Review: de Zeeweii DSO3D12 Oscilloscoop

van David Ashton
Leestijd: 8 min

Toen ik werd gevraagd om de Zeeweii DSO3D12 oscilloscoop te reviewen, was ik werkelijk enthousiast. Een 120 MHz scoop, een multimeter (DMM) en een signaalgenerator, allemaal in één klein pakket. Leuk! Hier zijn mijn bevindingen.

De Zeeweii DSO3D12 is een klein apparaatje, 14,5 × 8,6 × 3,2 cm³, met een 3,2 inch scherm (dat is wat ze zeggen, het is iets meer dan 8 cm). Het heeft een uitklapbare beugel aan de achterkant om het op een tafel te zetten. Aan de bovenkant zitten twee BNC-aansluitingen voor de scoopprobes, twee kleine nokken voor de signaalgeneratoruitgang, een USB-C oplaadpoort met oplaadlampje en een aan-uitschakelaar. Onder het scherm zitten de multimeteraansluitingen, gemeenschappelijk een voor volt/ohm en capaciteit, en twee voor stroom – 10 A en 600 mA, beide niet gezekerd, wat een beetje zorgwekkend is. De rest van het frontpaneel wordt in beslag genomen door een toetsenbord, met navigatietoetsen, functietoetsen en balkjes voor scoopinstelling omhoog/omlaag (Figuur 1).

Figure 1: the Zeewei DSO3D12 — Figuur 1. De DSO3D12. (Bron: Zeeweii)

Tamelijk lage samplefrequentie?

Toen ik de specificaties doornam, viel me iets op. De bemonsteringsfrequentie van de scoop is slechts 250 Megasamples per seconde (MS/s) – slechts iets meer dan twee keer de maximale signaalfrequentie. Dit deed alarmbellen rinkelen.

In 1928 werkten de briljante wiskundige Harry Nyquist en in 1948/49 Claude Shannon aan informatietheorie. Ze kwamen met het Sampling Theorem, dat in feite stelt dat om een signaal uit te zenden en opnieuw samen te stellen, het bemonsterd moet worden op een minimum van twee keer de signaalfrequentie. De wiskunde is complex, maar in de praktijk, vooral als men een redelijke representatie van het bemonsterde signaal wil, moet men bemonsteren met veel meer dan twee keer de signaalfrequentie. Als men dit niet doet, kan men resultaten krijgen die eruitzien alsof de signaalfrequentie gemoduleerd is met een frequentie die het verschil is tussen de bemonsterde en de samplefrequentie. Men kan ook een signaal zien dat lijkt op het verschil tussen de twee frequenties. Dit fenomeen wordt Aliasing genoemd. Elk bemonsteringssysteem, of het nu gebruikt wordt in oscilloscopen of digitale communicatieverbindingen, heeft meestal een anti-aliasing filter, dat is een laagdoorlaatfilter dat voorkomt dat signaalfrequenties hoger dan de hoogste van belang doorgelaten worden.

Een echt goede oscilloscoop samplet op 10 of meer keer de signaalfrequentie. Maar mijn beste oscilloscoop thuis is een Hantek DSO8060 - een tweekanaals 60 MHz apparaat dat ook samplet met 250 MS/s en waarvan ik de prestaties behoorlijk goed vond. Daarom was ik benieuwd naar de resultaten van de DSO3D12 bij ongeveer 120 MHz. Zeeweii merkt op dat de bandbreedte bij gebruik van twee kanalen slechts 60 MHz is.

Testsignalen genereren

Mijn volgende probleem was het verkrijgen van testsignalen bij deze frequenties. Ik heb een grote verzameling kristaloscillator modules met frequenties tot 120 MHz of meer – en die geven een blokgolfsignaal met veel harmonischen. Met een van deze modules zou ik dus een goed idee moeten kunnen krijgen van de prestaties van de DSO3D12.

Mijn eerste test bestond uit het bekijken van de uitgang van een 20 MHz oscillatormodule. In eerste instantie zag ik zoiets als een kruising tussen een driehoekige en sinusgolf, maar ik herinnerde me dat de meeste 'scopes' betere prestaties leveren bij frequenties in de buurt van hun limiet met een 1:10 probe, dus ik stelde de probes in op 1:10. Houd in gedachten dat een 20 MHz oscillatormodule in de buurt van hun limiet ligt. Bedenk dat een blokgolf van 20 MHz bestaat uit de grondtoon van 20 MHz plus oneven harmonischen, dus de derde harmonische op 60 MHz en de vijfde harmonische op 100 MHz. Laten we eens kijken wat ik heb waargenomen (Figuur 2):

Figure 2 hantek + zeewei screenshots — Figuur 2. 20 MHz blokgolf van oscillatormodule weergegeven op mijn 60 MHz Hantek scope (links) en op de 120 MHz DSO3D12 scope (rechts). Beide signalen vertoonden een beetje jitter, duidelijker op het DSO3D12-spoor rechts. Houd in gedachten dat het scherm van de Hantek ongeveer vier keer zo groot is als dat van de DSO3D12.

Mijn 60 MHz Hantek heeft niet veel detail op de bovenste en onderste pieken, hoewel de derde harmonische erg duidelijk is. Op de 120 MHz DSO3D12 is er iets meer detail en de golfvorm benadert een blokgolf iets beter, waarschijnlijk door de weergave van de 100 MHz vijfde harmonische. Eén punt voor de DSO3D12, en ik ben onder de indruk.

