电子工程师技术服务社区
公告
登录
|
注册
首页
技术问答
厂商活动
正点原子
板卡试用
资源库
下载
文章
社区首页
文章
LOTO USB示波器使用体验
分 享
扫描二维码分享
LOTO USB示波器使用体验
USB
示波器
LOTO
Angel_YY
关注
发布时间: 2021-04-01
丨
阅读: 2273
### 前言: 示波器作为嵌入式系统开发所必备的工具,每个人或多或少都接触过,我们常用的示波器通常都是台式示波器,个头儿很大、功能多,性能自然也很强大,价格也都在几千人民币起。可是台式示波器并不适合所有场合,比如出差调试系统,台式机太大了,不方便携带;或者个人以及业余开发者在家庭中使用,台式机太贵了。这时就需要携带方便且价格较低的便携式示波器产品了,目前常见的便携式示波器有两种,一种是自带电池和屏幕的产品,还有一种是不带屏幕,USB供电的产品。对于前一种,集成度很高,但是因为体积显示,显示屏很小,存储空间一般页不大。而对于后一种USB示波器,因为待用了电脑显示器作为显示屏幕,显示效果是其他类型的产品所不能比拟的,接下来我们一同试用一下LOTO公司的USB示波器---OSCA02S。 ### 一、示波器的外观,配件 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/1f866e1264ded91d516bc1da8cf53752.jpg) USB示波器的主体还是比较小的,基本上比手机略大。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/c0ed8f12ee38fed468624f410b39d4e5.jpg) 除了主体,主要配件有两个探头,一条USB线。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/4408add1a118c7e67f398ff64107d0a8.jpg) 其他配件还有隔离差分模块,用于测量高压。信号发生模块以及配套鳄鱼夹,简易试用说明。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/8047150b553776df7ba9079e9dd6fc90.jpg) USB示波器主体的前面有红绿两个指示灯,USB TypeB接口用于连接电脑,还有一个复位孔。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/2c63608f31ab56006d281fbb69df3021.jpg) 背面是两个BNC接口,用于连接两路探头,一路DE1数据接口用于扩展。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/d328ad4314694df1d846807af6f52025.jpg) 在侧面还有一个DE2,配合其扩展模块使用,说明其扩展性还是很好的。 ### 二、示波器组装,上位机安装 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/694be87e2b43349322114fc3b1a24990.jpg) 首先把两路探头连接到BNC口并固定好,探头接口带有黄、红两个标识环。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/b01169dc72a3bf16a144378dd3ef9ad3.jpg) USB线连接电脑和示波器,此时两个指示灯亮起。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/089006e94bc0894616031f9f1bc4de72.png) 根据官网信息,申请加入官方技术QQ群,在群共享文件夹中下载上位机软件,这里根据示波器型号前六位字符查找相应型号的上位机软件进行下载。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/4dce9a9de4d9fac2439946b87cc7abe1.png) 下载完成后解压缩,文件夹中有OSCA02E.exe可执行文件,说明这个上位机是一个绿色软件,无需安装。此外压缩文件夹中还有LOTO示波器软件说明书和数据手册等文档,对于初次接触LOTO的USB示波器的用于可以参考阅读。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/76e3a469d0b9e4fa734de0d7288fbc33.jpg) 摘掉探头的探沟,使用探针直接连接到DE1的六号针脚,这里是一个方波输出端口。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/3eb59da45ad95cf7efc5f83974165629.png) 在电脑上启动软件(Win10无需安装驱动),这是通常就能看到波形输出了。如果没有波形,可以看看右下角的按钮是否已经处于开启状态。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/fd2cbf91c0e3cbce73a4f795751b8ef9.png) 初次接触上位机界面,发现功能还是很多很复杂的,可以在程序所在文件夹中的PDF文档中看到使用说明。 ### 三、单双通道测量低压信号(低频+高频) ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/1122492e2c600075f6329a587a71860e.jpg) 在对上位机界面进行初步了解后,首选做一个多频率的波形测试,这里使用之前测试其他示波器时自己使用LPC55S69开发板写的一个多频率方波发生器。探头的鳄鱼夹接地,探针连接信号输出端口,通过按键可以改变输出方波的频率。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/14a2c50d9a3b16c62839b9227a518f1e.png) 首先测试1Hz的方波,在上位机设置Time时间基准按钮为500ms,打开通道A,关闭通道B,此时上位机可以看到方波检测成功,并且检测到了最大电压值3.366V,频率1.000HZ,占空比49.750%,基本可以认定为准确(实际50%),波形还原非常好,不过此时的波形刷新率最高只有10。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/2ece4d6d804a7be17aa2999fafbd2214.png) 接下来测试10Hz方波,Time时基设置为50ms,此时最大值、频率、占空比都正常,波形还原也是很漂亮的方波。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/0b342ab3a79112c3a7ba8fccc08d0966.png) 接下来测试100Hz方波,Time时基设置为5ms,此时最大值、频率、占空比都正常,波形还原依旧是很漂亮的方波。