Oskilloskoopit - SDS2000X HD

SDS2000X HD sarjan 4 kanavaiset 200-350 MHz - 12 bittiset oskilloskoopit ovat suorituskykyisiä ja korkealaatuisia vaativaan käyttöön.

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

Siglent julkisti 9.6.2022 uuden 12 bittisen "HD" oskilloskooppisarjan. Oskilloskooppi on pitkän kehitystyön tulos ja se näkyy sekä tuntuu. Katso huomatus kuva alla!

Oskilloskoopin kotelon väri on muuttunut. Kaikki uudet tilaukset 08/24 eteenpäin tulevat siis mustana (erittäin tumma grafiittiharmaa)
Laite on sam. Muutos on vain kotelon väri.

Mallit ovat SDS2204X HD sekä SDS2354X HD. Lisäksi on saatavilla 500 MHz optio (max 2 kanavaa samaan aikaan) 
Malleissa on 12 bittiset AD muuntimet. Oskilloskooppi on täysiverinen "hardware" 12 bittinen. Resoluutio on siis 16 kertainen verrattuna 8 bittiseen. (256 vs 4096)

 [ TÄMÄ SIVU ON KESKEN - THIS PAGE IS UNDER WORK ]

Kerään pikkuhiljaa tänne joitain erilaisia SDS2000X HD testauksiani.

Mallisarja asettuu ilman kompromisseja kaikkien Siglent SDS2000X Plus ja sitä alempien mallien yläpuolelle. Hardware on koteloa myöden on uudistunut. Myös esimerkiksi etupanelin enkooderit ovat huomattavan laadukkaita ja tuttuja ylempää, SDS6000A sarjasta.

Oskilloskoopissa on neljän analitulon lisäksi 16 digitaalituloa. (MSO toiminnot ovat Optio. Aktivointi tapahtuu softalisenssillä). Sen lisäksi tarvitaan LA probe.
Luonnollisesti, koska tämä on nimenomaan MSO, ovat analogiset kanavat käytetettävissä yhtaikaa digitaalisten kanssa. Eivät myöskään "syö" toistensa resursseja kuten joissain toisten valmistajien laitteissa saattaa olla tilanne. Digitaallisten kanavien maksimi näytenopeus on 500MSa/s ja maksimi muistin pituus 50M sample. Triggauksissa voidaan käyttää kumpiakin erikseen sekä myös yhdessä sekoittaen.
 
Pitää kuitenkin huomioida että triggausjitteri on aivan erilainen digitaalikanavilla kuin analogisilla. Siihen on yksi tekninen syy. Digitaalikavalilla ei ole minkäänlaista interpolointia näytteiden välissä eikä ole mitään jännitetason väliarvoja. Näytteen tila on joko 1 tai 0 ja vain silloin kun se näyte otetaan. Jos se todellinen signaali reuna on siinä näytteiden välissä, sitä ei tiedetä missä kohden se tapahtui. Tämä on tekninen fakta joka ei muutu sen mukaan kuka on valmistaja niin kauan kun toimintaperiaate on sama, ja useinmiten se on. 

Siglentin tässä mallissa lyhin näyteväli (siis 500MSa/s vallitessa) on 2ns. Se on hivenen "karkea" skoopin muihin ominaisuuksiin nähden. Tässä on kuitenkin tehty kompromissi. Ensinnäkin probe joka tapauksessa tulisi taajuuden osalta rajoitteeksi ja näytenopeuden nosto tietenkin pakottaisi myös muistin pituuden nostoon (vastattava aina ajallisesti analogikanavia), samoin prosessointitehoa pitäisi saada lisää.

Huomaa. Kuvat alla vaaleasta mallista. Mustakoteloisessa samat jutut.

Etujalat voi kääntää ulos kun on tarve kallistaa. Kumit takajaloissa estävät liukumista melko hyvin mikäli paneelin nappuloita joskus painelee hiiren sijasta.

Signaaligeneraattorin liitin on takana. (Optio: Aktivoidaan käyttöön lisenssillä) Sisäinen 25MHz generaattori vastaa toiminnallisesti mallia SAG1021.

