Siglent SDS1102CML+ ve SDS1104X-E modellerinin genel bir kıyaslaması

[taydin]

Piyasada uygun fiyata alınabilecek iki çeşit osiloskop var.

1) USB bağlantısı ile bir bilgisayara bağlanan ve kullanıcı arayüzü bilgisayarda olan osiloskoplar.
2) Son derece limitli ve olabilecek en düşük fiyatı tutturmaya yönelik tasarlanan osiloskoplar.

Hesaplı USB bazlı osiloskoplara Hantek, Instrustar gibi markaları örnek verebiliriz. Bu arada son derece işlevsel ve profesyonel kullanıma uygun USB bazlı osiloskoplar da var, örneğin Picoscope ve bu marka buradaki konumuzun dışındadır. Hesaplı diğer osiloskop markaları, Owon, Hantek, UNI-T, AA Tech örneklerini verebiliriz.

Bana göre bu hesaplı osiloskopların en büyük dezavantajı, bir hardware trigger devresinin olmaması. O nedenle bu osiloskoplar, sadece sinyal şeklini görüntülemede verimli bir şekilde kullanılabilir. Ama modern osiloskopların çok önemli bir görevi de, nadir olan bazı olayları yakalamak ve bu olay olduğunda diğer sinyallerin durumunu görüntülemektir. Yukarıda bahsettiğim en alt sınıf osiloskoplarda trigger tamamen yazılımsal olarak yapılır. Osiloskop bir miktar veri toplar, sonra bu veri üzerinde yazılımsal olarak analiz yapar ve trigger şartları oluştu mu diye bakar. Bu analiz sürecinde de osiloskop yeni olaylara TAMAMEN KÖRDÜR. Ancak çok sık ve çok yavaş ölçekte olan olayları güvenli bir şekilde yakalayabilir. O yüzden bu tip osiloskopları sadece en temel osiloskop kullanım uygulamaları için değerlendirmek lazım.

Devre tasarımı ve tasarımdaki problemlerin araştırılması için ise bu tip osiloskoplar çok verimli olmayacaktır. Bu konuda, tam da bu uygulamalarda verimli bir şekilde kullanılabilecek ve fiyatı da gene nispeten uygun olan iki tane osiloskop modeli karşılaştıracağız.

Hardware trigger devresine sahip ve bolca örnekleme belleği bulunan 2 kanallı Siglent SDS1102CML+. Bu cihaz, en azından benim yaptığım araştırmalara göre, bir osiloskop'tan beklenen tüm temel işlevleri yapabilen ve hem hobi hem de profesyonel olarak kullanılabilecek bir cihaz. Şu anda piyasa fiyatı 3500 TL gibi.

Aynı firmanın 4 kanallı Siglent SDS1104X-E modeli ise, daha derin örnekleme belleği ve seri protokol çözümleme özellikleri eklemektedir. Şu anda fiyatı 5100 TL gibi.

Bunların ayrıntılı özellikleri ile ilgili, her özelliği açıklamalı olarak karşılaştıracağız.

 

[Sercan]

Siglent SDS1104X-E normal şartlarda 500 dolarlık bir ürün. (Siglent SDS1102X-E olanın 4 kanallısı, bu arada verdiğin link de hatalı) Geçen gün Amazon.com'da 75 dolar indirimli satıştaydı. Vergiler dahil 677 dolar yerine 590 dolar gibi bir fiyata alınabiliyordu.

Siglent kendi sitesinde 430 Euro'ya satıyor üstelik kargo bedava yazıyor. Bugün ki kura göre resmi sitesindeki satışı 4100 TL. %20 normal gümrük fiyatı ile 4900 TL olur.

Bu fiyata bile razı olunur olunabilir ama bizim ülkede gümrük riskine girilmez. Yüksek ihtimalle gümrükte bir buse almadan bırakmazlar. Güvercin dışkısından umutlanmak kadar saçma, tam bir piyango!

 

[taydin]

Linki ve konu başlığını düzelttim. Aslında nispeten hesaplı olan 2 kanallı bir osiloskop ile daha gelişmiş 4 kanallı bir osiloskobu kıyaslıyoruz.

 

[Sercan]

Aynı firmanın Siglent SDS1102X-E modeli ise, daha derin örnekleme belleği ve seri protokol çözümleme özellikleri eklemektedir. Şu anda fiyatı 5100 TL gibi.

Yazan model (1102) 2 kanal link ise 4 kanallı (1104) model. Düzelmemiş.

