Новые портативные осциллографы-мультиметры серии АКИП-4113

Шиганов А.А. АО «ПриСТ» В статье рассматриваются 4 модели цифровых осциллографов серии АКИП-4113, отвечающие критериям: компактность, производительность, доступная цена. Изложены их конструктивные особенности, реализованные новации, технические характеристики и функциональность. Подробные технические характеристики прибора...

Новые портативные осциллографы 4113-серии (торговая марка АКИП™) представляют собой пример современной инженерной разработки, выполненной с применением передовой элементной базы и качественных материалов. По функциональности это комбинированные приборы «2 в 1» (скопметры): сочетающие в себе ресурсы цифрового запоминающего осциллографа и измерительные возможности мультиметра. Приборы отличает стильный дизайн: предусмотрены раздельные клавиши для каждого из каналов (усиление, регулировка, параметры), систем развёртки, синхронизации и дополнительных функций. Новинки компактны, имеют малый вес, удобны в работе и содержат в комплекте поставки все необходимые принадлежности для эксплуатации.

Рисунок 1. Осциллограф-мультиметр АКИП-4113/5 (здесь и далее щелчок по изображению - увеличение)

Осциллограф

Следует в первую очередь отметить, что каждая из моделей линейки это портативный 2-х канальный цифровой запоминающий осциллограф на базе 8 битного АЦП с полосой пропускания 60 МГц (АКИП-4113/1), 200 МГц (АКИП-4113/2), 600 МГц (АКИП-4113/4 и АКИП-4113/5). Частота дискретизации в реальном времени составляет 150 МГц (АКИП-4113/1), 500 МГц (АКИП-4113/2),  1 ГГц (АКИП-4113/4), 2 ГГц (АКИП-4113/5). При необходимости может быть включена эквивалентная частота дискретизации (для периодического  сигнала), которая  во всех моделях составляет 50 ГГц.

Коэффициенты отклонения каждого из каналов вертикального отклонения регулируются в диапазоне от 2 мВ/дел до 10 В/дел (для модели АКИП-4113/1 – 10 мВ/дел…5 В/дел). Значения коэффициента развёртки находятся в диапазоне 5 нс/дел … 1000 с/дел (для АКИП-4113/1), 2 нс/дел…1000 с/дел (для АКИП-4113/2), 1 нс/дел…1000 с/дел (для АКИП-4113/4 и АКИП-4113/5). Предел значения допускаемой погрешности установки Кразв составляет ±0,01%.

В режиме «Осциллограф» функциональность и измерительные ресурсы характеризуются следующими параметрами: 22 вида автоматических измерений с возможностью табличного вывода результатов, курсорные измерения ΔU, ΔT (включая интеллектуальный режим «слежение» - на рис. 2). Объём памяти составляет 16 кБ на канал (32 кБ - при объединении каналов).

Рисунок 2. Курсорные измерения по двум каналам в режиме «Слежение / Track»

Результаты автоматических измерений отображаются в нижней части экрана (строка значений параметров). Одновременно может быть выведено до 3-х параметров. В стандартное меню автоизмерений добавлены измерения временных интервалов между сигналами (Delay), поступающими на входы каналов 1 и 2.

Предусмотрены следующие виды синхронизации: ТВ-синхронизация (кроме АКИП-4113/1), по фронту, по длительности, попеременно/ALT, в старших моделях дополнительно - по крутизне фронта/среза (времени нарастания/ спада).

Внутренняя память позволяет сохранять 15 осциллограмм и 15 профилей настроек (запись и вызов). Пользователь, с учётом дополнительных функций  (звуковое сопровождение нажатия клавиш, время автовыключения питания, интервал индикации всплывающего меню и др.) может гибко конфигурировать осциллограф для различных приложений. Возможности математических операций с осциллограммами и преобразование сигнала включают: БПФ (частотный анализ), функции +, -, х, /, инверсия входного сигнала.

Дополнительные возможности и особенности: встроенный калибратор 1 кГц, режим  X-Y, возможность допускового теста по шаблону (Mask), покадровая регистрации осциллограмм (запись и воспроизведение до 1000 кадров с регулируемой скоростью).

Функция допускового контроля «Годен/Не годен» (рис. 3) позволяет отслеживать изменения сигналов исходя из того, находится сигнал внутри заданной пользователем маски (годен) или выходит за лимитированные пределы (не годен). Вызов меню для создания маски или внесения изменения в уже существующий шаблон производится нажатием кнопки «Утилиты» на передней панели и последующим выбором с помощью кнопки F5 строки «Годен/ Не годен». При помощи клавиш вертикального усиления и развёртки по горизонтали на передней панели производится установка горизонтального и вертикального допуска в пределах регулировки деления на один шаг.

Рисунок 3. Режим допускового контроля «Годен/Не годен» в режиме «Слежение / Track»

Функция цифрового регистратора (Запись/Воспр. – рис. 4) обеспечивает запись осциллограмм сигналов Каналов 1 и 2 с максимальной длиной записи до 1.0000 кадров. Регистратор позволяет записать «быстрые» сигналы и медленно их воспроизвести или записать «медленные» (до 1000 секунд) сигналы и в дальнейшем быстро их воспроизвести. Диапазон регулировок скорости регистрации (режим «запись / воспроизведение») от 1 кадр/ 10 мс - для быстрых или  ВЧ сигналов до 1 кадр / 20с – для медленных сигналов или достаточно статичных процессов. По умолчанию при активации цифрового регистратора  дискрет скорость записи выбирается равным 100 мс.

Рисунок 4. Вид экрана в режиме «Воспроизведение» (в левом верхнем углу – счётчик кадров)

Встроенный частотомер по выбору может функционировать в режиме измерения частоты входного сигнала (погрешность ±0,01%) или в режиме счётчика числа импульсов с возможностью ручной остановки и возобновления счёта.

Мультиметр

В режиме «Мультиметр» (примеры интерфейса демонстрирующие работу прибора в режиме мультиметра смотрите на рис. 5a - 5e) обеспечивается: измерение напряжения (до ~600В/ 800 В пост.), силы постоянного и переменного тока (до 10 А), сопротивления (до 60 МОм), ёмкости (до 400 мкФ), прозвонка цепи, проверка диодов (тест p-n), максимальная индикация цифровой шкалы «6000».

a) измерение тока		b) измерение тока на мА пределе
с) измерение напряжения		d) измерение сопротивления
e) измерение ёмкости
Рисунок 5. Примеры изображения на экране прибора в режиме мультиметра

Для измерения силы тока используются разнесённые входы: «мА» и «А», что позволяет выполнять непосредственные измерения больших токов без необходимости подключения шунтирующего сопротивления.

Сопряжение с ПК и программное обеспечение

Для дистанционного управления и сохранения данных прибор оборудован интерфейсом USB (стандарт USB 2.0) в реализациях, как "device" (периферийное устройство), так и "host" (головное устройство) (см.: рис. 6). Интерфейс USB в конструктиве USB mini B - т.н. "device-интерфейс" предназначен для сопряжения с ПК, с возможностью  интеграции с приложениями LabView / Visual Basic / Visual C. Другой разъём в конструктиве USB A является «host-интерфейсом» и предполагает подключение к нему различных USB накопителей (например, USB флеш-дисков и т.д.) для сохранения результатов измерений: снимков экрана (.BMP), профилей установок органов управления (.SET) или формализованных данных отсчётов (.CSV) для последующей обработки (в Excel, Word). ПО совместимо с ПК под управлением ОС MS Windows 2000, XP и Vista.

Рисунок 6. Панель интерфейсов (слева направо: USB A "host", USB mini B "device", место опционального LAN интерфейса, разъём питания 8,5 В, 1,5 А)

Рисунок 7. Интерфейс ПО АКИП-4113 (здесь и далее щелчок по изображению - увеличение)

Следует отметить, что ПО обеспечивает поддержку не только режима «осциллограф» (работа с осциллограммами), но и управление настройками прибора в режиме «мультиметр»: отображение экрана и вывод данных. Осциллограф может поддерживать обмен данными только одному из данных интерфейсов. При подключении к ПК и установлении связи с прибором - подключение USB-Flash не распознаётся.

