De Alientex DM40C Digital Multimeter Handheld Oscilloscope Signal Generator is een innovatieve en veelzijdige handheld testoplossing ontworpen voor elektrotechnici, elektronica-hobbyisten en ingenieurs. Dit compacte, draagbare apparaat integreert een krachtige digitale multimeter met een oscilloscoop en een signaalgenerator, waardoor gebruikers een alles-in-één tool krijgen voor verschillende elektrische test- en meettoepassingen.
Vanaf zijn multimeterfunctionaliteit biedt de DM40C een breed meetbereik van 4000 tellen, waardoor een nauwkeurige meting van spanning, stroom, weerstand en continuïteit mogelijk is. Met zijn echte RMS-meetcapaciteit levert deze multimeter nauwkeurige metingen, zelfs voor niet-sinusvormige signalen, waardoor nauwkeurige resultaten in verschillende industriële en laboratoriumomgevingen worden gegarandeerd. Het LCD-scherm met achtergrondverlichting met automatische afstandsfunctie garandeert eenvoudige en duidelijke metingen, zelfs in slecht verlichte omstandigheden.
De DM40C is over op zijn oscilloscoopmogelijkheden en beschikt over een 2,4-inch TFT-kleuren LCD-scherm dat een indrukwekkende resolutie van 240×320 pixels biedt. Dit scherm biedt gedetailleerde golfvorminformatie, waardoor nauwkeurige analyse van signalen in real-time wordt gegarandeerd. De oscilloscoop ondersteunt een bandbreedte van maximaal 2 MHz en biedt 2 kanalen, waardoor gebruikers differentiële metingen kunnen uitvoeren en complexe golfvormen kunnen analyseren. Bovendien biedt de oscilloscoop functies zoals automatische meting, markerfunctie en cursors, waardoor de efficiëntie en nauwkeurigheid van signaalanalyse wordt verbeterd.
Ten slotte biedt de signaalgeneratorfunctie van de DM40C een breed scala aan mogelijkheden, waaronder frequentieaanpassing van 5 Hz tot 5 MHz, pulsbreedtemodulatie (PWM) en enkelfrequente of willekeurige golfvormgeneratie. Deze functie stelt gebruikers in staat om aangepaste golven te genereren voor verschillende testtoepassingen, waardoor consistente en betrouwbare resultaten worden gegarandeerd.
De DM40C wordt aangedreven door twee AA-batterijen en beschikt over een ergonomisch ontwerp met een comfortabele grip, waardoor het handig is voor langdurig gebruik. Het apparaat wordt ook geleverd met een beschermhoes en een reeks testleads en sondes, waardoor gebruikers onmiddellijk kunnen beginnen met testen bij ontvangst van het apparaat.
Samengevat is de Alientex DM40C Digital Multimeter Handheld Oscilloscope Signal Generator een krachtige en veelzijdige testoplossing die is ontworpen voor elektro- en elektronicaprofessionals. Met zijn multimeter-, oscilloscoop- en signaalgeneratormogelijkheden biedt dit apparaat gebruikers een alles-in-één-oplossing voor verschillende testtoepassingen, waardoor nauwkeurige en betrouwbare resultaten worden gegarandeerd in een draagbaar, handheld-pakket.
De AlienTek DM40C is een handheld digitale multimeter (DMM) met een geïntegreerde oscilloscoop en signaalgenerator. Dit apparaat biedt verschillende voordelen voor elektrotechnici, technici en hobbyisten. In deze analyse bespreken we de voor- en nadelen van het kopen van een AlienTek DM40C om u te helpen een weloverwogen beslissing te nemen. Lees verder → Bericht ID 42708
De drie uitgangssignalen van iedere functiegenerator.
Een functiegenerator is een apparaat waarmee u minstens drie soorten signalen genereert, namelijk sinus, driehoek en rechthoek. Hiermee kunt u schakelingen testen en aansturen.
De specificaties van functiegeneratoren
De minimale eisen aan een functiegenerator
Zoals in de inleiding reeds gesteld moet een dergelijk apparaat in ieder geval de drie fundamentele spanningen van de elektronica genereren:
– Sinusvormige spanning (sine wave, SINE).