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/b9e688436f6fa68e351bb6db8e67c0f2.png) 继续测试1000Hz方波,Time时基设置为1ms,频率和占空比非常精准的被测量到了,波形还是完美的方波。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/cea8e0a2a20f3962fc99a5b8b26f71b6.png) 继续增加频率,测试10KHz方波,Time时基设置为0.1ms,此时发现方波的上升沿有上冲现象了,频率和占空比依旧完美。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/268a21afbe90fa5ca6e81c97aead9472.png) 频率达到100KHz时,Time时基设置为10us,此时采样率已经达到了示波器的最高采样率100MHz,频率和占空比依旧完美,但是方波上升沿和下降沿都有上冲或下冲现象,不过方波还是没有问题的。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/44b80cb2aa62dd66fef6d4f690edd983.png) 频率继续升到,达到1MHz,Time时基设置为1us,频率和占空比依旧没问题,此时波形不仅仅上下冲的问题,平台期也不再时一条完整的直线了,不过方波形态还是有的。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/131c8c082db7cb0c5dd45de787eff151.png) 继续测试5MHz频率,此时频率和占空比依旧正确,但是方波的波形已经变形了,只能大致看出时方波。平台期基本没有多少直线存在了。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/d1fd6816bb2e3b45e008ecdc146004f8.png) 此时频率增加到10MHz,此时可以看到最大值和占空比已经不再准确了,不过频率依旧正确,至于波形已经基本看不出方波了。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/d4cf8a0871252553834a77e3b7cbdeb5.png) 频率达到20MHz时,最大值、频率,占空比都有一定误差了,波形更是直接还原成正弦波了。 对于不同频率的方波测试到此完成,通过测试结果可以看到,在1MHz以下频率的方波,OSCA02S测试还是没有问题的,对于更高的频率示波器测量就有些吃力了,尤其到20MHz时,此时三次谐波达到60MHz,对于只有35M带宽的示波器而言已经超出很多了,最高采样率只有100MHz的示波器,利用5个点的信息还原方波图形,显然不现实。 ### 四、高压信号测量(隔离差分模块) ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/e4708ea31e20e6a6e09e91329791a1a3.jpg) 相对于低压信号的测量,高压信号的测量就要注意其安全性了。为此OSCA02S还标配了隔离差分模块,主要用于高压信号的测量,那么我们就来测量一下市电的波形,首先把模块连接到示波器的DE1扩展接口。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/e823642f29cf0c60df8c52045a80e765.jpg) 连接探头和隔离差分模块,从模块的正面可以看到,隔离模块支持100KHz带宽,有20V、80V、200V、800V四个挡位,我们把电压挡设置为800V档。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/2b77c1b5991e9100ad8ca3ec7bc4eb23.jpg) 从市电插座引线,探头的接地鳄鱼夹连接零线,探钩连接火线,因为时隔离模块,送一这里领先和火线时可以颠倒的。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/2351e68db20baa00fe5748a9626f8c4f.png) 上位机通道B的差分标签,选中隔离差分模块,这里虽然只有IDM01,其实IDM02也是可以使用的,电压挡位设置为800V。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/3da7e043fe3dd68318049c36aea64999.png) 上位机Time时基设置为10ms,通道B打开,1倍衰减,就可以看到市电的正弦波形了,此时测量到的最大最小值和频率、占空比等都是基本准确的。有了隔离差分模块,测量市电还是蛮方便的。 ### 五、信号发生器的信号输出 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/a37e4b8922d5133494d77d645d343e91.jpg) LOTO的OSCA02S示波器海标配了信号发生模块。这个对于示波器来说还是一个非常常用的模块,可以用来向外提供各种波形或者给示波器自身提供波形。伴随信号发生模块还提供了一条鳄鱼夹连接线。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/26ab1084f2d36073e70c8c38a4bbb04e.jpg) 信号发生模块提供了两个调节按钮,分别用来调节输出信号的幅值和偏移。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/0e7abf1f32cc38e15156dd52895e6fb7.jpg) 信号发生模块通过接口连接到示波器的DE2,可以很方便的接入示波器系统。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/6a133b5545f4ca8651f3dfd5efb0c44d.jpg) 示波器探头的接地连接到黑色鳄鱼夹,探钩连接到红色鳄鱼夹。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/b234eb4c061d408b4ec9de4bce87f056.png) 在上位机中需要设置信号发生模块才能够工作,所以在扩展标签页选中信号发生模块,并且选择波形为正弦波,频率设置为1000Hz。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/fb9785329ada747bbdd06f5fd4d95675.png) 点击确定后返回设置界面,设置时基为1ms,通道A设置为2VDC,就可以看到1KHz的正弦波了。