Измерительное оборудование для начинающих: ключевые критерии выбора

Время чтения: 16 минут

Приборы и материалы в статье подобраны для начинающих радиоэлектронщиков: оборудование сравнительно недорогое и универсальное. Каждый прибор будет снабжён ссылкой в каталог Суперайс, в котором вы легко купите всё, что нужно, проконсультируетесь с менеджером и оформите бесплатную доставку.

Мультиметр (в СССР он назывался авометр — ампервольтомметр) — незаменимый инструмент, причём такое звание он заслужил. Простейшие модели измеряют величину напряжения, силы тока и электрического сопротивления со средней точностью и выполняют несложные виды проверок (транзисторов, диодов, «прозвонку» участка цепи на обрыв и т. п.). Старшие модели имеют повышенную точность и расширенный функционал, дополненный увеличенными диапазонами измерений, умением измерять параметры некоторых электронных компонентов (ёмкости конденсаторов, индуктивности катушек), а также некоторыми видами измерений: например, частоты переменного тока, температуры с помощью внешнего датчика и прочих. Модели средней и высшей цены, для профессионалов, в статье рассматриваться не будут.

Условно мультиметры делятся на стационарные и портативные. Стационарные мультиметры появились раньше и позиционировались как профессиональный инструмент, поэтому были дороже. Хотя сегодня есть недорогие модели для домашней лаборатории. Портативные электронные мультиметры в массовом доступе появились относительно недавно (конец 80-х — начало 90-х).

Сегодня доступна обширная линейка приборов: от простейших, стоимостью 200–300 рублей, до ультрафункциональных стоимостью 5000 и выше. И стационарные, и портативные мультиметры не имеют принципиальных отличий. Разница кроется в деталях: портативные модели, как ясно из названия, мало весят, компактны и работают от встроенного источника питания. А стационарные имеют дисплеи большей, чем у портативных мультиметров, диагонали. Ещё у них расширенный функционал и, как правило, поддержка взаимодействия с персональным компьютером (по интерфейсу RS-232 или USB) и другим внешним оборудованием. Новичкам стоит начинать с портативного мультиметра.

Также упомяну об аналоговых стрелочных мультиметрах, которые ещё не так давно использовались. Выпускающиеся в СССР, они имели маркировку, начинающуюся с литеры «Ц», что дало простонародное название — «цэшки».

Сегодня стрелочные мультиметры хоть и выпускаются (в основном китайскими производителями), но морально устарели, так как они с невысокой точностью и скромным функционалом. Задач, где они были бы незаменимы, нет.

ANENG DM850

Мультиметры этой серии поистине народные. Оригинальная модель была выпущена ещё в 90-х, скопирована производителями и сегодня выпускается во многих модификациях. Хоть снаружи они и отличаются, но имеют аналогичную конструкцию и схемотехнику. Мультиметры имеют базовый функционал, удовлетворительную точность, среднее качество материала корпуса и щупов, но крайне низкую цену.

Рекомендую начинающим радиолюбителям начинать свои первые шаги с этого мультиметра. Он станет неплохим тренажёром: при неосторожности можно легко сжечь прибор, а сжечь мультиметр за 5 тысяч гораздо обиднее, чем этот, за условные 600 рублей. Прибор поддерживает измерения напряжение постоянного и переменного тока, величину силы постоянного тока, сопротивления, а также режимы проверки диодов и измерения коэффициента усиления биполярных транзисторов.

Плюсы:

Минусы:

ANENG M20

Недорогой мультиметр с автоматическим выбором предела измерения. Поддерживает измерения постоянного и переменного напряжения, величины силы постоянного и переменного тока, сопротивления, частоты переменного тока, электрической ёмкости, температуры (с помощью внешнего датчика, входящего в комплект). Имеется функция определения целостности электрической цепи («прозвонки»), бесконтактного определения наличия напряжения (NCV), а также встроенный фонарик. Особенностью мультиметра стала функция TrueRMS, высокоточно измеряющая напряжение и величину силы переменного тока. Подойдёт для электротехнических измерений.

Плюсы:

Минусы:

ANENG AN8009

Современный недорогой мультиметр с автоматическим выбором предела измерения. В дополнение к предыдущей модели умеет измерять коэффициент рабочего цикла и напряжение падения на полупроводниковом диоде. Мультиметр эргономичен, имеет чёткий дисплей, высокую скорость работы и функционал, достаточный для тестирования как аналоговой, так и цифровой электроники.