Ext Trigger on myös takana. Sitähän ei monissa nykyajan 4 kanavaisissa ole lainkaan. Siitä on huomautettava myös että ExtTrig käyttää perinteistä vanhaa yksinkertaista analogista komparattori triggausta. Sen triggausominaisuudet ja tarkkuus ovat kaukana analogisten kanavavien modernista täysdigitaalisesta triggausjärjestelmästä.

Aux out liittimestä saadaan ulos joko triggauksen tahdissa pulssia tai maskitestin tulosta.
Huomaa että Trig Out käytössä sen ajoitustarkkuus ei lainkaan vastaa laadultaan samaa kuin on ollut esimerkiksi perinteeissä analogisissa oskilloskoopeissa joissa sisgnaali saadaan johdettua suoraan HW tasolla Trig Out signaaliksi.

USB väylä (Device) esimerkiksi signaaligeneraattoin ohjaamiseen (Siglen joku ulkoinen SDG malli) sekä toinen (Host) vielä muuhun käyttöön sen lisäksi että etupanelissa niitä on kaksi. Kaikki ovat USB 2.0 versioita.

LAN liityntä (RJ45) on 10/100MbaseT

SDS2000X HD sarjan premium tason oskiloskoopit ovat täysin uudella korkeammalla tasolla Siglentin mallivalikoimassa sekä suorituskyvyltään että toiminnoiltaan. Myös mekaanisesti laite on uudella tasolla. Esimerkiksi etupaneelin säätimissä käytetään alemman sarjan malleihin nähden huomattavasti korkealaatuisempia (ja kalliimpia) enkoodereita. Laitteen UI on varsin pitkälle hiottu sellaseksi että sitä voidaan ohjata varsin sujuvasti hiirtä käyttäen (myös langatonta tietenkin) jolloin etupaneeliin tai näytön kosketuspaneeliin ei tarvi edes koskea mikäli niin haluaa. Se mahdollistaa ergonomisen käytön monissa erilaisissa käyttötilanteissa ja joskus myös turvallisemman koska ei tarvi kurkotella oskilloskoopin säätöihin jos edessä on avoimia korkempijännitteisiä laitteita tutkittavana.

Oskilloskoopissa on 2 kpl 12 bit ADC joiden maksimi näytenopeus 2GSa/s. Kumpikin ADC on jaettu kahdelle kanavalle. Kummallekin näistä on max 200M näytemuistia jaettavaksi.

Oskilloskoopin mallit ovat ( 100 ³⁾  ), 200 ja 350MHz.¹⁾ Oskilloskooppiin on saatavissa myös 500MHz Optio.^2)
1)    - laite täyttää max 350MHz kaistaleveys vaatimukset kun vallitseva näytenopeus on 1 tai 2GSa/s.
          -Voi toteutua kun kaikki kanavat ovat samaan aikaan käytössä.
²⁾    - laite täyttää max 500MHz kaistaleveys vaatimukset kun vallitseva näytenopeus on 2GSa/s.
          -Voi toteutua vain kun kummastakin kanavaparista on vain enintään toinen kanava käytössä (yht. max 2 kanavaa.)

³⁾    - 100MHz malli poistunut markkinoilta.
             - Tuotevalikoimassa jonkinasteista päällekkäisyyttä. Tuotevalikoimaan on SDS2000X HD mallisarjan alapuolelle  tullut uusina SDS800X HD, SDS1000X HD sekä yläpuolelle SDS3000X HD)

Maksimi nopeus 100000 wfm/s. Sekvenssi tallennuksessa maksimi on 500000 wfm/s

Oskilloskoopin näyttö on luonnollisesti kapasitiivinen kosketusnäyttö. Näytön koko on 10,1" ja resoluutio  1024*600. Pinta on heijastuksia vähentävä matta.

Hyvän käyttöergonomian ja käyttönopeuden saavuttamiseksi oskilloskooppia voi halutessaan ohjata samanaikaisesti rinnakkain sekä etupaneelin painikkeiden, kosketusnäytön että hiiren avulla.
Luonnollisesti oskilloskoopissa on Web serveri joten katselu ja ohjaaminen selaimella on mutkatonta ja nopeaa. Kaikkia tarkkoja asetuksia varten on käytettävissä virtuaalinen keyboard. Myös ulkoista näppäimistöä tuetaan.

