Siglent etusivulle linkki     SDS1104X-U ominaisuuksia. Testejä ym.

Siglent SDS1104X-U  on 100MHz 4-kanavainen max 1Gsa/s  digitaalinen oskilloskooppi.

Siglent ei ole halvin. Siglent kilpailee laadulla ja ominaisuuksilla joita usein löytyy vasta paljon kalliimmista oskilloskoopeista.

Pyrin julkaisemaan joitain ensimmäisiä testejäni ja havaintojani alkaen noin 19.-20.12.  Sivu täydentyy ajoittain sitä mukaa kun saan valmiiksi.

UNDER CONSTRUCTION!


Tässä kanavien kohinataso, kuvassa paras ja huonoin kanava. Koska useassa paikassa on julkaistu vertailuja joidenkin oskilloskooppien kohinatasoista on monet suositelleet käyttämään jotain yhtenäistä kaistaleveyttä. Sellainen on jokseenkin jokasesta oskkiloskoopista nykyisin läytyvä 20MHz BW joka yleensä on 1 kertaluokan gaussian tyyppinen. Näin eri skooppien kohinatasot ovat hiukan paremmin vertailukelpoisia.
Kuvassa kanavien tuloissa on 50 ohm feed thru terminaattorit.




Ei aivan niin hyvä kuin SDS1104X-E mallissa mutta tässä ei myäskään ole 500uV/Div aluetta. Todellisessa käytännössä ero on marginaalinen.



SDS1104X-U Kohinatasoista hivenen lisää. Kohinatasoista on nyt toistaseksi riittävästi mutta joskus myöhemmin ehkä jotain pientä lisää.





FFT tässä mallissa on "vain" 128k eli 131076nöytettä pituudeltaan. No on se moniin verrattuna silti melko paljon ja joihinkin nähden todella paljon. Tällä saavutetaan kohtalainen taajuusresoluutio.
Alkajaisiksi tässä kolme kuvaa joissa testisignaali on 1MHz sini AM moduloituna 1kHz sinillä.



Kuvassa siis 1MHz AM moduloitu signaali. 1kHz 20% modulaatio. Kuvassa on näyttämuotona "Split" jolloin sekä FFT että xt näyttö. Kuvassa kantoaalto menee yli reunan mutta ei se haittaa, kyllä se markkeri siellä on ihan kohdillaan siellä kantoaalon tasossa.  Halusin saada koko tuon kohinapohjan kuvaan.  Kuten nähdään FFT bin on 38,15Hz. Kun koko taajuusalue on 2,5MHz josta siis näytälle on otettu 10kHz kaista (span).
Tietenkin jos koko taajuusalue olisi esim 25MHz silloin resoluutio muuttuu vasdtaavasti kertoimella 10 jne.
Useissa oskilloskoopeissa FFT on paljon karkeampi. Esimerkiksi Rigol DS1054Z mallissa 1,2k jonko lisäksi siinä on hiukan hämärä ns "memory" moodi jossa väitetään olevan 16k mutta aina kun olen kysynyt siihen todettua faktaa on selvä vastaus jäämnyt samatta ja jonkunlaista epäröitiä että onkohan sitä 16k vai ei.
Useissa Keysight jopa hiukan kalliimmissakin on 64k.






Edelleen sma signaali kuin edellä mutta näyttänä koko ruuti pelkälle FFT näytölle.
Nyt myös otion carrier tason tuohon 0dBm yläreunalle. Persistence mukana niin se kerää nuo kohinat ja itseasiassa paljastaa aika hyvin noiden sivunauhojen "jälkeläiset" yms sellaset jotka ei ole kohinaa ja nousevat siten esiin. Tokihan keskiarvoistamalla tai max näytöllä samoin. Markkerit näyttää eron (delta) kantoaaltoon kyn ykkönen on kaantoaallossa. Modulaatio siis on 20% ja sitä vastaavasti taso on -20dBc. Tuo onkin ainoa modulaatiosyvyys jolla lukuarvo dB on sama kuin %.