Плюсы:

Минусы:

Вторым по важности после мультиметра является осциллограф. Он предназначен для визуального наблюдения формы электрического сигнала и периодических процессов. Первыми осциллографами были приборы, производившие отрисовку формы электрического сигнала на движущейся бумажной ленте: такая конструкция и дала название всему классу устройств (лат. oscillo — изменяться; греч. γραφω (grafo) — записывать). Позже появились аналоговые осциллографы, которые уже не отрисовывали, а отображали форму на экране осциллографической трубки — ближайшем родственнике электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), более известной как кинескоп.

Просуществовали аналоговые осциллографы до 90-х годов XX века и были заменены цифровыми, которые помимо наблюдения за формой, предоставляют много других функций: запись осциллограмм, различные программные фильтры, возможность применения математических операций (сложение двух сигналов, вычитание одного из другого, преобразование Фурье и т. п.), распознавание сигнала сложной формы и применение особого режима работы именно для них (ТВ-сигнал, Ethernet и CAN-сигналы или других видов цифровых сетей) и т. п. Осциллограф незаменим при работе с сигналом как звуковой, так и высокой частоты, и широтно-импульсной модуляции, имеющимся в импульсных блоках питания и преобразователях, при работе с потоками цифровых данных и т. п.

Цифровые осциллографы имеют множество критериев, по которым они различаются (в том числе и ценой). Но постараемся абстрагироваться от сложных для новичка моментов в выборе. Основным критерием, как и в случае выбора мультиметра, будет невысокая стоимость в сочетании с неплохим функционалом и достаточной универсальностью.

Осциллографы тоже есть стационарные и портативные. Но в отличие от мультиметров, начинающему радиолюбителю больше нужны стационарные приборы, функциональные и не такие дорогие. Портативные модели низкого и среднего ценового класса обладают скромными характеристиками и низкой функциональностью. А высококлассные портативные осциллографы дороже, но и созданы для профессионалов.

Помимо стационарных и портативных осциллографов, существуют осциллографы-приставки к компьютеру, которые предназначены только для оцифровки входящего сигнала: обработка и визуализация выполняются средствами персонального компьютера или планшета. Они, как правило, недорогие, но функциональные. Но для новичка знакомство с осциллографом лучше начать с классического представителя — настольного аппарата.

FNIRSI 1014D

Он специально был спроектирован для начинающих радиолюбителей в качестве первого учебного осциллографа. Есть два независимых канала частотой до 100 МГц. Осциллограф имеет частоту дискретизации 1 Гвыб/сек, характерную для моделей не ниже средней ценовой группы. Также особенностью, которая порадует начинающих специалистов, стал встроенный генератор сигналов, подающий сгенерированный импульс на вход исследуемого устройства, например, усилителя звуковой частоты, а уже с помощью осциллографа оператор отслеживает путь его прохождения от входа до выхода и измеряет.

Встроенный генератор работает по принципу прямого синтеза частоты (DDS): сигнал хранится в цифровом виде в памяти осциллографа, а воспроизводится с помощью цифро-аналогового преобразователя (смотри статью «ТОП-10 типовых узлов в схемотехнике цифровых устройств»): выходным сигналом может быть как обычный синусоидальный, так и прямоугольной, треугольной, пилообразной формы и некоторых других с частотой до 10 МГц. Осциллограф имеет цветной 7-дюймовый ЖК-дисплей разрешением 800*480 пикселей.

Плюсы:

Минусы:

HANTEK DSO2C10

Он будет незаменим как и для начинающих радиолюбителей, так и уже имеющих некоторый опыт и нуждающихся в качественном измерительном приборе. Осциллограф имеет два независимых измерительных канала, позволяющих измерять сигнал частотой до 100 МГц и частоту дискретизации 1 Гвыб/сек, которая доступна в устройствах средней цены и выше. ПО содержит мощный математический аппарат, в режиме реального времени выполняющий простые и сложные математические операции со входными сигналами, быстрое преобразование Фурье по разным алгоритмам и многие другие. Прибор способен к множеству оперативных автоматических измерений (частота, амплитуда, период, среднее квадратическое значение, время нарастания/спада, коэффициент заполнения ШИМ-сигнала и множество других). Осциллограф имеет цветной жидкокристаллический дисплей с диагональю 7 дюймов и высокой разрешающей способностью 800*480 пикселей.

Плюсы:

Минусы:

О них уже упоминалось в предыдущем разделе. Генератор сигналов является устройством для воспроизведения (генерации) импульсов определённой формы и характеристик (амплитуда, частота и других). Большинство устройств строятся по схеме прямого цифрового синтеза (DDS — Direct Digital Synthesis — «Прямой Цифровой Синтез»), суть которого заключается в том, что сигнал хранится в цифровом виде в памяти осциллографа, а воспроизводится с помощью цифро-аналогового преобразователя. DDS позволяет получить на выходе генератора высокой степени точности и с недостижимыми другими типами генераторов параметрами стабильности.