– Driehoekvormige spanning (triangle wave, TRI).
– Rechthoekvormige spanning (square wave, SQU).
Wij zetten de Engelstalige benamingen er achter omdat u deze op iedere functiegenerator aantreft.
Uiteraard kunt u de frequentie (Frequency) en de grootte (Amplitude) van deze signalen instellen over een breed bereik. Een eenvoudige functiegenerator is in feite, naast een universeelmeter en een goedkoop scoopje, een basisapparaat dat iedere hobby-elektronicus moet bezitten.
Het frequentiebereik
Functiegeneratoren zijn te koop met zeer uiteenlopende frequentiebereiken. Hoe breder het bereik, hoe meer toepassingen de generator uiteraard heeft. Tóch moet u zich hierbij de vraag stellen wat u in uw praktijk aan signalen nodig hebt. Als u van plan bent voornamelijk te knutselen met audioschakelingen heeft het weinig zin geld uit te geven aan een functiegenerator die tot 10 MHz signalen genereert. Met een goedkoop apparaat dat werkt tussen 10 Hz en 100 kHz kunt u al uw metingen uitvoeren.
Wilt u op alle mogelijke meetsituaties voorbereid zijn, dan doet u er verstandig aan een generator aan te schaffen die minstens tot 1 MHz maar nog beter tot 3 MHz gaat.
De uitgangsspanning
Goedkope generatoren hebben één potentiometer waarmee u de uitgangsspanning kunt instellen tussen 0 V en de maximale spanning die het apparaat genereert. Die maximale spanning moet minstens 10,0 Vtop-tot-top zijn, zodat u ook ongevoelige eindversterkers rechtstreeks met de uw generator kunt uitsturen tot maximaal vermogen.
Echter, deze apparaten met slechts één potentiometer voor het regelen van de amplitude zijn in de praktijk volledig onbruikbaar. Als u het frequentiebereik van een microfoonversterker moet opmeten hebt u een sinusvormige spanning van een paar millivolt nodig. Die kunt u met een enkele potentiometer nooit instellen, daar is dit onderdeel niet nauwkeurig genoeg voor. Er moet, behalve deze potentiometer, nog een schakelaar aanwezig zijn, waarmee u diverse bereiken van de uitgangsspanning kunt instellen, bijvoorbeeld:
– 0 mV ~ 10 mV
– 0 mV ~ 100 mV
– 0 mV ~ 1 V
– 0 mV ~ 10V
Zo’n schakelaar wordt ‘verzwakker’ genoemd, in het Engels ‘Attenuator’ (ATT).
Een tussenoplossing die goedkoper is dan zo’n meerstanden draaischakelaar wordt aangeboden onder de vorm van twee drukknopjes, waarmee u een signaalverzwakking van 20 dB en 40 dB kunt inschakelen. Dat komt er op neer dat u het uitgangssignaal dat u instelt met de potentiometer met een factor 10, 100 of 1.000 kunt verzwakken. Stelt u met de potentiometer een spanning in van 5,0 V, dan levert het indrukken van de eerste ‘-20 dB’-knop een signaal op van 500 mV en het indrukken van de ‘-40 dB’-knop een signaal van 50 mV. Drukt u beide drukknoppen in, dan levert de generator een spanning af die 60 dB is verzwakt, hetgeen overeen komt met 5 mV. Met zo’n systeem kunt u in de praktijk in de meeste gevallen wel uit de voeten.
Heeft de functiegenerator alleen een potentiometer, dan moet u werken met zelf in elkaar gesoldeerde verzwakkers met weerstanden die u op de uitgang van de generator aansluit.
Een goed bruikbare instelling voor de grootte van de uitgangsspanning.
Naast de XR2206 is de ICL8038 het tweede beroemde IC waarmee u snel een LF functiegenerator kunt ontwerpen. Wij testten een van de bekendste Chinese kits die voor ongeveer een tientje wordt aangeboden. Ons oordeel: niet zo best, er is meer mogelijk met een ICL8038!