Edelleen sama signaali muuten paitsi modulaatiosyvyys 100%. Tämä käytettyu genis tiputta akantoaaltoa mutta toki suhde pysyy oikeana. Kuten näkyy. 100% modulaatiolla sivunauhojen taso on -6dBc. Ja, sen tämä myös näyttää. Generaattorin antama katoaalto on 0dBm säädetty mutta 0dBm se on vain 0% tai jokseenkin pienillä modulaatioilla. Oikeat RF generaattorit yleensä pitää aina kantoaallon tasona sen joka tasoksi on asetetettu. Tämä genis ei ollut sellainen eikä edes Siglent muukaan malli.


Seuraavaksi hivenen haasteellisempi.


 
Kuvassa koko FFT taajuusalue on 500kHz. Sopii muun muassa 455kHz IF filttereille jos halutaan maksimi resoluutio.
Kuvassa signaali on 325kHz. Signaalin kantoaallon taso -40dBm. Käytössä on 50ohm impedanssi. Skoopin tulossa siis 50ohm feed thru terminaattori. Signaalin jännitetaso on noin 2,24mV RMS. Eli noin 6,3V p-p.
Signaali on AM moduloitu taajuudella 100Hz. Useinhan verkkojännitteen 2 harmonien saattaa olla haluttu etsitty. Tässä modulaatiosyvyys 0.2%. Tuolla modulaatiosyvyydellä sivunauhat ovat 60dB kantoaallon tason  alapuolella eli merkitään -60dBc.
Kuvassa on käytetty Blackman-Harris koska se antaa resoluutiota paremmin. Jos tasoa pitää mitata niin Flat Top antaa tietenkin tasaisemman latvan jossa taso on helpompi havainnoida tarkemmin.  Kuvassa on asetetu 1. Markkeri kantoaallon tasoon ja 2. sekä 3. markkeri näyttävät delta taulukossa sitten eron siihen nähden. Toki taulukkoa voi laajentaa myös taajuuteen jne mutta näytön selkeyden vuoksi valitsin vain ne mitä oli tarpeen. Markkereita tähän on käytettävissä kaikkiaan 8.
Peak search hakee maksimissaan 10 piikkiä ja näyttää ne taulukossa. Asetuksia ja valintoja on kokolailla paljon ja niistä yritän joskus työstää hiukan kattavamman jutun.



Sitten ihan toisenlainen testi vaikka siinä käytetäänkin FFT.
Dual tone eli skooppiin ajetaan kahta taajuutta yhtaikaa ja tarkkaillaan niiden sekoitustuloksen muutosta kun signaalien tasoa muutetaan. Nyo sekoitustulokset ovat siis 3. asteen sekoitustuloksia.

Tein sen kahdella taajuudella koska sattumoisin käytössäni ei ole kunnollista generaattoria vaan ns mikälie generaattori joten tein reilulla 90kHz sekä vajaalla 14 MHz taajuudella testit joiden testien laatuluokkaa en pahemmin kehuisi mutta parempi kuin ei mitään.

Ensimmäinen testikuvapari. noin 90,5kHz keskitaajuus ja kahden signalain väli 100Hz

Markkerit f1 ja f4 ovat 3. asteen sekoitustulokset. Tason etäisyys keskiarvo 68dB
3. asteen sekoitustulokset ovat kuvassa f1 ja f4.  Taajuus f4 (taajuksien numerot markkerien numerot) f4 = 2 * f3 - f2  ja vastaavasti f1= 2 * f2 - f3



Signalien nosto noin 3dB  nosti sekoituksia siten että ero signaaleihin pieneni 13,5dB.
Ideaalitapauksessa 3dB signaalien tason nosto nostaisi 3.asteen sekoitustuloksia 9dB.