Switch Bounce observeren

Enkele jaren geleden moest ik enkele artikelen schrijven over switch bounce. De oscilloscopen die ik toen had waren hopeloos in het registreren van eenmalige gebeurtenissen. Daarom kocht ik de Hantek-scope, die er heel goed mee overweg kon. Dus telkens als ik een nieuwe scope test, is het opnemen van switch bounce een van mijn standaardtests. Hiervoor is een singleshot trigger nodig en bij voorkeur de mogelijkheid om het opgenomen signaal te scrollen, zodat de eerste bounce gebeurtenis goed zichtbaar is en niet helemaal aan de linkerkant van het scherm. De DSO3D12 bewees dat hij de klus aankon. Stel de tijdbasis in op 50 µs per divisie, druk op de knop 'Single', klik op de schakelaar (van +5 V naar een weerstand van 1 kΩ naar massa) en ik had het spoor dat ik wilde (Figuur 3).

Figure 3 switch bounce — Figuur 3. Schakelaar-bounce opgenomen op de DSO3D12.

Het spoor begint standaard in het midden van het scherm, maar door op de linker navigatietoets te drukken wordt het naar links verplaatst, zodat men een maximaal detail van de bounce krijgt. De Shift-toets, gevolgd door de Navigatietoetsen Omhoog of Omlaag, verschuift het triggerniveau (gele pijl rechts op het scherm) naar waar men het wil hebben. Het instellen is eenvoudig en ik ben opnieuw onder de indruk. Screenshots kunnen worden opgeslagen, maar ik kon niet vinden hoe ik die op een PC-display kon krijgen.

Papieren handleiding

De papieren handleiding bij de DSO3D12 is goed geschreven en behandelt de meeste dingen die men moet weten. De trigger-instellingen zijn wat men kan verwachten van een goede scoop en er is ook een X-Y modus indien nodig. De informatie op het scherm is goed en nuttig. Dus een dikke voldoende voor deze oscilloscoop.

Signaalgenerator

De signaalgenerator is toegankelijk via de GEN-knop en verschijnt in een klein venster in het midden van het scherm. Deze lijkt niet te interfereren met de scoop. Als men nogmaals op de GEN-knop drukt, verdwijnt hij van het scherm, maar de instellingen en uitvoer blijven behouden - handig voor het traceren van signalen. Er is een breed scala aan golfvormen: sinus, blokgolf (met variabele duty cycle), driehoek en zaagtand, halve en hele gelijkgerichte sinusgolven en ruis. De sinus kan tot 5 MHz gaan, de andere tot 2 MHz. Het uitgangsniveau is vast ingesteld op 2,5 V en is aangesloten op een paar kleine nokjes naast de BNC probe-connectoren. Ik had graag een betere uitgangsconnector gehad en een variabel spanningsniveau, maar al met al is dit behoorlijk veelzijdig.

Digitale multimeter (DMM)

De DMM wordt geleverd met een set probes van goede kwaliteit met de gebruikelijke 4 mm banaanstekers, zodat men gemakkelijk zijn eigen probes kan gebruiken. Er zijn AC en DC spannings- en stroombereiken, weerstands-, capaciteits- en diodetestbereiken en zelfs een continuïteitspieper. Ik heb een paar batterijen, weerstanden en condensatoren gemeten en de resultaten vergeleken met mijn Hantek, die bijna identieke bereiken heeft, en beide kwamen goed overeen tot op minder dan 1% van de meeste metingen. De bereikkeuze is eenvoudig (Figuur 4) en er wordt zelfs aangegeven welke aansluitingen men moet gebruiken. Een goede multimeter die zich kan meten met de meeste handhelds uit het middensegment. Mijn enige voorbehoud, zoals hierboven, is het ontbreken van zekeringen op de stroombereiken. Men moet gewoon voorzichtig zijn. De DMM opent normaal gesproken in een klein venster, maar Shift en dan DMM opent het volledige scherm.

Figure 4 dmm range selection — Figuur 4. DMM-bereik selectiescherm.

Spraakherkenning

Tot slot heb ik kort de spraakherkenning van de DSO3D12 getest. Dit is een ongedocumenteerde functie, die niet in de handleiding staat. Men schakelt het in en uit met Shift, dan CH1 V. Start de spraakherkenning door 'Hello Zeeweii' te zeggen en er komt een vriendelijke begroeting en het wacht op commando's. Het is niet waterdicht, maar men kan instellingen wijzigen, overschakelen naar de DMM, enz. Er is een korte demonstratievideo en een langere die veel andere functies van het apparaat laat zien. Er zijn nog veel meer niet-gedocumenteerde functies – men kan bijvoorbeeld snel op de aan-uitschakelaar drukken om een menu met functies te krijgen, er een selecteren en dan op Auto klikken om deze in full-screen mode te selecteren. De bijgeleverde handleiding is niet slecht, maar een goede volledige online handleiding zou beter zijn.

Samenvatting

Pros:

Een zeer capabel multifunctioneel apparaat met een uitstekende prijs-kwaliteitverhouding.
Bruikbaar display en goede reeks functies, eenvoudig te gebruiken.

Cons:

De bemonsteringsfrequentie is misschien wat laag voor de bovenste frequentiegrens.
Toetsenbord niet al te intuïtief (maar OK als men eenmaal de weg weet).
Signaalgeneratoruitgang een beetje beperkt (connectoren/vast uitgangsniveau).
Geen uitgebreide handleiding beschikbaar, veel ongedocumenteerde functies.