionów punktów na kanał to jeden z parametrów, który bezpośrednio wpływa na możliwości analityczne oscyloskopu. Użytkownik wybiera głębokość pamięci spośród pięciu opcji: 1k, 10k, 100k, 1M lub 10M - w zależności od tego, czy obserwuje szybkozmienne impulsy, czy długie sekwencje sygnałów wolnozmiennych.
Krótki rekord pamięci w połączeniu z wysoką częstotliwością próbkowania daje dokładny obraz sygnałów szybkozmiennych. Długi rekord pozwala śledzić przebiegi przez dłuższy czas bez utraty rozdzielczości - przydatne przy analizie protokołów komunikacyjnych lub poszukiwaniu sporadycznych błędów.
Pamięć segmentowa
Funkcja pamięci segmentowej pozwala podzielić dostępną pamięć na maksymalnie 29 000 sekcji. Oscyloskop rejestruje tylko zdarzenia spełniające zdefiniowany warunek wyzwalania, pomijając nieaktywne okresy sygnału. Efekt: ta sama głębokość pamięci obejmuje znacznie dłuższy przedział czasu obserwacji.
Po zakończeniu akwizycji użytkownik przegląda poszczególne segmenty, obracając pokrętło Variable. Każdy segment zawiera jedno zdarzenie spełniające warunek - analiza staje się sekwencyjna i uporządkowana.
Wyszukiwanie przebiegów
Funkcja wyszukiwania przebiegów działa na zarejestrowanym rekordzie 10M. Użytkownik definiuje warunek (krawędź, szerokość impulsu, typ zbocza, sygnał magistrali lub zdarzenie "Runt"), a oscyloskop oznacza wszystkie pasujące miejsca w pamięci odwróconymi trójkątami. Liczba trafień pojawia się w lewym górnym rogu ekranu. Między znalezionymi zdarzeniami można poruszać się sekwencyjnie - bez ręcznego przewijania całego rekordu.
Dwuekranowy zoom i funkcja Play/Pause
Tryb podwójnego ekranu wyświetla jednocześnie pełny przebieg i jego powiększony fragment. Obszar powiększenia reguluje się przez zmianę wartości czas/podziałka - precyzyjnie i bez przełączania widoków.
Funkcja Play/Pause odtwarza zarejestrowany przebieg na powiększonym ekranie jak sekwencję klatek. Prędkość i kierunek odtwarzania użytkownik reguluje ręcznie. Po naciśnięciu "Pauza" odtwarzanie zatrzymuje się na wybranej chwili - można wtedy dokładnie zbadać zdarzenie bez ryzyka jego pominięcia.
Analiza w dziedzinie częstotliwości - FFT do 1M punktów
Funkcja FFT serii GDS-2000E obsługuje wyświetlanie do 1 miliona punktów, co przekłada się na wyraźnie wyższą rozdzielczość spektrum w porównaniu z typowymi implementacjami FFT w oscyloskopach tej klasy. Dostępne okna analizy to: prostokątne, Hamminga, Hanninga i Black-Harrisa.
Poza podstawową funkcją FFT, seria oferuje:
- FFTrms - analiza wartości skutecznej widma
- regulacja pionowa osi amplitudy
- lokalne przybliżanie wybranego fragmentu widma
Dzięki częstotliwości odświeżania 120 000 przebiegów/s wyniki FFT aktualizują się na bieżąco - zmiany w widmie częstotliwościowym są widoczne natychmiast, bez opóźnienia charakterystycznego dla wolniejszych przyrządów.
Wyzwalanie i dekodowanie magistrali szeregowych
GDS-2000E obsługuje wyzwalanie i dekodowanie czterech popularnych protokołów komunikacyjnych:
- I2C - komunikacja między układami scalonymi
- SPI - interfejs szeregowy urządzeń peryferyjnych
- UART - transmisja asynchroniczna
- CAN/LIN - magistrale stosowane w systemach automotive i przemysłowych
Głębokość pamięci 10M punktów działa tu jako bufor akwizycji - oscyloskop rejestruje długie sekwencje transmisji, a następnie dekoduje je i wyświetla w formie czytelnej tabeli ramek. Inżynier może jednocześnie widzieć przebieg elektryczny i zdekodowaną zawartość ramki - bez przełączania trybów.
Narzędzia wspomagające diagnostykę
Rejestrator danych
Funkcja rejestratora danych rejestruje zmiany sygnału przez czas od 5 minut do 100 godzin, przy minimalnym interwale pomiarowym 5 sekund. Dane zapisuje się w formacie CSV - osobno dla każdego kanału. Jako nośnik docelowy służy pamięć USB, pamięć wewnętrzna oscyloskopu lub komputer podłączony przez sieć LAN.
Zastosowanie praktyczne: monitorowanie stabilności napięcia zasilającego w czasie długotrwałego testu, rejestracja sporadycznych zakłóceń w pracy układu lub dokumentowanie parametrów sygnału podczas prób endurance.
Cyfrowy woltomierz
Wbudowany woltomierz zapewnia 3-cyfrowy pomiar napięcia oraz 5-cyfrowy pomiar częstotliwości. Obsługuje tryby: ACrms, DC, DCrms, Okres i Częstotliwość. Napięcie i częstotliwość są monitorowane niezależnie od aktywnych pomiarów oscyloskopowych - co oznacza brak konieczności sięgania po oddzielny multimetr podczas prostych weryfikacji.
Filtr cyfrowy
Filtr cyfrowy działa jako górnoprzepustowy lub dolnoprzepustowy, z możliwością niezależnego ustawienia częstotliwości odcięcia dla każdego kanału. Funkcja śledzenia synchronizuje częstotliwość filtra we wszystkich kanałach jednym działaniem. Filtrowanie odbywa się programowo, bez wpływu na tor analogowy przyrządu.
36 automatycznych pomiarów i statystyki
Seria GDS-2000E udostępnia 36 funkcji pomiarowych, obejmujących parametry napięcia, prądu, czasu, częstotliwości i opóźnienia. Na ekranie jednocześnie widocznych jest do 8 pomiarów. Tryb statystyczny oblicza dla każdego pomiaru: wartość średnią, maksymalną, minimalną i odchylenie standardowe - przydatne przy identyfikacji dryftu parametrów lub sygnałów o zmiennej amplitudzie.
Główne cechy serii GDS-2000E
- Pasmo 70/100/200 MHz, modele 2- i 4-kanałowe
- Próbkowanie 1 GSa/s na kanał (modele 2-kanałowe) lub max. 1 GSa/s (modele 4-kanałowe)
- Rekord pamięci 10M punktów na kanał, wybieralna głębokość: 1k/10k/100k/1M/10M
- Odświeżanie 120 000 przebiegów/s z technologią VPO (gradient 256 kolorów)
- Szum tła 400 µV przy 2 mV/dz
- FFT do 1M punktów, okna: prostokątne, Hamminga, Hanninga, Black-Harrisa
- Pamięć segmentowa do 29 000 sekcji z funkcją wyszukiwania przebiegów
- Dekodowanie I2C, SPI, UART, CAN, LIN
- Rejestrator danych 5 min - 100 h, zapis CSV przez USB/LAN
- Wbudowany woltomierz: ACrms, DC, DCrms, Okres, Częstotliwość
- Filtr cyfrowy górnoprzepustowy/dolnoprzepustowy per kanał
- Wyświetlacz 8" TFT LCD 800 x 480