Toinen testikuvapari. noin 13,89MHz keskitaajuus ja kahden signalain väli 45kHz

Signaalit 1 ja 2 siis 45kHz päässä toisistaan ja sitten nuo sekoitustuloksen 3 ja 4. Niiden taso  on noin 64,6dB signnaalien alapuolella.
3. asteen sekoitustulokset ovat kuvassa f3ja f4.  Taajuus f4 (taajuksien numerot markkerien numerot) f4 = 2*f2- f1  ja vastaavasti f3= 2*f1 - f2



Signalien nosto noin 3dB  nosti sekoituksia siten että ero signaaleihin pieneni 11,4dB.
Ideaalitapauksessa 3dB tason nosto nostasi 3. asteen sekoitustulosten tasoa 9dB.
Nyt pitää muistaa että geraattori jota käytin on myös ns mikälie enkä tiedä kuinka se "sotkee" nuo taajuudet niin että ne tulee yhdestä liittimestä ylos. Mutta, lisäksi olen kohtalaisen varma että skoopin lineaarisuus ei enää ole tuossa lähellä koko ruudun korkeutta paras mahdollinen. Ruudun ulkopulella on vielä hiukan vajaa 1 ruutu ylä ja alapuolella signaalialuetta mutta siellä se "taipuu" jo silmin nähden reilusti.


Oskilloskoopin aikajitteri.

Oskilloskoopin ADC muunninta kuten kaikkea muutakin kellottaa luonnollisesti jokin taajuusreferenssi. Se on tavallinen kideoskillaattori jossa jonkinlaista lämpöstabilointia (TCXO) mutta tarkkoja speksejä siitä ei ole. Datalehti kertoo referenssin taajuustarkkuudeksi +/- 20ppm.
Uskoisin että onkin, se onko se hiukan sivussa ei ole kovinkana iso asia useinmiten mutta sensijaan jos siinä on pahasti jatkuvaa huojuntaa tai jitteriä sillä on suurempi merkitys. Esimerkiksi jos haluamme mitata jonkin signaalin aikajitteriä tulee mittarin oma jitteri olla tunnettu edes suurin piirtein kertaluokkana. Tein yksinkertaisen testin koska minulla on tällä hetkellä kovin niukasti apulaitteita joilla tämän saisi suoraan. 
Otin eräästä signaaligenraattorista jossa melko vähäinen jitteri signaalin toiseen oskilloskooppiin jonka tiedän olevan aika vähäisellä jitterillä. Eli SDS2104XPlus.
Jaoin signaalin generaattorista molempiin skooppeihin smaan aikaan. käynnistin tarkkailun samaan aikaan siten että kummassakin suunnileen samat asetukset muutenkin sekä persistence infinite moodissa. Annoin käydä reilusti yli 15min ja talletin siitä kummallakin kokolailla smaan aikaan tuloksen. SDS2kXPLus skoopin kuvasta on olennainen osa tuossa kuvassa siten että skaalattu samaan aika ja jännite ruudukkoon.

Kuva kertoo tuloksen.



Onhan noissa eroa mutta minusta tuo SDS1104X-U jitteri ei ole kuitenkaan paha. Aika jonka yli tuota mitataan on siis noin 10ms. Eli nousevasta reunasta triggaus ja seuraavasta nousevasta tarkkailu. 10ms aikana 6ns peak peak. Nyt pitää muistaa että nanosekunteja on tuossa periodissa liki 10 miljoonaa. Tarkemmin sanottuna 9967108. Tosin sanoen 6ns/9967108ns eli noin 0.6ppm ja se siis on peak to peak arvo. Usein datalehdill. yms aikajitteritkin ilmoitetaan RMS arvoina. Mutta elektroniikassa aika usein joudutaan elämään niiden piikkiarvojen kanssa. Tuosta voisi hihasta ravistaa, varsinkin kun sen satunnaista olemusta on livenä katsellut ruudulta, että tuon jitterin arvo on alle 0,1ppm rms.

Koska tuo epäsuora testi jäi minua vaivaamaan niin tein uuden testin käyttämällä nyt tarkoitukseen hyvin matalan jitterin 10MHz uunioskillaattoria (OCXO) joka on myös vaihekohinaltaan varsin hyvä.
Mittasin 10ms ajan peak to peak jitterin käyttäen 30s aikaikkunaa. Tällä tavalla 10ns  vastaa sopivasti 1ppm eli miljoonas osaa. Nyt ei tarvi arvuutella mikä osuus jitteristä on skoopin ulkopuolella. Sitä ei ole tai se on niin vähäinen että resoluutio ei riitä lähimainkaan sen havatsemiseen.



Hiukan parempi jitter mittaus.
Näitä voi pitää suuntaa antavina faktoina huomioiden että joku skooppiyksilö voi olla hivenen huonompi ja joku hivenen parempi. Hihasta ravistettuna aina paremmin kuin 1ppm p-p. RMS jitteri olisi tietenkin se kauniimpi luku mutta mitä siitä, peak-peak arvot näissä asioissa on se "juttu".
Kuvassa signaalin korkeus on jonkunverran yli alueen jotta sain hiukan lisää jyrkkyyttä reunaan joka osaltaan minimoi triggausjitteriä, joka siis on "olematon".






Skoopin taajuusvaste on myös mitattu. -3dB raja on noin 115-120MHz. Kun se mitataan niin että oskilloskoopin tulossa on 50ohm läpimenevä päätevastus ja signaali tulee hyvin lyhyttä koaksiaalia pitkin 50ohm lähdöllä olevasta generaattorista (SDG6000X) jonka flatness on parempi kuin +/- 0,3dBm.
Huomaa että 3-4 kanavaa samaan aikaan käytössä pudottaa maksimi samplenopeuden 250MSa/s jollon fNyquist raja on 125MHz. Joten jos signaalissa on yli 100MHz taajuuskomponentteja 3-4 kanavaa käytössä voivat ne aiheuttaa aliasointia. Tämä pitää toki ymmärtää kaikkia digiskooppeja käyttäessä.

Koska edellinen testi oli tehty hyvin hitaalla näytenopeudella ja käyttäen Pek-Detect toimintatilaa niin sen jatkeeksi normaalilla näytteityksellä ja 500MSa/s. Paremmalla generaattorilla (SDG6022X).



Tässä testissä -3dB piste on yli 110MHz. Pitää muistaa että oskilloskoopin käyttäessä kaikkia 4 kanavaa on maksimi näytenopeus 250MSa/s. fNyquist on tällöin 125MHz ja normaali oskilloskooppiin sovelias Sinc interpolaatio ei toimi aivan fNyquist saakka  vaan nyrkkisääntämäisesti noin 0.8 x fNyquist jonka jälkeen siniaallon tasovaihtelu jaksolta toiselle alkaa olla epämukavaa ja tasotietohan "lakkaa" kokonaan taajuudeella fNyquist.
Tällä taajuusvasteen rajoituksella tietenkin halutaan rajata aliasointia. Oskilloskooppi on 100MHz malli ja se on juuri sitä.
Toki mitatessa on signaali tuotu hyvällä koaksiaalikaapelilla ja oskilloskoopin tulossa on käytetty ns läpimenevää 50ohm päätevastusta eli feed thru terminattoria joka on tietenkin oikeaoppisempi kuin ne BNC T haara viritelmät (toki udiotaajuuksilla ja muualla VLF - LF alueella ne on ihan ok..


 

Alla kuvissa wfm/s maksimi nopeudet sekä sekvenssitallennuksen maksiminopeudet. Huomaa että asekvenssitallennuksen nopeudet ovat ns taattuja nopeuksia.
Mikäli signaalissa on mainitulla nopeudella esimerkiksi pulsseja ne kaikki kyetään tallentamaan. Maksimaalinen ns peak nopeus saattaa olla jopa hiemän nopeampi mutta silloin saattaa välistä jäädä jokin pulssi tallentamatta.

Kuvat on tässä pienennetty. Mikäli lukeminen olisi vaikeaa lataa kuva tietokoneellesi. Kuvista ilmenee myös kulloisellakin asetuksella maksimi segmenttien määrä sekvenssissä. Se on myöskin sama joka normaalissa käyttötilassa on historia bufferin maksimimäärä. Normaalissa käyttätilassa historiaan tietenkin tallentuu sillä nopeudella mikä on kulloinkin vallitseva wfm/s nopeus joka voi vaihdella monesta syystä, jopa siitäkin paljonko kuvaruudulle on piirrettävää. Samoin mittaukset hidastavat jonkin verran. Tässä on yleisesti testeissä käytetty edge triggaus. Signaali jota testeissä käytetty selviää myös kuvista. Eli siniaaltoa ja korkeus 5 div. Käytetty seignaalitaajuus on myös kuvissa kulloisellakin t/div asetuksella. Joillain asetuksilla ja signaaleilla saattaa toki löytyä hiukan nopeampiakin tuloksia samoin hitaampia. Muista että normaalisti wfm/s nopeus ei ole mikään varsin olennainen asia. Sekvenssitallennus on hiukan toisenlainen. Sen nopeuteen ei vaikuta näyttä lainkaan koska sen aikana ei signaalia näytetä. On hyvä tietää ns taatut nopeudet jolloin voi suunnitella millaisia asetuksia käyttää signaaliin jota on tutkimassa. Kuvasta ilmenee segmenttien maksimi määrä. Mainoksessa sanotaan maksimiarvoksi 400kwfm/s (ksegmenttiä/s). Mittaustulokseni kertoo sen olevan korkeampi, 500kwfm/s. Se on hituksen suurempi yllättäen kuin SDS1104X-E mallissa. Koska se oli senverran yllättävää mittaisn todella minia kertoja vaihdelleen myös pulssin leveyttä ja muita seikkoja. Aina sama tulos.











Seuraavassa taulukossa on segmenttien pituus, samplenopeus, maksimi segmenttien määrä nopeassa sekvenssitallennuksessa sekä samoin normaalissa taustalla aina normaalisti toimivassa historia puskurissa.
Tummennetut arvot ovat niita näytenopeuksia joilla ei tehdä desimointia, eli muistiin menee juuri sillä täydellä AD muuntimen nopeudella jolla se käy aina kun kyseinen kanavamäärä on käytössä.
Silloin kun oskilloskooppi tallentaa muistiin alemmalla näytenopeudella se on desimoitu nopeus josta siis on pudotettu AD muuntimen näytteitä pois kulloinkin tarvittava määrä.
Huomaa että maksimi muistin määrä historiassa ja sekvenssitallennuksessa on enemmän kuin oskilloskoopin normaali näytemuistin  pituus. Siksi sitä ei suotaan nimetä segmented memory toiminnoksi kuten oskilloskoopeissa joissa aikanaan oli jokin kiinteä näytemuistin pituus ja segmentoidussa tallennuksessa se samainen muisti jaettiin osiin joista osista sitten käytettiin nimeä segmentti. Tässä ei aivan niin tehdä. Saatavilla on muutakin muistia joten puhutaan vaan sekvenssitallennuksesta riippumatta siitä mihin muistiin ne "segmentit" on järjestetty. Taulukko kertoo paljonko sekvenssissä voi kulloinkin olla näitä segmenttejä ja segmentin pituuden. Kokonaismäärä taulukossa on juuri laskettu (segmenttien määrä) x (segmentin pituus) x (kanavamäärä).
En ole tehnyt taulukkoa muistin maksimivalinnalle 140k/70k enkä 1,4M / 700k.

Sekvenssitallennuksen lisäksi sama muisti siis on käytetävissä historiapuskurissa. Mikäli et käytä sekvenssitallennusta joka siis ei sekvenssin kuluessa näytä mitään vaan haluat käyttää tavallista historiapuskuria on syytä muistuttaa siitä että aina kun teet jonkin muutoksen historia resetoidaan ja aletaan alusta! Jos siis haluat pidemmältä ajalta ikäänkuin dataloggerin tapaan niin älä sen kuluessa käsittele skooppia. Vasta kun kaikki on kerätty paina run/stop tai suoraan History painiketta.

Eräässä tapauksessa haluttiin katsella eri akkujen purkautumista (4 erilaista). Skoopin jännite resoluutio oli riittävä kyseiseen tarpeeseen. Mutta aika oli 12 tuntia. Oli myös selvää että tallennuksen ei tarvitse olla täysin aukoton koska asiat kuitenkin muuttuvat hyvin hitaasti. Skoopin maksimi aika skaala on 100s/div jolloin yhtenä pötkönä saadaan maksimissaan 1400 sekuntia. Oli myös selvää että asian ei tarvi olla täysautomaattinen vaan ihminen voi hoitaa käynnistyksen katsomalla kellosta ja pysäytyksen sitten 12h kuluttua jolloin varmasti viimeisenkin akun purku on päättynyt akun sulkuun.

Katsotaanpas taulukosta. 2s/div antaa yhden tallennuksen pituudeksi 28s. Jos valitaan 7k yhden tallennuksen pituudeksi saadaan näytteitä 250 sekunnissa. Maksimi määrä näitä "segmenttejä" on 1953.  1953*28=54684s joka on siis reilut 15 tuntia. Itseasiassa kun lisästään sekunnin väliaika jokaiseen niin tarkemmin sanoen 15h43min. Ja siis nimenomaan 4 kanavaa samaan aikaan.
Mikä ei ilmene taulukosta on aika joka jää segmenttien väliin jolta ei saada dataa. Tyypillisesti siihen jää väliin näillä hitaahkoilla ajoilla alle 1 div vastaava aika. Tässä tapauksessa 1s joka tuntuu hyväksyttävältä ajalta. Näin voisi ajatella että ainakin noin 1s intervalilla saadaan dataa.

 

 

jatkuu...

 



Edellämainitun osalta kannattaa perehtyä asiaan ja jotain perustietoa siihen löytyy:
Oskilloskoopin valinnasta: Kaistaleveys ja näytteenottonopeus (samplenopeus) ym.


Datalehdet ja muuta mallikohtaista materiaalia.

SDS1104X-U Datalehti (versio E01A) pdf.

SDS1104X-U User Mnanual  (versio UM0101E-E05A)
Huom! Uusi manuaali on yhteinen sekä SDS1000X-E että X-U malleille. Huomaa lukiessa erot.

SDS1104X-U Quick Start Guide (versio QS0101E-E05A)
Huom! Uusi manuaali on yhteinen sekä SDS1000X-E että X-U malleille. Huomaa lukiessa erot.


Tarkasta aina tarvittaessa uusimmat versiot valmistajan sivuilta koska täällä saattaa ajoittain jäädä vanhat versiot jakoon. Kaikkia manuaaleja datalehtia ja muuta on niin paljon ettei aina aika riitä jatkuvasti seuraamaan mikä niistä on uudistunut.
Niihin on vaikea linkittää koska niiden tarkat osoitteet saattavat ajoittain muuttua kun Siglent päivittää sivujaan ja dokumentteja.

Kulloinkin viimeisimmät julkaistut materiaalit löytyvät nykyisin erittäin helposti Siglentin nykyisiltä EU alueen uudistetuilta sivuilta.




Sarjaliikenne dekoodauksesta sekä sarjaliikenne triggauksesta yleisellä tasolla lisää digitaalista triggausjärjestelmää käsittelevässä osassa..

Oskilloskooppitietoa, teoriaa sekä käytäntöä ja joitain Siglent käyttövihjeitä ja hiukan testauksiakin.


    --» Ylös  SDS1000X-U , alkuun

    --»  Oskilloskoopit

   --» Etusivulle - Home

g

h

o

m

o

y

h

yy

tt

uu

kk

ww

rr

rr

ff

ee