frequentie meten met digitale oscilloscoop

Beste forumleden,

Als ik het goed begrijp kan je met een digitale oscilloscoop frequentie meten. Wat moet ik van die nauwkeurigheid voorstellen.
Is de nauwkeurigheid van zulke meting te vergelijken met deze van de doorsnee frequentieteller of is het eerder een aflezing van de periode op een analoge scoop.

Vriendelijke groeten,

Eduard

De nauwkeurigheid van de tijdbasis staat genoemd in de gegevens van de scope. Meestal kan je met een beetje frequentiemeter verder achter de komma kijken.

Het verschil tussen een digitale en analoge scoop is de wijze waarop het signaal wordt verwerkt, ze kunnen allebei wel of niet nauwkeurig zijn...

E. E. A. Hangt af van veel factoren:

Frequentie signaal als eerste
Sample rate
Gehuegen grootte (hoeveel sampels kun je kwijt en hoeveel perioden zijn dat)

Maar denk ook aan de vorm van het signaal. Een zuivere sinus of blok zal beter gaan als een signaal met hoop rommel erop...

Een frequentieteller zal daar beter op ingericht zijn over algemeen.

Maar als jij een muziek audio signaal als input geeft zal de meting weinig zinnig resultaat geven..

Er zijn er ook die kijken helemaal niet naar samplerate, die hebben een hardware counter aan boord die naar de trigger kijkt, en dan krijg je ook vijf of meer cijfers achter de comma.
Die rigols doen dat zeker weten, dus er zijn er vast nog meer.

Dag Sine,

Over Rigol heb ik al goede commentaar gelezen. Gebruik je er zelf een?
Wat vind je van de FFT ? Je mag uiteraard niet de prestaties van een dure spectrum analyser varwachten maar is de FFT bruikbaar om modulatie en harmonischen te bekijken ?

Vriendelijke groeten,

Eduard

Ja, dat is mijn scoopje.

De FFT van de 1052E was vrij dramatisch, van deze heb ik er eigenlijk nog niet mee gespeeld, maar het is dan ook geen spectrum analyzer.

[Bericht gewijzigd door Sine op (15%)]

Hi Eduard2

De meeste moderne digitale scoops kan je frequenties mee meten.
De resolutie en de nauwkerigheid varieert sterk.
Ik heb een scoop die tegen de 5000€ heeft gekost en de nauwkeurigheid is maar zozo wat de frequentie teller betreft, denk aan ruim 5PPM afwijking die niet te corrigeren is.

Ik weet niet wat je nog meer hebt als meetapparatuur, maar moderne functie generators hebben vaak ook een frequentie counter aan boord die beter is dan die in de scoops.
Een voordeel is dat je een functie generator op een frequentie referentie kan aansluiten voor een nauwkeuriger meting.
De Siglent SDG2042X is b.v. zo'n functie generator die een redelijk goed counter heeft.

Nog ene mogelijkheid is een goede tafel DMM, die zijn redelijk nauwkeurig en kunen vaak ook goed lage frequneties meten.

Wat betreft de FFT, verwacht daar niet te veel van, de goedkopere scoops zijn 8-Bit en met wat trucs met de FFT krijg je wat meer resolutie, maar het blijft behelpen.

Ik heb ook een Pico USB scoop van 12 bit, en die doet FFT vrij goed, gebruik ik meestal in de lagere frequeties <100kHz.

Laat maar een weten wat je precies wilt gaan doen en wat je aan apparatuur hebt.

Groet,
Bram

Op 26 augustus 2020 22:28:19 schreef Eduard2:
Als ik het goed begrijp kan je met een digitale oscilloscoop frequentie meten. Wat moet ik van die nauwkeurigheid voorstellen.
Is de nauwkeurigheid van zulke meting te vergelijken met deze van de doorsnee frequentieteller of is het eerder een aflezing van de periode op een analoge scoop.