Matematiikkatoimintoja voi olla samaan aikaan käytössä 2kpl. Esimerkiksi maksimissaan 2 samanaikaista FFT.  Kukin maksimissaan 2Mpts.
Matematiikkatoiminnot ovat myös edistykselliset monipuoliset ja laskentakaavoja on helppo muodostaa. Oskilloskooppin matematiikka on myös aika akselilla täysresoluutioista.

Optiona MSO toiminnot. (16 kanavaa)

Lukuisa joukko muita erilaisia optioita.

Kuten muissakin Siglent oskilloskoopeissa joissa on FRA (BodePlot) toiminto, kaikki Siglent SDG mallit ovat yhteensopivia.

Laitteessa on monia aivan uusia toimintoja/ominaisuuksia joita ei ole aiemmin Siglent oskilloskoopeissa ollut.

Oskilloskooppi julkistettiin juuri eli 9.6.2022. Huomaa että kun FW versioita päivitetään saattaa joissakin yksityiskohdissa esiintyä jotain muutoksia. Tämähän koskee aina ja kaikkia testi- tai esimerkkikuvia.


Alla pieni BodePlot esimerkki. Tutkittavana on tavallinen noin 2,46 MHz XTAL.

BodePlot esimerkissä on pyyhkäisyalueen leveys 10 kHz ja keskitaajuus 2,459305 MHz. 501 askelta eli 20Hz välein.
Tuo on vain esimerkki. Esimerkissä kanava 4 on referenssikanavana (ja usein se on myös samalla tutkittavaan sisäänmenevä signaali) ja kanavan 2 signaali tulee tutkittavan ulostulosta.
BodePlot voi tarvittaessa mitata samaan aikaan kolmea ulostuloa tutkittavasta piiristä. Soveltuu mainiosti myös jyrkkien ja kapeiden filtterien tutkimiseen, esimerkkinä vaikkapa korkealaatuiset välitaajuusfiltterit.  Pyyhkäisyn maksimi askelmäärä on nykyisin 501 ja pienin pyyhkäisyalue 500Hz. Maksimi pyyhkäisyalue on 10Hz - 120MHz mikäli käytetty yhteensopiva signaaligeneraattori sen mahdollistaa.
On huomattava että 10Hz alapuolelle ei voi tällä mennä. Siihen on monia syitä. Yksi syy on sekin että BP on pakotettu tulojen AC kytkentään. Toinen rajaava seikka on aika. Matalien taajuuksien pyyhkäisy on erittäin hidasta. Esim 10Hz taajuudella oskilloskoopin vaakanopeus on 100ms/div. Pelkästään sen yhden vaakapyyhkäisyn aika on 1s. Yhden BP näytepisteen saamiseksi kuluu pisimmillään siis muutama sekunti! Erityisesti jos käytössä automaattinen tulokanavan tasonsäätö.
Pyyhkäisy voi olla joko lineaarinen tai logaritminen.

Oskilloskoopin matematiikkatoiminnot ovat varsin monipuoliset - kuten niin monet muutkin toiminnot.




Kuvassa yllä on (erittäin yksinkertainen) esimerkki matematiikkatoiminnoista. Tässä on demonstroitu tilannetta jossa meillä on ulkoinen 50Ω "keinokuorma" johon tulee 14.25MHz kantoaaltoa.
Mittaamme keinokuorman tulossa vaikuttavaa jännitettä mutta tykkäisimme nähdä sitä vastaavan teholukeman suoraan oskilloskoopin näytöllä.
Ei tarvinne selittää miten se lasketaan. F1 Funktio näkyy kuvassa. (C1*C1*0.5)/50 Keinokuorman impedanssi on siinä 50. Tuossa F1 kuvaa nyt sitä tehoa. C1 on se siniaalto joka tulee siihen ulkoisen 50Ω "keinokuorman" tuloon.
Siellähän se teho nyt näkyy...  "Amplitude(F1)" arvo on 6.21315 V² jonka voit lukea olevan Watteina (ja unohda ne ylimääräiset desimaalit, Siglentkin voisi ehkä niitä hiukan "unohtaa"). Se on noin 6.2W.
Huomaa että signaalinäytöllä kanavan 1 nollataso on keskellä mutta F1 jonka olen nimennyt "POWER! ja jonka olen asettanut tuolle lähelle alareunaa. Tehon taajuus on tietenkin tuplat kanavan 1 taajuus kuten näkyy.






