Picoscope 4227 PC Oscilloscope, 2 Channel, 12 Bit, 100 MHz

Picoscope 4227
Dieses Oszilloskop arbeitet zusammen in Verbindung mit einem PC. Es nutzt zur Darstellung der Daten den PC Monitor. Datenübertragung und Stromversorgung über die USB Schnittstelle, kein zusätzliches Netzteil erforderlich.

Die beiden Kanäle teilen sich die 32MB als auch die 250MS/s Abtastrate.

Ich hatte diesen Typ vor ein paar Jahren bekommen, mittlerweile habe ich es 2016 nicht mehr im Handel gesehen, wahrscheinlich ist es durch ein Nachfolge Modell ersetzt.

Typenbezeichnung
Schön ist auch der zusätzliche Funktionsgenerator, es ist praktisch ihn mit eingebaut zu finden.


Tragekoffer

Lieferumfang
Der Lieferumfang - alles nötige mit dabei - zwei umschaltbare Tastköpfe, USB-Kabel und der Tragekoffer. Die Software auf CD mitgeliefert, die aktuellste Version auf der Webseite.

Generell ist das Konzept von Picoscope schön gemacht, dass die neueste Software bisher immer kostenfrei ist. In jeder neuen Version finden sich kleine Verbesserungen, eine neue Version zu laden freut immer.

Soweit ich weiß, ist die neueste Software auch abwärtskompatibel für die alten Modellen, kann das aber nicht mit 100% Sicherheit für alle Modelle sagen - bei meinen drei Picoscope Modellen in den letzten Jahren jedenfalls nie Probleme mit der Lauffähigkeit neuer Software Versionen beobachtet.

Man muss kein Gerät besitzen um die Software zu testen, man kann in der Software auch den Demo-Modus auswählen, der einem Anwender ein Testsignal simuliert und ein Ausprobieren der Software ermöglicht ohne ein Gerät besitzen zu müssen.

Laptop mit Oszilloskop
Im Vergleich zum 17 Zoll Laptop ist das PC Oszilloskop ein Zwerg. Die Kleinheit und die damit verbundene leichte Tragbarkeit ist interessant. Ideal für platzsparende Aufbauten. Durch die direkte PC Anbindung ist ein duales Arbeiten am PC besonders einfach, man kann gleichzeitig messen und sich Bilder der Messergebnisse umgehend im PC abspeichern oder in Text und Dokumentations Programmen sofort weiter verarbeiten.


Der große Bildschirm und die volle Auflösung ist natürlich ein schöner Vorteil um alle Details im Signalverlauf zu sehen. Die Ablesbarkeit der kleinen Zahlen ist aus der Entfernung so eine Sache, aber das ist mittlerweile meinen schlechter werdenden Augen zu schulden.

Es ist eine Frage der persönlichen Philosophie, ob man ein Arbeiten am PC mit der Maus möchte oder nicht. Mir persönlich ist es egal - ich arbeite gern direkt vor einen normalen Scope oder auch vor dem PC - beides hat seine individuellen Vor- und Nachteile - eine der beiden Lösungen hier zu favorisieren wäre falsch - das sind rein persönliche Entscheidungen.

Man muss alles bedenken, z.B. ein PC/Laptop bedeutet zusätzliche EMV Aussendung im Labor (bei vielen Messungen ist das unbedeutend), das Gerät selbst ist ausreichend gegen den PC abgeschirmt, nichts negatives beobachten können.

Es ist ein PC-Oscilloscope und damit ist es bei bestimmungsgerechtem Gebrauch mit der Schaltungsmasse am Schutzleiter angeschlossen.

Der Schirm, Masse der USB-Schnittstelle ist nicht getrennt, damit liegt die Schaltungsmasse der Eingänge auf Erdpotential des PC, so wie bei fast jedem anderen Oszilloskop auch. Der Gedanke das Gerät floatend am Laptop Akku zu betreiben - es ist eine echte Gefahrenquelle sich damit an höhere Spannungen zu klemmen - gefährlich - da man nie weiß welche berührbaren Teile des Laptop sich damit über die USB-Schnittstelle auch automatisch auf dem hohen Potential der Schaltungsmasse befinden. Für das Messen an höheren Spannungen sind spezielle High Voltage Differenztastköpfe die richtige Wahl und nicht ein auf einem hohem Potential angeschlossenes Laptop - es besteht ernsthafte Lebensgefahr wer so einen Unfug macht - ich meine das ernst.


Tastkopf

Tastkopf
Bei den beiden Tastköpfen ist das übliche Zubehör mit dabei. 


maximale Eingangsspannung
Die maximal zulässige Eingangsspannung 20V an allen Buchsen ist zu beachten. Der maximale Messbereich liegt auch bei +/-20V. Für höhere Spannungen empfehlen sich Tastköpfe mit Abschwächung. Die Zerstörgrenze liegt höher und ist in der Spezifikation nachzulesen.


Leiterplatte
Die Leiterplatte ist einwandfrei gefertigt - zentral liegt der große FPGA, Schnittstellenbaustein, Speicher und der analoge Teil im geschirmten Bereich. DC/DC Converter auf der rechten Seite. Die beiden Gehäusehälften sind auf der Innenseite leitend beschichtet für einen EMV Schutz.