Dat valt wel mee! Ik heb een goedkope DSO5102 100 MHz scope van Hantek. Als ik daar een 100 MHz sinus op aansluit van mijn Marconi HF-generator TF2015 die digitaal via een PLL gesynchroniseerd is met zijn 5 MHz frequentie-standaard, dan geeft de Hantec een freqentie van 100,001 MHz aan.

Wat betreft FFT: bij een dergelijke goedkope scope moet u daar niets van verwachten, is speelgoed zonder praktisch nut.

1kHz resolutie lijkt voor het bekijken van b.v. modulatie van een FM zender rond deze frequentie echter niet bruikbaar. En resolutie is nog geen nauwkeurigheid.
In de specificaties van de scope staat wat de nauwkeurigheid en stabiliteit zijn, en in de norm waartegen men voor b.v. HF meet wat gehaald moet worden. Een beetje marge kan daarbij geen kwaad.

Zelf gebruik ik de teller op de scope vooral bij metingen aan complexe signalen (b.v. in DC/DC converters) waar een counter terecht van in de war raakt, maar waar twee of drie significante cijfers voldoende zijn. Dat gaat op een scope voortreffelijk, desnoods met handmatig gezette cursors.

De FFT functie doet wat er van te verwachten is; met acht bits kijkt men niet dieper dan (dithering / middeling ?) 50 dB.
Mijn gevoel er bij is dat als de vervorming op de scope zichtbaar wordt er ook wel iets op de FFT te zien zal zijn. Het is daarmee nuttig om grote harmonischen of spurs te bekijken, feitelijk bied het een andere blik op hetzelfde signaal, wat zeker extra inzicht kan geven.
Want 50 dB is niet veel en de resolutie aan de onderkant laag. Om daadwerkelijk iets te meten is een normale analyser met een log detector ordes van grootte beter. Daarbij is voor audio ook een log frequentieschaal gebruikelijk.

Wat mogelijk wel zinnig is is de FFT te doen op het residu uit een klassieke vervormingsmeter, bij audio, of achter een notch filter dat de zendfrequentie onderdrukt, bij HF, te gebruiken, dan kan men ten kosten van extra gedoe dieper kijken. Maar dit zou mijn keuze niet zijn, een app'je op de telefoon is voor audio al beter.

Beste forumleden,

Mijn vraag is dubbel. Het Olens radiomuseum is eerder een verzameling gepensioneerden. We staan verrast van het doorzicht van een tiener die creatief met buizen- en transistorradio's aan de slag gaat. Voor thuisgebruik wil hij een scoop kopen. Het is te overwegen wat hij best koopt: een simpele analoge scoop / een betere analoge scoop / een digitale scoop. Het eerste koop je tweedehands voor een prikje. Voor het tweede moet hij al dieper in de spaarpot schudden. Mits wat opleg is een nieuwe digitale versie haalbaar. Het is af te wachten hoe de hobby evolueert. Gaat hij later meer aan digitale dingen sleutelen dan is een digitale scoop wellicht de beste keuze.

Het tweede luik van mijn vraag is eigen interesse. Ik wil soms een spectrum bekijken. Dat is steeds in het gebied kleiner dan 500 MHz. Ik had de gelegenheid een Voltcraft scoop uit te testen. Het was een 8 bit model uit het lage eind van het gamma. Ik was niet onder de indruk van de FFT. Als je weet hoe het beeld er in het frequentiedomein moet uitzien dan kan je met wat verbeelding dat patroon ontdekken.

Mijn eigen apparatuur is uit het analoge tijdperk. Een 100 MHz Tektronix scoop, een Wavetek functiegenerator, een Velleman counter ...

Vriendelijke groeten,

Eduard

Op 27 augustus 2020 08:33:36 schreef Aart:
1kHz resolutie lijkt voor het bekijken van b.v. modulatie van een FM zender rond deze frequentie echter niet bruikbaar. En resolutie is nog geen nauwkeurigheid.

Dat klopt maar Jeever heeft aannemelijk gemaakt dat het te meten signaal ruimschoots binnen een kHz die 100Mhz zal zijn. De afwijking is dus in de orde van grootte van 1kHz, 10ppm, niet slecht m.i.