Генераторы сигналов различных типов, как часть устройства, применяются в электронном оборудовании. Это супергетеродинные радиоприёмники и радиопередатчики, генераторы тактовых импульсов вычислительной техники, импульсные блоки питания, преобразователи, инверторы, измерительные приборы и многие другие.

Генератор сигналов, как законченное устройство, важный и необходимый прибор в любой, даже домашней, радиолюбительской лаборатории или мастерской. Он формирует сигнал с нужными параметрами для использования при конструировании или ремонте аппаратуры.

JUNCE JDS6600

Популярный мультифункциональный генератор сигналов для радиолюбителей. Прибор имеет два канала, позволяющих получить два вида выходного сигнала любой формы с частотой от 0.01 мкГц до 60 МГц (только для синусоидальных колебаний, для других видов колебаний 6 МГц), то есть от инфразвуковых колебаний до радиочастот диапазона коротких волн. Цифро-аналоговый преобразователь имеет высокую для такого класса устройств разрядность 14 бит. Генератор имеет 60 сохранённых форм, ещё формирует сигнал произвольной формы, если для задачи не найдётся подходящего. Есть встроенный частотомер до 100 МГц, поступающей с внешнего источника, а также счётчик импульсов, который незаменим при конструировании и ремонте вычислительной техники. Оснащён защитой выходов от короткого замыкания, позволяющей пользоваться прибором не боясь повредить его, случайно замкнув выходные зажимы.

Будет полезен тем, кто планирует разрабатывать или ремонтировать устройства, работающие с частотами звукового диапазона (усилители, проигрыватели, эквалайзеры, компрессоры), импульсные блоки питания, преобразователи напряжения и частоты, инверторы и приёмо-передающую аппаратуру радиодиапазона от длинных до коротких волн.

Плюсы:

Минусы:

Генератор ВЧ сигналов 0.5 - 470 МГц

Он высокочастотный: минимальная частота генерируемого сигнала составляет 500 кГц, а максимум — 470 МГц. Диапазон частот перекрывает радиочастотный диапазон от средних волн до большей части диапазона телевидения, включая все диапазоны любительской и служебной радиосвязи. Работает по принципу прямого цифрового синтеза. Есть модуляция ВЧ-сигнала, как амплитудная, так и частотная, а также возможность подмешивания в модулированный выходной сигнал колебаний субтонов тонально-кодовой системы шумоподавления CTCSS. Этот функционал крайне необходим для ремонта и отладки профессиональной аппаратуры радиосвязи.

Прибор для тех, кто планирует заняться ремонтом, настройкой и разработкой приёмо-передающей техники (радиоприёмники, радиопередатчики, связные радиостанции, телевизоры и т. п.)

Плюсы:

Минусы:

Он один из простейших в плане эксплуатации: большинство тестеров электронных компонентов из органов управления имеют лишь одну кнопку! Мультиметры имеют как минимум переключатель режимов, на некоторые осциллографы или генераторы сигналов вообще страшно смотреть, так как возникает впечатление, что разобраться в изобилии ручек и кнопок не хватит и целой жизни. А тут серьёзный прибор с одной кнопкой! Тестер электронных компонентов — автоматическое устройство, самостоятельно определяющее тип подключённого электронного компонента, его цоколёвку, исправность и характеристики с точностью ±1%!

Тестер электронных компонентов способен в подключённой радиодетали распознать резистор, конденсатор, катушку индуктивности (дроссель), диод любого типа, транзистор любого типа и структуры, тиристор, динистор, симистор и некоторые другие. А также составные компоненты, к примеру, двойные диоды, конденсаторы, резисторы и т. п. Помимо распознавания компонента, тестер выводит на дисплей цоколёвку электронного компонента и основные характеристики (сопротивление, ёмкость, ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление, ESR), индуктивность, падение напряжения на p-n-переходе).

Практически все тестеры похожи и незначительно отличаются оформлением, эргономикой и прочими нефункциональными характеристиками. Польза прибора очевидна. Каждый, кто занимается с электронной техникой, обязан его иметь.

Многофункциональный измеритель LCR-T4 (RLC, ESR, транзисторы)

Удивительно недорогой и функциональный прибор. Соотношение цены и функциональности поражает. При внешней незамысловатости тестер способен определить исправность, цоколёвку и характеристики богатой номенклатуры электронных компонентов. Конструктивно состоит из колодки для подключения испытуемого компонента, контактных площадок для измерения компонентов для поверхностного монтажа (SMD), дисплея, на который будет выводиться информация, и кнопки запуска тестирования. Тестер поставляется в виде платы: корпус и элемент питания 9 вольт отсутствуют.

Плюсы:

Минусы: