Xprotolab Plain示波器測(cè)評(píng)

示波器在測(cè)試電子產(chǎn)品時(shí)非常有用，但也可能非常昂貴。微型入門級(jí) USB 示波器模塊的推出為預(yù)算有限的狂熱愛好者、小創(chuàng)客和企業(yè)家開辟了一個(gè)充滿可能性的新世界。市場(chǎng)上充斥著聽起來很容易使用的數(shù)字示波器模塊，您可能會(huì)懷疑它們是炒作而不是幫助。但確實(shí)有很多不錯(cuò)的選擇。

Gabotronics的 20 美元Xprotolab Plain就是這樣一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它是一個(gè)漂亮的小(1 x 2 英寸)混合信號(hào)示波器模塊，融合了邏輯分析儀和任意波形發(fā)生器。信號(hào)的可視化和設(shè)備的控制可以通過一個(gè)開源的 PC 接口軟件來完成。帶有微型 USB 接口的面包板兼容模塊也可以用作 AVR XMEGA 微控制器的開發(fā)板。

硬件概述

Xprotolab Plain 的關(guān)鍵組件是：

ATXMEGA32A4U：高性能、低功耗 AVR XMEGA 微控制器 (Atmel)

TL064C : 低功耗 JFET 四運(yùn)算放大器 (STMicroelectronics)

TPS60403：非穩(wěn)壓 60mA 電荷泵電壓逆變器(Texas Instruments)

AP7333-33：+3.3-V、300-mA、低壓差線性穩(wěn)壓器 (Diodes Inc.)

該模塊使用USB接口連接電腦進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)行在Windows、Linux、MacOS和Android下。其技術(shù)性能規(guī)格包括：

作為示波器

模擬輸入：2

最大采樣率：2 Msps

模擬帶寬：200 kHz

分辨率：8位

輸入阻抗：1 MΩ

緩沖區(qū)大小/通道：256 個(gè)樣本

輸入電壓范圍：-14 V 至 20 V

作為邏輯分析儀

數(shù)字輸入：8(3.3V 電平)

最大采樣率：2 Msps

頻率計(jì)數(shù)器：16 Mhz

協(xié)議嗅探器：UART、I2C、SPI

緩沖區(qū)大小：256 個(gè)樣本

作為任意波形發(fā)生器

模擬輸出：1

最大轉(zhuǎn)換率：1 Msps

模擬帶寬：44.1 kHz

分辨率：8位

輸出電壓：±2V

輸出電流：>±7 mA

緩沖區(qū)大?。?56 點(diǎn)

制造商的產(chǎn)品頁(yè)面上提供了完整的功能列表、用戶手冊(cè)、界面軟件、技術(shù)支持論壇等。

最初設(shè)定

Xprotolab Plain 帶有一對(duì)公頭。接頭相對(duì)容易手工焊接。出于實(shí)驗(yàn)?zāi)康模梢栽诤附庸ぷ骱髮⒛K安裝在面包板上，并使用一堆標(biāo)準(zhǔn)的公對(duì)公跳線作為測(cè)試探針。

要開始使用“范圍”，您將需要軟件。對(duì)于 MS Windows，首先下載并安裝接口軟件 (XScope) 和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (WinUSB)。之后，通過將模塊連接到 PC 的 USB 接口上電。當(dāng)應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，它將嘗試自動(dòng)連接。

下一步是通過跳線將模塊的 AWG 引腳連接到 CH1 并觀察 PC 的屏幕。它應(yīng)該如下圖所示。一旦您對(duì)您的設(shè)置感到滿意，請(qǐng)移除跳線并將示波器的輸入連接到您要從中捕獲數(shù)據(jù)的電路中的信號(hào)。

就我而言，我目前將 Xprotolab Plain 連接到一個(gè)電力電子項(xiàng)目的相當(dāng)“骯臟”的原型。電源項(xiàng)目的核心是一個(gè)“Arduino Uno”微控制器，配置為呈現(xiàn)兩個(gè)“交錯(cuò) PWM”輸出。這些信號(hào)具有相同的頻率和脈沖寬度參考，但它們之間具有一定的相移。我希望能夠在輸出功率變化時(shí)監(jiān)控這些信號(hào)。

下圖是 Windows 7 (x64) 筆記本電腦上生成的顯示的隨機(jī)快照。對(duì)我來說很好看!我還通過將其與我更傳統(tǒng)(且昂貴)的臺(tái)式GWInstek DSO(數(shù)字采樣示波器)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較來確認(rèn)顯示的準(zhǔn)確性。

我對(duì)一些事情有點(diǎn)不安。一方面，界面軟件最終并不穩(wěn)定。它似乎有時(shí)會(huì)凍結(jié)。此外，該模塊使用的邏輯電平僅為 3.3 V。如果您需要 5 V 邏輯接口，則需要附加電壓轉(zhuǎn)換器芯片(如德州儀器的SN74LVC245A)來增加輸入容差。

通過 0.1 英寸連接也有噪音方面的問題。測(cè)量模擬信號(hào)時(shí)的標(biāo)頭。更可取的是修改模塊以使用與一對(duì)標(biāo)準(zhǔn) BNC 連接器端接的同軸電纜。這有助于降低模擬信號(hào)上的噪聲。

新德里能源與資源研究所TERI的高級(jí)顧問 Manoj Patnaik采取了另一種方法，他與我分享了這種方法。他的以 Xprotolab Plain 為核心的測(cè)試裝備如下圖所示。他還分享了他使用該工具的經(jīng)驗(yàn)。

“在過去的兩年里，我一直在使用 Xprotolab Plain 來完成我的日?；緪酆庙?xiàng)目。它不能替代像樣的示波器，但對(duì)于預(yù)算有限的修補(bǔ)匠來說無疑是一個(gè)福音。它有兩個(gè)通道和一個(gè)波形發(fā)生器，足以讓人們?cè)诩抑羞\(yùn)行一個(gè)基本的電子實(shí)驗(yàn)室。焊接完 berg 條后，它可以安裝到面包板上，或者可以用香蕉插孔建造一個(gè)外殼，用于連接由鱷魚夾構(gòu)成的探針，就像我所做的那樣。

我沒有太多使用邏輯分析儀，但一直在我的項(xiàng)目中使用通道和波形發(fā)生器。它在 MS Windows 平臺(tái)上運(yùn)行良好;然而，盡管得到了 Gabotronics 論壇的幫助，但到目前為止，我在 Ubuntu Linux 上安裝它還沒有成功。

我面臨的唯一問題是噪音。即使探頭斷開連接，跡線中也會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。但總而言之，這是一件很棒的作品，也是我板凳上的一個(gè)得心應(yīng)手的助手。唯一需要注意的是，它可能無法處理超過 24 伏的電壓，無論如何我都不想嘗試超過它?！?/p>

我的經(jīng)歷與 Manoj 的經(jīng)歷相匹配。在我看來，Xprotolab Plain 是一款直立播放器，以極低的成本提供了良好的效果。

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審核編輯：湯梓紅