Kennismaking met de ICL8038 functiegenerator kit
Uitgebreide achtergrondinformatie over het begrip ‘functiegenerator’
Op dit blog is een uitgebreid artikel verschenen met algemene informatie over alles dat met functiegeneratoren te maken heeft. In dit artikel bespreken wij:
– De specificaties van dergelijke apparaten.
– Het verschil tussen analoge en digitale functiegeneratoren.
– De principiële werking van analoge functiegeneratoren.
– De principiële werking van digitale functiegeneratoren.
– De functiegenerator in het hobby-laboratorium.
Klik op de onderstaande link:
Hobby-lab: functiegeneratoren
Hoe het er uit komt te zien
In de onderstaande foto ziet u wat het resultaat is van een uurtje knutselen. Een kastje met als afmetingen 9,0 cm x 6,0 cm x 1,8 cm waarin een complete laagfrequent functiegenerator zit. Met vier potentiometers kunt u de frequentie, de duty-cycle, de offset en de amplitude van het uitgangssignaal instellen. Om dure draaischakelaars te sparen moet u het frequentiebereik met een jumper instellen:
– 5 Hz tot 50 Hz.
– 50 Hz tot 500 Hz.
– 500 Hz tot 20 kHz.
– 20 kHz tot 400 kHz.
Met een tweede jumper selecteert u tussen sinus en driehoek op de eerste uitgang, die in amplitude en offset regelbaar is. Op de tweede uitgang staat altijd een niet in grootte instelbare rechthoekspanning ter beschikking. De twee uitgangen en de massa worden uitgevoerd onder de vorm van een driepolig printkroonsteentje. U kunt het apparaatje voeden uit een netstekkervoeding die 12 V gelijkspanning levert en deze spanning aanbiedt via een standaard 5 mm x 2,1 mm connector.
Alle onderdelen, inclusief de behuizing, worden geleverd in een propvol zakje van 15 cm bij 10 cm.
De kwaliteit van de elektronische onderdelen
Niets op aan te merken, alle componenten zijn van uitstekende kwaliteit en goed leesbaar gecodeerd. Helaas was bij het aan ons geleverde pakket de 78L09 niet aanwezig. In de plaats daarvan zat er een ons onbekende transistor in het pakket. Dat was even flink balen, want een dergelijke stabilisator hadden wij niet in onze onderdelen voorraad zitten.
Opmerkenswaard is dat er voor de drie DIL-IC’s voetjes worden meegeleverd.
De geleverde elektronische onderdelen zijn klein, maar van uitstekende kwaliteit.
De perspex behuizing
U moet de behuizing samenstellen uit zes plaatjes perspex die rond het printje passen. De vier zijwanden passen in gleuven in de boven- en onderplaat. In de bovenplaat zijn alle teksten uitgefreesd. De plaatjes zijn aan weerszijden voorzien van een goed klevend beschermend laagje van papier. U kunt de behuizing zowel mét als zonder deze papieren beschutting toepassen. Het is de bedoeling dat u de vier lange schroeven zelftappend in de bodemplaat schroeft. Vandaar dat slechts vier moertjes worden geleverd.
De onderdelen waaruit u de behuizing moet samenstellen.
De print
De print met als afmetingen 5 cm bij 8 cm is van een uitstekende kwaliteit. Beide zijden zijn voorzien van een soldeermasker. De soldeereilandjes zijn wél bijzonder klein, dus solderen met een heel fijne punt is absoluut noodzakelijk.
De twee zijden van de print.
De bouwbeschrijving
Tot nu toe niets dan lovende woorden over dit uiterst goedkope bouwpakketje. Dat wordt ander als wij de meegeleverde Engelstalige bouwbeschrijving kritisch bekijken. Een aanfluiting! Eén enkelzijdig bedrukt velletje A4 met niet eens het schema van de elektronica. Dwars door de onderdelenlijst is in vette Chinese karakters een tekst geprint. Op deze handleiding staat een QR-code naar een internet-pagina met meer gegevens, maar het scannen van deze code levert alleen de mededeling ‘The page cannot be found’ op.