Важное достоинство новой серии - полностью локализованный внутренний интерфейс. Меню и все контекстные информационные сообщения отображаются на русском языке. Во всех моделях серии (кроме 4113/1) обеспечивается техническая поддержка в виде справочника пользователя (HELP) внедрённого в оболочку прибора. Отличительной особенностью новинок является высококонтрастный цветной ЖК-дисплей (TFT, диагональ 14,5 см, 240 × 320 точек) с LED-подсветкой.

Комплект поставки

Комплект поставки включает:  щупы мультиметра (2 шт), пробники осциллографа ×1 / ×10 (2 шт), кабель USB, адаптер питания 220 В, удобный вместительный мягкий кейс для транспортировки и хранения принадлежностей, руководство по эксплуатации. Гарантия на прибор – 1 год.

Рисунок 8. Комплект поставки осциллографов серии АКИП-4113

Приборы имеют универсальное питание: от адаптера ( зарядного устройства) напряжением ~220 В/ 50 Гц; (8,5 В пост. 1,5 А) или от аккумуляторной Li-ion батареи  (7,4 В; 3500 мА*ч).

Резюме

• Ключевые преимущества и особенности
  В новой линейке акцент сделан на выпуск моделей с полосами пропускания 200 МГц/ 600 МГц и дискретизацией до 2 ГГц (!!!), что весьма необычно для приборов такого класса. Даже ведущие компании-производители СИ на сегодняшний день предлагают модели скопметров с полосой пропускания, как правило, не выше 200 МГц.
• Удобство
  В осциллографах имеется возможность сохранять данные непосредственно на USB-носитель, что значительно упрощает передачу выбранных данных (отсчёты осциллограмм) и облегчит последующую обработку сохранённых результатов при документировании отчётов. Кроме того, это позволяет быстро обновлять прошивку (при выходе очередных усовершенствованных версий софта) всего в три шага: подключить USB-flash, выбрать требуемый файл и загрузить его. Русифицированный интерфейс, удачная структура меню и оптимальное расположение органов управления позволяют пользователю, имеющему даже начальные навыки, приступить к работе практически немедленно, без необходимости длительного освоения.
• Гибкость  визуализации
  Форма входного сигнала может быть использована в качестве опорной Ref-осциллограммы (источники Кан 1 / Кан2 / Матем). При необходимости она выводится одновременно с текущим входным сигналом для анализа. Это удобно, например, в режиме наблюдения и верификации формы сигналов в контрольных точках радиотракта при настройке.
• Портативность
  Осциллографы имеют оптимальные массо-габаритные параметры: небольшие размеры и вес всего около 1,2 кг (с установленным аккумулятором). Наличие батарейного питания с ресурсом гарантированной работы не менее 6 часов (!) обеспечит автономное применение осциллографа без привязки к сети ~200 В, а также возможность эксплуатации в «полевых» условиях.

Широкий перечень технических возможностей, функциональных режимов и пользовательских настроек позволяет использовать осциллографы в таких областях, как сервисное обслуживание, техническая эксплуатация, диагностика и ремонт (АКИП-4113/1) , а также для других измерительных  задач и технических приложений требующих полос пропускания сигналов от 200 до 600 МГц: НИОКР, учебные заведения, научные лаборатории, инженерный дизайн, (АКИП-4113/2; АКИП-4113/4 и АКИП-4113/5).

По совокупности метрологических параметров и критерию «цена/качество» новинки превосходят подобные им осциллографы ОМЦ-22 / ОМЦ-26 и АКИП-4102 / АКИП-4103.
В соответствии с поручением Ростехрегулирования РФ в настоящее время проводятся испытания новой серии в составе АКИП-4113/1, АКИП-4113/2, АКИП-4113/4 и АКИП-4113/5 для целей утверждения типа СИ и внесения в Госреестр СИ РФ.

Автор:  Шиганов А.А.
Дата публикации:  10.12.2009