Het hangt er allemaal van af waarom je de frequentie aan het meten bent. Als je wilt weten of je een 7.68Mhz of een 8MHz kristal gemonteert hebt, dan is dit ruimschoots nauwkeurig genoeg. Als je weet dat je een 8MHz kristal hebt gemonteerd, maar je merkt dat je klokje na een dag al een paar seconden afwijkt... tja dan moet je op een paar ppm gaan meten.

Van Jeever z'n hantek kan je dan corrigeren: De aanduiding zou wel eens ongeveer 10ppm te hoog kunnnen zijn.

Edit: Ik lees nu je posting tussendoor: Ik raad echt aan een digitale 300-500 euro apparaat te kopen. Zo'n Hantek van Jeever of een Rigol zoals Sine en ik hebben zijn prima dingen. Het "hij is digitaal" levert een aantal features op die je bij een analoge niet hebt. Stil zetten, schaal opdraaien of juist de andere kant op. Dat soort dingen. Bij een analoge scoop kan een oude rot in het vak uiteindelijk bijna hetzelfde, maar voor nieuwelingen is een moderne digitale veel fijner.

[Bericht gewijzigd door rew op (21%)]

Je kan zo een frequentiemeting op een scope vergelijken met een voltmeter op een voeding. Je kan de voeding daarmee prima op bv 9V afstellen om een apparaat te voeden wat een 9V adapter heeft. Maar voor gevoelige elektronica op 5V wil je dan toch liever een externe voltmeter gebruiken.
Ingebouwde meters geven vrijwel altijd een goede indicatie van de te meten grootheid maar ze zijn nooit zo goed als speciaal daarvoor ontworpen meters.

Daar ben ik het HELEMAAL niet mee eens.

Zo'n metertje op een voeding zal er zeg 0.2V op 20V naastzitten. 1%.

Maar bij tijd-metingen, ook op een oscilloscoop, is de boel gebaseerd op een kristal wat makkelijk 20ppm doet. Dus dat ding sampled bijvoorbeeld op 400MHz +/- 20ppm. Dus alle tijdbasis dingen kunnen die nauwkeurigheid hebben. Tja, als je dan 10MHz gaat meten dan zit je met maar 40 samples in iedere periode. Of dat ding dan slim doet om een betere meting te doen of niet, dat weet ik niet, maar in princiepe is er zat informatie om de frequentie dan nog steeds op 20ppm te bepalen. (je hebt dan veel meer dan 1 periode in je buffer gesampled).

@rew ik begrijp je uitleg niet. Bedoel je nu dat de frequentie metint beter of slechter dan 1% is?

Ha rew,

Je kijkt in principe alleen naar het trigger punt dat is de start van de telling en het daarop volgende trigger punt is de stop.
Het trigger kanaal dit is overigens in mijn optiek het belangrijkste kanaal voor de tijd waarneming.... en staat los van de rest van de scope zowel analoog als digitaal.

De ingang van de meeste scopes is een Gaussian filter en heeft een sloop van - 6 dB / octaaf.
Dat is een glooiende flank hierdoor is het pulsantwoord bijna perfect dit is trouwens het enigste filter wat bijna geen groeplooptijd kent.
Door deze vorm is de demping niet heftig en kan het trigger kanaal veel verder kijken dan de signaal kanalen.... immers het gaat bij dit kanaal alleen om de flank te detecteren en niet om het signaal te reconstrueren.
De counter in je scope zal dan ook veel verder doorlopen dan je scope zichtbaar kan maken een 100 MHz signaalingang kan makkelijk tot 250....300 MHz tellen.

Net als bij een alleenstaande frequentie teller is het trigger punt en de tijdbasis belangrijk voor een stabiele meten.
Het trigger kanaal is hier bij uitstek geschikt voor is zeer snel door de speciale pulsversterkers (tunnel diode) en zeer snelle spanningsvergelijker (comparator).
De klok oscillator wordt gebruikt voor de tijdbasis van de scope en tevens voor de poorttijd van de frequentie teller.