Het schema
Gelukkig is het niet moeilijk om het sporenpatroon op het printje te volgen en om te zetten in een schema. Het resultaat ziet u in de onderstaande figuur. Het eerste dat opvalt is dat de ontwerpers op diverse plaatsen afwijken van het door de fabrikant van de ICL8038 voorgeschreven schema. Het frequentiebereik wordt geselecteerd door het naar de massa schakelen van een van de condensatoren C3-C4-C5-C6 via de jumper JP2. De frequentie in de gekozen band wordt ingesteld met de potentiometer R4 (FREQ). Met de potentiometer R1 (DUTY) kunt u de tijd-symmetrie van het uitgangssignaal instellen. Het netwerk R2-R10-R3-R9 wordt gebruikt voor het minimaliseren van de vervorming op de sinus. Op pen 9 staat de blokgolf ter beschikking. Dat is een open-collector uitgang die extern wordt belast met de weerstand R11 en rechtstreeks naar de uitgang JP3 gaat. De driehoek op pen 3 en de sinus op pen 2 gaan naar de jumper JP1, waarmee u de gewenste signaalvorm kunt instellen. De schakeling rond de ICL8038 wordt rechtstreeks gevoed uit de voedingsspanning die u aan het printje aansluit, dus met +12 V.
De uitgangsschakeling van de sinus en de driehoek bestaat uit twee op-amp’s die in een TL082 zitten. Deze schakelingen worden symmetrisch gevoed uit twee spanningen van ±9 V. Dank zij deze symmetrische voeding kunt u de driehoek en de sinus symmetrisch maken ten opzichte van de massa zonder dat u daarvoor scheidingscondensatoren nodig hebt. Deze symmetrie kunt u instellen met de potentiometer R6 (OFFSET). Het signaal wordt tot slot in grootte geregeld met de potentiometer R5 (AMP).
Deze uitgangsschakeling is nogal merkwaardig en de auteur van dit artikel zou er een heel andere oplossing voor bedenken. Erg nieuwsgierig dus naar de prestaties van dit stukje elektronica!
Het schema van de elektronica van de functiegenerator.
De voeding voor de schakeling
In de onderstaande figuur is de voeding getekend die de ontwerpers bedacht hebben. De 12 V van de netstekkervoeding wordt ontkoppeld met C10 en voedt rechtstreeks de ICL8038. Uit deze spanning wordt door middel van een 78L09 een positieve spanning van 9 V afgeleid. Met een ICL7660S omzetter wordt uit deze spanning de negatieve voedingsspanning van -9 V gegenereerd. Dat werkt uitstekend. Bij onze schakeling waren de spanningen uit deze schakeling zo goed als symmetrisch: +8,96 V en -8,65 V.
Het schema van de voeding voor de generator.
De specificaties
De fabrikant geeft de onderstaande specificaties op voor dit bouwpakketje:
– Frequentiebereik: 5 Hz ~ 400 kHz in vier bereiken
– Uitgangssignalen: sinus ~ driehoek ~ blok
– Duty-cycle: 2 % ~ 95 %
– Vervorming sinus: 1 % max. na afregeling
– Lineariteit driehoek: 0,1 % max.
– Temperatuurdrift: 50 ppm/℃
– Offset: -7,5 V ~ +7,5 V
– Amplitude sinus en driehoek: 0,1 Vtop-tot-top ~ 11,0 Vtop-tot-top
– Amplitude blok: 12 V constant
– Voeding: +12 Vdc ~ +15 Vdc
– Stroomopname: 20 mA
– Afmetingen: 88,2 mm x 61 mm x 18,5 mm
– Gewicht: 82 g
De bouw van de schakeling
Het printje bestukken
Het vol solderen van het printje zal voor u, ervaren hobbyist, wel geen problemen opleveren. Denk er wel aan dat u een zeer fijne puntvormige stift op uw soldeerbout moet monteren, anders gaat u gegarandeerd een paar ongewenste soldeerbruggen maken.
Het volledig gesoldeerde printje.