Tässä hiukan "kryptisempi" juttu. En selitä sen syvällisemmin asiaa. Tämä on ainoastaan jonkunlainen demonstraatio siitä mitä kaikenlaista "hauskaa" tällä matikkanerolla voi tehdä.
Samanaikaisia funktioita voi olla 2. Niiden ketjuttaminen on sallittu. Eli seuraavassa kaavassa tämä voisi olla muuttuja F1.

Tässä on ikäänkuin mitattu oskilloskoopin taajuusvastetta syöttämällä sisään nopea(hko) nouseva reuna.
Funktio on kirjoitettu masiinan kaavaeditorilla. Miksi tuolla näkyy 400GSa/s. Eihän se ole totta varsinaisesti. Todellinen on 2GSa/s. Huomaa kaavassa "Interpolaatio"  ja sitten "Upsample Coeff" joka on 20. Eli jokaiseen todelliseen ADC näyteväliin tuotetaan interpoloimalla lisää "näytteitä". ADC näyteväli on 500ps mutta nyt interpoloinnin jälkeen kun ne "näytteet" huomioidaan onkin näyteväli 25ps. No sehän vastaa 400GSa/s näytenopeutta. Mutta tiukasti pitää muistaa että  fNyquist on silti 1GHz !
Hyvä huomioida myös että (FFT) käytössä on flattop ikkuna ja df on 24.41MHz. Joka ei todellakaan ole sama kuin esimerkiksi spektrianalysaattorin RBW.
Kanavan 1 signaali on keskiarvo (32x) ja tuosta FFT(d(interp(kanava1))/dt) on lisäksi keskiarvo 16x.
Kuvassa 3dB kohta on 350MHz tuntumassa. Se johtuu siitä ettei minulla ollut tähän käyttöön sopivaa nopeampi nousuista pulssia saatavilla. Kyllä se olisi nopeammalla pulssilla noussut päälle 500MHz koska skooppi tässä on Siglentin Kiinan markkinoiden 500MHz versio joka on täysin sama kuin länsimaissa myytävä 350MHz malli jossa 500MHz Optio. Ainoa ero etupanelin mallinumero.




SDS2000X HD mallissa trace Average on todellinen acquisition moodi. Se ei ole siis matematiikka funktioina toteutettu.
Tästä seuraa se että average tallennusmoodin tuottamaa signaalia voidaan käyttää matematiikkatoiminnossa tulona. Tässä allaolevassa kuvassa yksi "lähes äärimmäinen" esimerkki.



Ylläolevassa kuvassa on hyvin heikko signaali kaivettu kohinan alta esiin. Signaali joka tulee kanavaan 4 on (noin) 455kHz. Olennaisempaa on signaalin taso. Se on -137 dBm joka vastaa jännitesolla -150 dBV. Se on aika vähän kun ajatellaan että kyseessa on melko tavallinen oskilloskooppi.

Tuo signaali on 31,6 nVrms! Oskilloskoopin herkin asetus on 500uVdiv.  Tuon kohinan keskiarvon taso, noin  -180dBV vastaa noin 1nVrms. 
Pudotaanpas sitten tästä jalat tulevasti maan pinnalle ja käytännön realismiin.

Jos meillä olisi vain tuo -137dBm signaali, ei meillä olisi mahdollisuutta saada siitä näkymää käytännössä lainkaan.

Miten sitten olen tuon kaivanut esiin.