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/cdaab86035c2c1fbd48e541e08e2c73f.png) 在扩展标签页设置为三角波,就可以测量到1KHz的三角波行了。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/c0d796fe9442d6f813f3c61cc1f62ff8.png) 同样波形设置为方波,也可以测量到非常完美的方波,此时可以调节信号发生器的幅值调节按钮和偏移调节按钮对波形进行控制。 ### 六、实测IIC信号并分析 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/5b1a3efe3fa4cf8f4e0533678c2d91b8.png) 之前的测试都是最基本的波形测试,示波器最主要的功能还是对于信号进行测量并根据测量结果分析问题,接下来就通过测量一路IIC信号来看看示波器的表现。在一个NXP的i.MX RT 1010EVK开发板的原理图上找到了一个IIC设备Combo传感器,也就是一个六轴传感器。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/f232b0ab3015dc38cf482fa91061cc61.png) 同时在开发板的扩展接口也有这个IIC信号的连接,这就方便了连接示波器。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/3c9ef9ce383ddaba6e5285e1c17fbe94.jpg) 通过跳线把母座的信号外接出来,连接地线和信号。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/7fcc6c941decd963cd9ace3baf1b5ab5.png) 软件中通过程序读去传感器信息,使用了400KHz的频率时钟。在上位机上设置时基为10us,通道A的触发功能使能,上升沿触发,使用鼠标拖动设置触发电平和通道信号的偏移,就可以看到IIC的时钟和数据信号了。 ### 七、测量结果保存 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/6b06f2a401afb6620238cce740f5726c.png) 通过以上的各种波形测量,基本上算是把示波器的基本功能用起来了,但是对于测量结果保存并没有涉及,这部分也是很重要的,测量结果不管是以图形的形式还是以数据的形式保存起来,对于日后的分析还是有很大帮助的。在上位机界面中,可以通过鼠标点击图像图标,把结果保存为jpg格式的图片。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/9ecbfd27c69dabe23b585ab8ba37e8aa.png) 也可以通过点击上位机的软盘图标,把测量结果以数据的形式保存起来,这里支持两种格式,分别是txt和csv,方便用户使用不同工具进行分析。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/de617fa05d2189875f4c2eea25ea3509.png) 对于csv格式可以使用Office工具打开,可以看到记录了两个通道的数据。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/455de7c72664d47df015fa3093883a10.png) 在文件尾部可以看到记录了10000个数据点的信息。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/cfc1a48463e8df55489f21f7458258a4.png) 对于txt格式数据则可以直接使用记事本等文本工具打开查看。 ### 八、上位机其他功能 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/2ea1a3b7e44d9184c9534b220feba238.png) 除了以上示波器的基本功能,OSCA02S的上位机软件还有很多丰富的功能,这里简单了解几个比较常用的,对于测量到的波形,可以通过对数据的加减乘除对波形进行叠加,叠加结果使用洋红色把波形绘制在图形显示区域,这个功能使用好了可以非常快速的定位问题,非常方便。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/61cb9a38a0ec608ca4241c4df5ff861e.png) 上位机中还有一个对于示波器波形背景颜色的设置,可以在黑色和白色之间切换,这对于在白天和晚上不同时间使用示波器来说就很友好了。 ![](https://cf03.ickimg.com/bbsimages/202103/f250eebf1cff785b5fd5742d34522871.png) 对于测量结果的存储,除了纯数据和图像两种外,还有一种录像的方式,这个就可以把在一定时常(默认50秒,可以设置)的波形数据存储为自己私有格式,并且在需要时通过打开该文件进行波形的回放,这个功能对于一些需要长时间观测波形的情况来说是非常有用的。 ### 九、总结 通过十多天简单试用,基本了解了LOTO的USB示波器OSCA02S的功能和特点,但是其上位机功能确实很丰富,需要继续慢慢了解。示波器使用了电脑屏幕作为显示设备,这个对于普通台式示波器和带有小屏幕的便携示波器来说是有巨大优势的,毕竟显示器屏幕动辄二三十寸大小,笔记本电脑的也有十四五寸大小,大屏幕可以显示很多细节信息。而且上位机利用PC的算力,可以增加很多附加功能,可以存储的信息更多更丰富。其价格不高,对于个人开发者很友好,便携性强,适用于经常出差或者户外使用。当然,受限于体积和价格,示波器只有100MS/s采样,对于10MHz以上这种较高频率的信号测量的情况是不太适用的,但是对于1M以下的各种信号测量是完全没有问题的。
原创作品,未经权利人授权禁止转载。详情见
转载须知
。
举报文章
点赞
(
2
)
Angel_YY
擅长:BMS电池管理系统,用户行为分析系统
关注
评论
(0)
登录后可评论,请
登录
或
注册
相关文章推荐
MK-米客方德推出工业级存储卡
Beetle ESP32 C3 蓝牙数据收发
Beetle ESP32 C3 wifi联网获取实时天气信息
开箱测评Beetle ESP32-C3 (RISC-V芯片)模块
正点原子数控电源DP100测评
DP100试用评测-----开箱+初体验
Beetle ESP32 C3环境搭建
【花雕体验】16 使用Beetle ESP32 C3控制8X32位WS2812硬屏之二
X
你的打赏是对原创作者最大的认可
请选择打赏IC币的数量,一经提交无法退回 !
100IC币
500IC币
1000IC币
自定义
IC币
确定
X
提交成功 ! 谢谢您的支持
返回
我要举报该内容理由
×
广告及垃圾信息
抄袭或未经授权
其它举报理由
请输入您举报的理由(50字以内)
取消
提交