Het monteren van het printje in de behuizing
De bedoeling is dat u het printje met de vier meegeleverde boutjes en moertjes op de onderzijde van de behuizing schroeft. Dat gaat niet, de geleverde boutjes zijn te kort. Gebruik dus langere boutjes en zet dan meteen 2 mm dikke nylon ringetjes tussen de onderzijde van de behuizing en de print. Op deze manier is er ruimte voor uw solderingen, met als gevolg dat de onderzijde van de behuizing niet krom trekt als u de boutjes aandraait.
Nadien zet u de vier zijkanten vast in de gleuven in de onderzijde en monteert de frontplaat op de zijkanten. Met de vier lange boutjes kunt u nu het geheel vast schroeven. Deze speciale boutjes draaien zichzelf vast in de gaatjes in de bodemplaat van de behuizing.
Testen van het bouwpakket
Het frequentiebereik
Volgens de specificaties zou deze generator signalen genereren met frequenties van 5 Hz tot 400 kHz in vier bereiken. Als u de potentiometer ‘FREQ’ helemaal naar links draait valt het uitgangssignaal echter weg. U moet deze ongeveer tien graden open draaien alvorens de generator signalen genereert. In de onderstaande tabel zijn de gespecificeerde vier frequentiebereiken vergeleken met de door ons gemeten waarden.
De gemeten vier frequentiebereiken.
Bereik
Gespecificeerd
Gemeten
1
5 Hz ~ 50 Hz
1,51 Hz ~ 97,0 Hz
2
50 Hz ~ 500 Hz
12,3 Hz ~ 507,0 Hz
3
500 Hz ~ 20 kHz
310 Hz ~ 25,0 kHz
4
20 kHz ~ 400 kHz
10,2 kHz ~ 378,4 kHz
Stijg- en daaltijden van de ‘SQUARE’-uitgang
Pen 9 is in de ICL8038 aangesloten op een open-collector transistor. In het schema van dit bouwpakket wordt deze halfgeleider belast met een collectorweerstand R11 van 4,7 kΩ. Deze uitgang wordt rechtstreeks aangeboden aan de ‘SQUARE’-uitgang van dit apparaatje. Uiteraard zijn wij dan nieuwsgierig naar de stijgtijd van het uitgangssignaal. In het onderstaande oscillogram hebben wij deze parameter weergegeven bij de maximale frequentie van 378 kHz die ons exemplaar levert.
Bij dit oscillogram moeten wij opmerken dat wij met een gecompenseerde 1/10 probe hebben gemeten, zodat de uitgang minimaal capacitief wordt belast. Als u de blokgolf rechtstreeks meet, dan is de stijgtijd een stuk slechter.
De stijg- en daaltijden van de ‘SQUARE’-uitgang bij de maximale frequentie.
Werking van de ‘DUTY’
Deze symmetrie-instelling heeft voornamelijk zin bij de ‘SQUARE’-uitgang. In de onderstaande oscillogrammen ziet u hoe de stand van deze potentiometer het uitgangssignaal beïnvloedt. Basisinstelling was de ‘DUTY’-potentiometer in de middenstand en de ‘FREQ’-potentiometer ingesteld op 10 kHz. Dat levert een mooie symmetrische blokgolf op. Helaas wijzigt de ‘DUTY’-potentiometer niet alleen de symmetrie van het signaal, maar ook de frequentie. Volledig linksom gedraaid valt het uitgangssignaal weg. Het eerste signaal dat verschijnt bij het zeer langzaam verdraaien van deze potentiometer is een smalle positieve naaldpuls met een frequentie van slechts 2,0 kHz en een duty-cycle van 6,5 %, zie linker oscillogram. In de meest rechtse stand levert de generator een signaal met een frequentie van 12,5 kHz en een duty-cycle van 91 %.
Dat is dus niet zo best! Bij een regeling volgens het boekje zou de frequentie van het signaal constant blijven en zou alleen de tijdsymmetrie variëren. LET OP! De twee oscillogrammen hebben niet dezelfde tijdbasis instelling. Links 80 μs/div, rechts 20 μs/div.
Het uitgangssignaal bij de twee uiterste bruikbare standen van de ‘DUTY’-potentiometer.
De prestaties in de stand ‘TAI’
Om de een of andere reden wordt de driehoek, bij alle functiegeneratoren standaard ‘TRI’ genoemd, hier ‘TAI’ genoemd.