Anleitung

Anleitung 2
Beigelegt ist eine Anleitung, für das wichtigste in Kurzform.

Bildschirm Foto
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Bildschirmkopie der Messung einer Sinusspannung. Das Datei Menu zeigt die Vielfalt der Formate in welcher man die Inhalte abspeichern kann, für Dokumentationszwecke ist das ausgezeichnet.

Vertikale Offsetverschiebung der Messkanäle als Hardware Drehknopf haben die meisten der Modelle nicht, wer das möchte muss in das Bild mit der Maus hinein zoomen oder an den Achsen die Einstellungen ändern. Die 12 Bit werden immer aufgeteilt in den angezeigten +/- Messbereich, keine Verschiebung an einem Drehknopf von außen möglich. Der Messbereich mit der kleinsten vertikalen Auflösung ist +/-50mV, der größte +/-20V.

Software-Knopf vorhanden für das AC Coupling oder DC Coupling. Die Triggereinstellung ist leicht einstellbar, auch viele sonstige Features unterscheiden sich stellenweise von der Bedienung von üblichen Oszilloskopen - wer sich für die Features und Möglichkeiten interessiert, dem sei empfohlen die Software im Demo Modus selbst auszuprobieren, die Software bietet viele Möglichkeiten.

animated GIF menu

Animierter Film eines Impulses
Die gespeicherten "Waveforms" Bildschirminhalte lassen sich als Film aufzeichnen. Der animierte Film spielt hier die gespeicherten Waveforms Segmente der Reihe nach ab, zeitlich so wie wie sie aufgenommen worden sind. Der Film zeigt den 25ns Impuls auf der kleinsten Zeitbasis 20ns/DIV. Die gelbe Raute auf dem Kanal ist der Triggerpunkt.

Die beiden Kanäle teilen sich die 32MB Speicher als auch die 250MS/s Abtastrate.

250MS/s, 20ns/DIV und 32MB im 1 Channel Betrieb
125MS/s, 50ns/DIV und 16MB im 2 Channel Betrieb


Zeitbasis Bereiche

Die schnellste 1Ch. Abtastrate beträgt 4ns für jeden Messpunkt bei den schnellen Zeitbasis Einstellungen und verlängert sich zunehmend bei längerer Aufzeichnungsdauer, die Speicherverwaltung ist automatisch ablaufend.

Bei dem 25ns Impuls liefert das Scope 50 Messwerte für eine Bildschirmlänge mit der kürzesten Zeitbasis (20ns*10DIV=200ns, 50 Punkte).

Die Anzahl der abzuspeichernden Segmente lässt sich in der Software unter "Preferences, Maximum Waveforms" einstellen (probiere das in der Demo Software selber aus, das alles in Prosa-Worten zu erklären ist zu langwierig).

Zeigen wir das andere Zeiten Extrem und stellen die längste mögliche Zeitbasis ein:
Zeitbasis Einstellungen Abtastrate
5000s/DIV ist lange und ergibt pro Bildschirmdurchlauf im 1 Kanal Betrieb eine Aufzeichnungsdauer von fast 14 Stunden bei einer Abtastrate von 20 Sample/Sekunde = 1 Million Messwerte unterbrechungsfrei am Stück, die es dann noch 32mal als Waveform Paket nacheinander abspeichern kann. Gesamtlänge 32*14h = ca. 18 Tage aufgeteilt in 32 Abschnitte, danach überschreibt es wieder neu.

Puls als Persistance
Puls in der Persistance Darstellung

Persistance
Beispiel Persistance Darstellung


Bildschirm Inhalt im Picoscope Data Format
Wer die Software installiert hat, bei dem startet nach dem Klicken auf den Link automatisch die Software, der Bildschirminhalt kann dann messtechnisch genauso untersucht werden, wie man gerade eben das Bild aufgezeichnet hätte. Auf diese Art und Weise lassen sich ganz leicht Daten speichern und auch zwischen Nutzern der selben Software hin und her senden. Eine praktische Methode, diese Datei hat nur 11 kB.


Rechteck
Rechteck


10kHz FFT Spektrum
FFT Spektrum
Darstellung des FFT Spektrum eines 10 kHz Sinus Signal. Der Abstand zur ersten, höchsten Oberwelle beträgt ca. 65db, der genutzte Sinusgenerator ist wissentlich reiner.

Wie war die Formel bei einem Sinussignal für die theoretisch ereichbare distortion-freie-Darstellung?

Bei 12Bit*6.02dB+1.76dB = theoretisch ca. 74dB, somit sind mit 65dBc ca. 1.5 Bit an Nichtlinearität erreicht; für eine 100MHz 250MS/s Schaltung denke ich entspricht das den Erwartungen. Wer weniger Distortion freie FFT Darstellung möchte, benötigt eine höhere Vertikalauflösung, wie z.B. beim Type 4262. Das zufällige Rauschen des Spektrum läßt sich durch Averaging reduzieren, die Verzerrungen nicht.

decodingMathematik Kanäle
Decoding eines Datenbusses noch nicht ausprobiert, kann nichts dazu sagen.


Wer sich für die Geräte interessiert, dem sei das Lesen der Geräte Spezifikation und das Testen der Demosoftware empfohlen um es selbst zu beurteilen.


www.amplifier.cd

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