 

[taydin]

BANT GENİŞLİĞİ

---

Her iki modelin de bant genişliği 100 MHz, ama basit bir hack ile ikisi de 200 MHz seviyesine çıkarılabiliyor. Ama cihazla gelen standart problar 100 MHz bant genişliğine sahip, o yüzden hack ile bant genişliği 200 MHz yükseltildiğinde bu bant genişliğine uygun prob da kullanılması gerekecektir.

Bir osiloskoba bant genişliğinin üzerinde frekansa sahip bir sinyal uygulanırsa, sonuç aşağıdaki ikisinden birisi olur:

1) Eğer uygulanan sinyal sinüsoidal ise, genlik azalmış olarak görülür.

2) Eğer uygulanan sinyal sinüsoidal değil ise, genlik azalmış olarak görülür, sinyalin şekli de olduğundan farklı görüntülenir.

Bunun dışında, uygulanan sinyal sinüsoidal değil ise, frekans değeri bant genişliğini geçmediği halde gene şekli olduğundan farklı görüntülenebilir. Bunun sebebi, sinüsoidal olmayan sinyallerin, frekansları sonsuza kadar uzanan ve genlikleri giderek azalan harmoniklerden meydana gelmeleri. 100 MHz lik bir osiloskoba 60 MHz lik bir kare dalga uygulanırsa, bu osiloskop sadece kare dalganın temel harmoniği olan 60 MHz lik bir sinüs görüntüleyecektir ve sinyalin gerçekte kare dalga olduğu anlaşılamayacaktır. Sürekli kare dalgalar ile çalışılacaksa (dijital elektronik), karşılaşılacak en yüksek kare dalga frekansının EN AZ 5 katı bant genişliğe sahip bir osiloskop seçilmeli ki kare dalga gerçeğine yeterince yakın olarak görüntülensin. Yani 50 MHz lik kare dalgalarla çalışacak birisinin EN AZ 250 MHz bant genişliğine sahip bir osiloskoba ihtiyacı vardır.

 

[taydin]

KANAL SAYISI

---

SDS1102CML+ 2 kanallı, SDS1104X-E ise 4 kanallı. Kanal sayısının fazla olması, özellikle dijital devrelerle çalışırken çok yararlı oluyor, çünkü birçok dijital protokol ya 2'den daha fazla sinyalle gerçekleştiriliyor, yada 2 sinyalle gerçekleşse bile bu sinyallerin durumuna bakarken ilave başka voltajlarında gözlemlenmesi gerekebiliyor. Çoğunlukla analog devrelerle uğraşılacaksa, 2 kanallı bir osiloskop yeterli olur. Ama çoğunlukla dijital devrelerle uğraşılacaksa, 4 kanal çok büyük kolaylık ve zaman tasarrufu sağlar.

Kanal sayısının bir diğer faydası da, her kanalın bir trigger kaynağı olarak tanımlanabilmesi ve o kanalda yakalanan bir olaydan sonra diğer tüm kanalların (zaman korelasyonlu olarak) durumunun görüntülenebilmesi.

 

[taydin]

ÖRNEKLEME HIZI

---

SDS1102CML+ nin her iki kanalında da örnekleme hızı sabit 1 GSa/s. SDS1104X-E de ise sadece iki kanal aktif ise 1 GSa/s ile örnekliyor, daha fazla kanal aktif ise örnekleme hızı 500 MSa/s ye düşüyor.

Nyquist teoremine göre, bir sinyali kayıpsız olarak örnekleyebilmek için, o sinyalin en yüksek harmonik bileşeninin en az iki katı bir hızla örneklememiz gerekiyor. Örneğin 50 MHz lik bir sinüs dalgasını kayıpsız bir şekilde örnekleyebilmek için en az 100 MSa/s lik bir örnekleme hızı kullanmalıyız. Ama osiloskoplar sadece görüntüleme amaçlı olarak örnekleme yapmıyor. Aynı zamanda toplanan örnekler üzerinde, yükselme zamanı, düşme zamanı, genlik, frekans gibi ölçümler yapması gerekiyor. Ayrıca, sinüsoidal olmayan sinyaller ölçüldüğünde, bunların üst harmoniklerinin de doğru bir şekilde hesaba katılması gerekiyor. O yüzden örnekleme hızının nuquist kriterinin çok üzerinde olması gerekir. Genel olarak önerilen, örnekleme hızının, bant genişliğinin 5 katı olmasıdır. Mevcut 100 MHz bant genişliğine göre düşünürsek 500 MSa/s bile yeterli bir örnekleme hızıdır. Ama bu cihazları hackleyip 200 MHz'e çıkarıldığında artık 500 MSa/s örnekleme hızı SDS1104X-E için marjinal bir hale geliyor.