Bij ongeveer 10 kHz met de potentiometer ‘OFFSET’ in de middenstand en de potentiometer ‘AMP’ volledig open gedraaid levert de generator de onderstaande uitgangsspanning af. Er is dus weinig symmetrie in dit signaal te ontdekken en bovendien loopt het signaal vast tegen de positieve voedingsspanning. Ook dit is dus alles behalve hoe het hoort. Met de potentiometer ‘OFFSET’ in de middenstand zou het signaal volledig symmetrisch ten opzichte van de nul-as moeten verlopen.
Door het verdraaien van beide potentiometers kunt u weliswaar een mooi symmetrisch signaal uit het apparaat halen, maar soepel verloopt deze regeling niet. De stand van de ‘AMP’-potentiometer heeft namelijk ook invloed op de symmetrie van het signaal.
De driehoek bij maximale ‘AMP’ en ‘OFFSET’ in de middenstand.
Bij een frequentie van 350 kHz levert de generator een nogal vervormde driehoek, zie onderstaand oscillogram. Let er op dat wij het uitgangssignaal zo mooi mogelijk hebben gemaakt door te stoeien met de ‘DUTY’-, ‘ OFFSET’- en ‘AMP’-potentiometers.
De mooiste 350 kHz driehoek die wij uit deze generator konden toveren.
De prestaties in de stand ‘SINE’
De sinus wordt uit de driehoek afgeleid. Als u het bovenstaande oscillogram bekijkt is het duidelijk dat u niet veel goeds kunt verwachten van de sinus bij de maximale frequentie van 350 kHz. Vandaar dat wij de generator op sinus geschakeld hebben getest bij een frequentie van slechts 20 kHz. Met de twee instelpotentiometers R2 en R3 kunt u de sinus op minimale vervorming afregelen. Als u geen harmonische vervormingsmeter hebt moet u dit op het oog doen. Zoals uit het onderstaande oscillogram blijkt, blijft er op de toppen van de sinus een hardnekkig residu van de driehoek over dat niet is weg te regelen. De specificatie ‘Vervorming sinus: 1 % max. na afregeling’ is dus volledig uit de duim gezogen!
Bij 20 kHz zit er nog steeds heel veel vervorming op de sinus.
Ons oordeel over dit bouwpakket
Bij de bespreking van het schema schreven wij dat de ontwerpers van dit apparaat nogal hebben afgeweken van het door de fabrikant van de ICL8038 voorgeschreven schema. Dat wreekt zich in de prestaties van deze functiegenerator. Deze zijn volledig onder de maat. Met wat meer aandacht en tijd in de ontwerpfase van een schakeling rond een ICL8038 is het mogelijk een veel betere functiegenerator te ontwerpen.
Vooral de schakeling rond de dubbele op-amp TL082 is vrij waardeloos en had veel beter gekund. De ‘AMP’-instelling beïnvloedt de ‘OFFSET’-instelling in hoge mate, wat niet de bedoeling is en wat bij een iets ander ontwerp vermeden had kunnen worden.
Ons advies: koop dit kitje voor de onderdelen en ga zélf aan de slag met een alternatief ontwerp aan de hand van de ontelbare schema’s die u via Google vindt. Wij garanderen u dat u een functiegenerator ontwerpt met betere specificaties.
Om de beste ervaringen te bieden, gebruiken wij technologieën zoals cookies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen. Door in te stemmen met deze technologieën kunnen wij gegevens zoals surfgedrag of unieke ID's op deze site verwerken. Als je geen toestemming geeft of uw toestemming intrekt, kan dit een nadelige invloed hebben op bepaalde functies en mogelijkheden.
Functioneel
Altijd actief
De technische opslag of toegang is strikt noodzakelijk voor het legitieme doel het gebruik mogelijk te maken van een specifieke dienst waarom de abonnee of gebruiker uitdrukkelijk heeft gevraagd, of met als enig doel de uitvoering van de transmissie van een communicatie over een elektronisch communicatienetwerk.
Voorkeuren
De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
Statistieken
De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt.De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door je Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
Marketing
De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.
Timers – Generators