Voor een absolute meting zijn ook dit weer de belangrijkste fouten als je een relatieve meting uitvoert dus met de markers dan is bovengenoemde fout niet aanwezig.

Groet,
Henk.

Zo'n metertje op een voeding zal er zeg 0.2V op 20V naastzitten. 1%.

Maar bij tijd-metingen, ook op een oscilloscoop, is de boel gebaseerd op een kristal wat makkelijk 20ppm doet.

Dat is voor de ingebouwde meters voor spanningsmeter kan ik extern tot 6,5 digit meten en voor frequentie heb ik een meter met oven die 5x10-9 doet en dat is 5 ppb ruim 1000x beter dan het kristal van de scope. Dan klopt mijn stelling toch dat speciaal ontworpen meetapparatuur beter is dan ingebouwde meters?

Goede morgen Benleentje,

Uw frequentiemeter is van een nauwkeurigheid die ik niet verwacht bij een scoop en zelfs niet bij mijn Velleman tellertje. Toch blijft frequentie de grootheid die ik het nauwkeurigst kan meten in mijn hobbyplek. Als je geen zendamateur bent zal een hobbyist zelden die nauwkeurigheid nodig hebben.

In mijn schooltijd brachten we een bedrijfsbezoek bij Bell Telephone. Bij de afdeling die instond voor calibratie van de meetinstrumenten hadden ze een kast van bijna 2m hoog. Dat was de frequentiestandaard binnen het bedrijf. Daarnaast stond een ontvanger afgestemd op de 200 kHz draaggolf van Droitwich. Een 100 kHz signaal afgeleid uit de draaggolf en de frequentiestandaard waren aangesloten op de x en y ingang van een scoop. De gevormde 100 kHz Lissajous figuur stond bijna stil. Dat was techniek uit de jaren 60.

Vriendelijke groeten,

Eduard

Eigenlijk is met moderne maatstaven dat lissajous figuur nog steeds behoorlijk lomp. Stel dat ie zo langzaam veranderd dat ie 1x per minuut een "rondje" doet. Dan is dat 1:(60*200000) ongeveer 1ppm.

Dussss... ook als antwoord op eerdere reacties:

Je hebt een "grove indicatie" op je labvoeding. Toch al wel rond de 1% nauwkeurig. Dan kan je met je huis-tuin-en-keuken meetinstrumenten iets nauwkeuriger meten. Spanningen met een scoop meten: Dan zou ik met 1% als behoorlijk blij zijn denk ik.

Maar tijdmetingen zijn inherent "makkelijk" omdat we voor "klokken" kristallen hebben die een heel aardige referentie zijn. Behalve dan wat discretisatie en referentie-afwijkingen zijn tijdmetingen op een scoop gewoon redelijk nauwkeurig.

Natuurlijk haalt het 't niet bij daartoe gespecialiseerde instrumenten. Spanning op 6.5 digits aflezen: ik heb het nooit nodig. Tja. soms kan je in het 5e digit nog een trend aflezen, maar zit je dan niet ook naar thermokoppel spanningen van je probes te kijken?

En als je een eigen oven-gecontroleerde oscillator probeert te maken is nauwkeurig meten aan de frequentie natuurlijk van belang. Maar voor simpele metingen is een scoop niet onverwacht onnauwkeurig. Voor spanningen wel. Door dit topic ben ik me gaan realiseren: Dat het metertje op m'n labvoeding toch eigenlijk wel 1% haalt verbaast me. En dat ik met 1% op m'n scoop voor een spanningsmeting toch eigenlijk wel heel blij mag zijn.

Bedankt Rew,

De digitale scoop heeft voor een groot deel, maar nog niet helemaal, een oude wijsheid onderuit gehaald. Een scoop dient om naar te kijken maar niet om te meten was ooit de spreuk. Helemaal klopte dat toen zelfs niet. Kabelrefecties werden wel vanaf het scherm opgemeten.

Vriendelijke groeten,

Eduard