 

[Sercan]

Ama bu cihazları hackleyip 200 MHz'e çıkarıldığında artık 500 MSa/s örnekleme hızı SDS1104X-E için marjinal bir hale geliyor.

Bunların 200 MHz olan üst modeli (1204) aynı şekilde çift kanal 1GSa/s dört kanal 500 MSa/s hızında. O zaman bir üst model aslında çok verimsiz. Bu durumda hacklemek varken fazla para verip almanın 2 yıllık garanti dışında hiçbir mantığı yok.

200 MHz olan üst modelin bu hesaba (tavsiye edilen 5 kat) göre çift kanal 2 GSa/s dört kanal 1 GSa/s olması gerekiyor. Siglent üst model neden aynı örnekleme hızında piyasaya sunuyor? 5 kat olmaması daha pahalı bir cihazda işe yarıyorsa o zaman bu tavsiye garipleşiyor. Sanki bir paradoksa bakıyor gibiyim.

 

[taydin]

BELLEK DERİNLİĞİ

---

SDS1102CML+ için hafıza derinliği 40 kpts/ch olarak verilmiş. Ama bazı şartlarda ve muhtemelen bazı kısıtlamaları da göze alarak tek kanal için 2 Mpts/ch, iki kanal için 1 Mpts/ch seviyesine yapılandırılabiliyor. Muhtemelen örnekleme hızının düşmesini ve tazeleme hızının da büyük ölçüde azalmasını göze alarak mümkün oluyordur bu. Ayrıntılarına kullanım kılavuzunda bakmak lazım. O yüzden bunun hafıza derinliğini 40 kpts olarak kabul etmek, karşılaştırma anlamında daha doğru olur.

SDS1104X-E için hafıza derinliği, sadece iki kanal aktif ise 14 Mpts/ch, daha fazla kanal aktif ise 7 Mpts/ch olarak verilmiş. Derin hafıza, özellikle dijital devrelerde ve protokol haberleşmesinde oluşan problemleri çözümlemek için hayati önemde bir özelliktir. O yüzden SDS1104X-E nin derin hafızası çok büyük bir avantajdır.

Genel olarak, derin hafızalı osiloskoplar, çok uzun bir zaman aralığını çok ayrıntılı olarak gösterebilmektedir. 14 Mpts lik bir hafızanın anlamı, 1 GSa/s örnekleme hızı ile 14 milisaniyelik bir zaman diliminde olup biten herşey saklanabilir. Örnekleme hızı 5 MSa/s olarak yapılandırılırsa (birçok dijital uygulama için yeterli bir örnekleme hızı), 2.8 saniyelik bir zaman diliminde olup biten herşey saklanabilir ve sonra da incelenebilir! Ama 40 kpts ile yapılabilecek şeyler çok kısıtlıdır. Maksimum örnekleme hızı olan 1 GSa/s durumunda en fazla 40 mikrosaniyelik bir zaman dilimi kayda alınabiliyor

 

[taydin]

Bunların 200 MHz olan üst modeli (1204) aynı şekilde çift kanal 1GSa/s dört kanal 500 MSa/s hızında. O zaman bir üst model aslında çok verimsiz. Bu durumda hacklemek varken fazla para verip almanın 2 yıllık garanti dışında hiçbir mantığı yok.

200 MHz olan üst modelin bu hesaba (tavsiye edilen 5 kat) göre çift kanal 2 GSa/s dört kanal 1 GSa/s olması gerekiyor. Siglent üst model neden aynı örnekleme hızında piyasaya sunuyor? 5 kat olmaması daha pahalı bir cihazda işe yarıyorsa o zaman bu tavsiye garipleşiyor. Sanki bir paradoksa bakıyor gibiyim.

Örnekleme hızının, bant genişliğinin EN AZ 2.5 katı olması lazım, ama genel olarak önerilen 3 - 5 katı olmasıdır. Bu hız arttıkça, yapılan ölçümlerin çözünürlüğü ve doğruluğu iyileşiyor. Benim 1 GHz lik osiloskobun örnekleme hızı 20 GSa/s, yani 20 katı. Bu da otomatik ölçümlerde büyük doğruluk ve hassasiyet olarak ortaya çıkıyor.