Ensinnäkin oskilloskoopin normaali time domain on keskiarvoistettu siten että se on 1024 "vaakapyyhkäisyn" keskiarvo. Se vie aikaa. Tosin jo 64 averagella tuon -150dBV signaalin saa näkyviin. Ilman keskiarvoa signaali jäisi kohinan alle vaikka FFT on jo sinällään aika tehokas tässä. Tässä tapauksessa kohinatason pyörii keskimäärin -150dBV tasolla ja ilman FFT keskiarvoa sen peak arvot huitelee noin -135...-140dBV tasolla. Skoopin aika on 200ms/div. Siis yksi vaakapyyhkäisy pelkästään ottaa aikaa 2 sekuntia. (sen päälle vielä hiukan lisää ennen kuin uusi voidaan tehdä) palkästään tuo 2048s on jo reilut 34 minuuttia joten ihan sellaista nopeaa katseltavaa ei skoopin ruudulla ole.

Pelkällä FFT keskiarvoistukselle tuo signaali ei myöskään näkyviin tule (sillähän se pohja jäisi juuri siihen kohinan keskiarvoon pudottamatta sitä). Sen sijaan kun otetaan siitä oskilloskoopin time domain datasta keskiarvoa saadaan satunnaiskohina eliminoitua erittäin tehokkaasti, sitä paremmin mitä isompi joukko "pyyhkäisyjä" keskiarvoistetaan.
Tässä tietenkin piilee sitten juuri se juttu. Signaalihan olisi myös sitä hävitettävää randomia niin kauan kun se on randomia. Ainoa keino saada se tässä menetelmällä esiin on saada se lukittua triggaamalla koko ajan samaan sijaintiin jolloin se ei muutu miksikään kun keskiarvoistetaan mikäli se pysyy tiukasti lukittuna. Tietenkin myös signaalin taajuuden on pysyttävä kohdillaan koko keskiarvoistuksen ajan. Tämä siis on mahdollista vain riittävän stabiilille signaalille joka pysyy sykronoituna koko ajan.

Nyt jos saatavilla olisi vain tuo heikko signaali ei siihen kyettäisi mitenkään triggaamaan jolloin keskiarvoistuksessa siitä katoaa viimeisetkin rippeet.
Tässä kuvan tapauksessa sama signaali mutta paljon isommalla tasolla tulee kanavaan 1 johon triggaus. Näin on signaali lukittu ja kun nyt keskiarvoistetaan niin satunnainen kohina vaimenee katoaa ympäriltä.
Olen myös varmistanut että kanavien ylikuuluminen ei tule tässä häiritsemään. Noin -17dBm kanavaan yksi tällä taajuudella ei kuulu kanavaan 4 siten että sen saisi kaivettua esiin.
Jokatapauksessa -150dBV taso on kaivettu esiin ja taso mitattu ja se on lähes 30dB kohinakeskiarvon yläpuolella.
Ihan hauska leikki.

SDS2000X HD mallin joitain wfm/s nopeuksia. Koko tämä wfm/s nopeus asia on varsin kompleksinen juttu jossa kokolailla kaikki vaikuttaa kaikkeen. Siksi siitä ei voi sanoa mitään täsmällistä kirjoittatta kalevalan kokoista teosta. Tutkittava signaali vaikuttaa, samoin oskilloskoopin monet asetukset.
Allaoleva kuva antanee kuitenkin joitain kuvaa nopeuksista.
Suhtaudu allaolevaan kuvaan varauksin koska muutoksia saattaa tapahtua FW päivitysten myötä. Huomaa lisäksi että kuvaan on otettu (toistaiseksi) mukaan vain osa jossa käytössä on 1 kanava.

 [ TÄMÄ SIVU ON KESKEN - THIS PAGE IS UNDER WORK]

SDS2000X HD  Datalehti   .pdf  (vers. EN01A)

Huom: Datalehdessä on mainittu optionaalisina lisävarusteina: Siglent ISFE, isolated front end module.
Tätä modulia ei ole enää saatavana EU-alueen sisällä Euroopassa  C E -vaatimustenmukaisuuden puutteen vuoksi.

SDS2000X HD User Manual  .pdf  (vers. EN01A)


SDS2000X HD Quick Start    .pdf  (vers. EN01A)


SDS2000X HD Service          .pdf  (vers. EN01A)


Programming Manual          .pdf  (Vers. EN11C  for SDS2000X Plus, SDS2000X HD, SDS5000X, SDS6000A)


High Resolution Oscilloscopes Introduction guide 2024 (pdf, EN)

--»  Ylös 

--»  Oskilloskoopit

--»  Etusivulle - Home