 

[taydin]

ADC ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ

---

Her iki cihaz için de ADC çözünürlüğü 8 bit olarak verilmiş. Çok düşük seviyeli voltajları çok yüksek bir çözünürlük ile ölçmek gerekmiyorsa (örneğin audio analizi) 8 bit çoğu uygulama için yeterlidir. SDS1104X-E için bir de "high res" diye bir mod var ve ADC nin efektif bit sayısını 3 artırıp 11 yapabiliyormuş. Ama bunlar yazılımsal hileler ve hangi şartlarda nasıl bir sonuç veya fayda sağlayacağı net değildir. Önemli olan ADC nin hardware çözünürlüğü, o da her iki cihaz için 8 bit.

 

[Sercan]

Bu hız arttıkça, yapılan ölçümlerin çözünürlüğü ve doğruluğu iyileşiyor.

Tamam bunda hemfikiriz hatta hız arttıkça para da artıyor. Herhalde Nasa uzaya roket göndermeyi bıraktığında oradaki mühendisler sıkıntıdan senin kullandığın osiloskopu tasarlamışlar. Aynı zamanda uzay mekiği işinden alışkın oldukları parayı, senin osiloskopun fiyat etiketine eklemişler.

Siglent için hack videolarını filan da izledim. Yapılan işlem zor değil ve mali olarak da fark oluşturacak bir ekleme de yok. Resmi fiyat farkı 230 Euro olan aynı markanın iki modeli arasındaki fiyat farkı var ki bu fark diğerinin %50si. Yani o zaman Siglent burada garip bir satış politikası sürdürüyor?

 

[taydin]

SİNYAL KAYDETME HIZI

---

Bütün dijital osiloskoplar önce ADC den veri okuyup hızlı bir belleğe yerleştirirler, sonra da bu veriler üzerinde işlem yapıp görüntülerler. Veriler üzerinde işlem yapıp görüntülemenin yapıldığı bu zaman aralığında osiloskop, girişinde olup biten herşeye kördür. Bu zaman aralığına "ölü zaman" (dead time) deniyor ve bu zamanın mümkün mertebe kısa tutulması istenir. Özellikle dijital devrelerde, nadiren meydana gelen bir olayı yakalamak için bu sinyal kaydetme ve tazeleme hızı son derece kritiktir. Örneğin yarım saatte bir meydana gelen bir glitch varsa ve osiloskobun da ölü zamanı çok fazla ise, artık osiloskop o glitch'i yakalayacak diye saatlerce beklemek zorunda kalınabilir.

Bu iki cihazın bu açıdan değerlendirdiğimiz zaman, SDS1104X-E için normal modda kaydetme hızı saniyede 100,000 dalga, dilimlenmiş modda (segmented mode) kaydetme hızı saniyede 400,000 dalga olarak verilmiş. Bu çok iyi bir rakam ve ölü zamanın neredeyse hiç olmadığını gösteriyor. Bu cihazın çok nadir olan olayları bile yakalaması neredeyse garantidir.

Ama SDS1102CML+ için herhangi bir kaydetme hızı belirtilmemiş. Bellek ile ilgili kısıtlamaları da gözönüne aldığımızda, kaydetme hızının oldukça düşük olduğunu tahmin ediyorum. Herhalde pazarlama anlamında bir fayda getirmeyecek kadar önemsiz bir rakam ki, datasheet'e koyma zahmetine girmemişler

 

[taydin]

DİKEY DOĞRULUK VE DUYARLILIK

---

Her iki cihaz için de DC doğruluk, çok küçük voltajlar için %4, diğer durumlar için %3 olarak verilmiş. Bir osiloskop için çok da yadırganmayan bir oran bu. Çok daha pahalı cihazlarda da durum çok farklı olmuyor.

Ama SDS1104X-E modelinin 500 µV/div kademesi varken, SDS1102CML+ de en düşük kademe 2 mV/div. Buradan şu sonucu çıkarabiliriz: SDS1104X-E modelinin giriş devresi daha düşük gürültülü ve düşük seviyeli sinyalleri görüntülemede daha verimli olacaktır.

 

[taydin]

PROTOKOL ÇÖZÜMLEME

---

Burada SDS1104X-E modelinin çok büyük avantajı var. Standart olarak I²C, SPI, UART, CAN, ve LIN seri haberleşme protokollerinin gerçek zamanlı çözümlemesini yapabiliyor. Dijital devrelerle çalışanlar için bulunmaz bir nimet.

 

[taydin]

LOJİK ANALİZÖR ÖZELLİĞİ

---

SDS1104X-E modelinde opsiyonel olarak 16 kanallı lojik analizör desteği eklenebiliyor. Ama bu opsiyonun fiyatı, avrupa sitesinde 383 Avro olarak görünüyor, Türkiye'deki bayi de biraz geçirecek, ayrıca KDV kıl tüy derken neticede bir osiloskop parası daha gidecek O yüzden fiyat/performans anlamında çok çekici bir çözüm değil.

Ama piyasadaki ucuz USB bazlı lojik analizörlerin yetersiz kalacağı yüksek hızlı dijital devrelerle çalışmak gerekiyorsa, veya dijital sinyallerle analog sinyallerin zaman korelasyonlu olarak görüntülenmesi gerekiyorsa, o zaman bu lojik analizör opsiyonu gerekli olur.

 

[taydin]

TRİGGER ÖZELLİKLERİ

---

Her iki cihazda da, iyi osiloskoplarda bulunan hardware trigger devresi var ve temel trigger yapılandırmalarını destekliyor. Ama SDS1104X-E modelinin gene dijital devrelerle çalışma açısından çok önemli bir avantajı var. Protokol çözümleme özelliği olduğu için, çözümlenen verilere göre de trigger tanımlanabiliyor. Yani diyelim I²C bus ile uğraşıyorsun ve bazan 7F den daha büyük bir byte geliyor ve sistem sapıtıyor. İşte bu byte geldiğinde sistemdeki diğer sinyallerde neler olup bitiyor anlamak için bu durumu bir trigger olarak tanımlayabiliyorsun. Bu, günlerce bir haberleşme bug'ı ile sürünmek veya 1 saate problemi çözmek arasındaki farktır ve çok önemlidir.

Ayrıca SDS1104X-E modelinde ilave olarak bazı gelişmiş trigger'lar tanımlanabiliyor. Örneğin birden fazla girişin durumuna göre trigger (pattern trigger) var. Ayrıca trigger devresinin çözünürlüğü daha iyi, bu da ekranda çok daha stabil bir sinyalin görüntülenmesi demektir.

 

[taydin]

Genel özellikler anlamında durum bu. Bunların dışında SDS1104X-E modelini tercih etmek için önemli birkaç sebep daha var:

1) SDS1104X-E modelinde dilimlenmiş veya zamana yayılmış veri toplama özelliği var (segmented acquisition). Bu da gene dijital devrelerle çalışırken, osiloskobun efektif saklama belleğini kat kat artırmaktadır. Bu modda osiloskop, sürekli veri kaydedeceğine, girişte sadece kayda değer bir hareketlenme olduğunda kayda geçer ve böylece işlem sonunda birçok veri "paketi" olur elimizde. Sonra da bu paketlerin her birisinin tam olarak ne zaman kaydedildiğini ve içeriğinin ne olduğunu inceleriz.

2) SDS1104X-E modelinde ekrandaki grafiğin parlaklığı, o sinyalin değişim hızına bağlı olarak daha parlak veya daha sönük görüntülenir. Bu aynen analog osiloskopların katot ışınlı tüpünün davranışı gibidir ve sinyalin zihinde daha iyi algılanmasını sağlar.

3) 1 Mpts FFT modu. Çok ayrıntılı spektrum analizi yapılmasına izin verir.

4) Bode diyagramı çizimi.

Bunun dışındaki ıvır zıvır özellikler artık ilgili cihazların web sayfasındaki kullanma kılavuzları incelenerek anlaşılabilir. Burada bir özet geçmek gerekiyorsa, daha çok analog devrelerle işi olan birisi için SDS1102CML+ yeterli olabilecektir, ama dijital devrelerin tasarımı ve ortaya çıkan sorunların araştırılıp çözülmesi ile uğraşan birisi, SDS1104X-E modelinin sağladığı ilave özelliklerden çok yararlanabilecektir.

Ama sadece bir sinyalin şeklini göreyim, kabaca frekans ve genliğini ölçeyim diyen birisi için bu iki cihaz da biraz fazla olur. Onlar için ucuz USB bazlı bir osiloskop veya Hantek, Owon, AA Tech gibi markaların cihazları da iş görür.

 

[taydin]

Siglent ve Rigol gibi bilinen markaları tercih etmenin bir avantajı da, bu firmaların kendi cihazları için birçok aksesuar da bulunduruyor olmaları. Örneğin her iki firma da değişik pasif/aktif problar, akım probları, yüksek voltajlı diferansiyel probların da satışını yapıyor. Siglent ve Rigol daha ortada yokken bu tip probları ancak Keysight, Tektronix, Yokogawa, Rohde & Shwarz, gibi firmalardan temin etmek gerekiyordu ve fiyat son derece uçuk oluyordu.