Три в одном - осциллограф, мультиметр, генератор сигналов FNIRSI DST-210

Сегодня в обзоре — FNIRSI DST-210, прибор, который давно уже не является новинкой.
Это компактное устройство, совмещающее в себе мультиметр, одноканальный осциллограф и генератор сигналов.

Надеюсь, обзор получился подробным, и большинство вопросов я рассмотрел: обзор с разборкой и практическими тестами. Возможно, попытка «объять необъятное», но цель была простая — не только повторить то, что уже многим известно, а добавить ту информацию, которой обычно не хватает тем, кто присматривался к этому прибору, но так и не решился на покупку.


FNIRSI DST-210 — это попытка объединить в одном компактном корпусе сразу три прибора: цифровой мультиметр, одноканальный осциллограф и генератор сигналов. Формально устройство не претендует на лабораторный класс, при цене около 50 $ выглядит крайне заманчиво как дорожный или «выездной» инструмент и как постоянный мультиметр на рабочем столе.

При получении прибора не было завышенных ожиданий — скорее любопытство и желание протестировать что-то новое от Fnirsi.

Забегая вперёд, могу смело сказать, что мультиметр меня порадовал — как своей точностью, скоростью работы(очень быстрый)так и удобством работы и временем автономной работы от одной зарядки.
Осциллограф тоже вполне себе под простые требования по скорости и полосе.
Без претензий, конечно, не обошлось, но обо всём по порядку…

Комплектация и внешний вид

Прибор поставляется в жёстком кейсе. В комплекте:

сам FNIRSI DST-210;

Один осциллографический щуп 100 МГц с переключателем x1/x10;
Измерительные щупы;
Один шнур с крокодилами, и разъемом байонет, подключение к генератору или к осциллографу.
USB Type-C кабель для зарядки и связи с ПК.

Корпус выполнен из жёсткого пластика с силиконовыми резиновыми вставками — это не soft-touch, который со временем деградирует. Прибор ощущается плотным и монолитным.
Можно сделать свои вставки на 3D-принтере и придать мультиметру свой стиль.
Поворотный селектор режимов имеет приглушённый, «вязкий» ход без резких щелчков. Кнопки вокруг селектора — силиконовые, с нормальными мембранными контактами, нажимаются уверенно.

Под резиновой заглушкой расположены:

порт USB Type-C (зарядка и передача данных);
отверстие для аппаратного сброса (RESET).

Общие впечатления от работы

Включение прибора занимает примерно 3 секунды — первый результат измерения появляется достаточно быстро. Экран яркий и контрастный, в помещении читается хорошо, но под прямым солнечным светом становится малочитаемым.
Дисплей можно смело разбивать, так как он легко доступен к покупке, ищется по названию cl28cs1046-40a.

Меню логичное, хотя шрифты выглядят архаично — используется смесь разных гарнитур, что визуально удешевляет интерфейс.
Я напишу это замечание Fnirsi, надеюсь, они будут учитывать замечания пользователей при проектировании новых приборов.

Таблица измерений: сопротивления, напряжения, ток

Измерение постоянного напряжения
При измерении источником напряжения до 30 вольт был Owon P4305, а после 30В добавлен последовательно второй блок питания Stamos.
Точность установки напряжения контролировалась Hantek HDM3055

Измерение переменного напряжения
Синусоидальный сигнал частотой 50 Гц прибор начинает измерять от 50 мВ.
Fnirsi DST-210 измеряет синусоидальный сигнал частотой до 1 кГц, начиная с 1,5 кГц показания начинают падать, и после 3 кГц показаниям уже нельзя доверять.
Сравнительная таблица измерений с Hantek HDM3055.
Так как у меня нет источника переменного напряжения выше 5 В, таблица заполнена от 50 мВ до 5 В, а также измерено напряжение в розетке.
Hantek HDM3055 выбран как образцовый измеритель.

Измерение сопротивлений
В FNIRSI DST-210 отсутствует функция обнуления (компенсации) сопротивления щупов при измерении малых сопротивлений. Сопротивление замкнутых щупов и проводов, использовавшихся во время тестирования, составило около 0,46 Ом, поэтому при измерениях в низкоомном диапазоне это значение необходимо учитывать и вычитать из полученных показаний вручную.
У пользователя могут быть другие щупы и значит будет другое значение короткозамкнутых щупов.

Измерение постоянного тока
Производитель заявляет возможность измерения тока до 10 А, однако я не стал нагружать мультиметр предельными значениями и ограничился тестированием токов до 2 А. Для измерений более высоких токов целесообразнее использовать токовые клещи.


Во время тестирования прибора обнаружил, что частотомер (режим мультиметра).
Максимальная измеряемая частота — до ~25 МГц.
Но с важным условием: на высоких частотах требуется большая амплитуда сигнала.

Практические пороги чувствительности:

~25 МГц → около 8 Vpp
~20 МГц → около 4 Vpp
~10 МГц → около 1.3 Vpp
<1 МГц → около 0.3 Vpp

В ходе тестирования проверялись:

измерение постоянного и переменного напряжения;
измерение сопротивлений в широком диапазоне;
измерение токов в допустимых пределах прибора.

Также отдельно проверял измерение переменного тока, ёмкости и температуры. Поскольку для меня это не основные и редко используемые режимы, таблицы и фотографии сокращенные. Кроме того, в интернете уже есть достаточно много подробных тестов этих функций, выполненных другими пользователями. В целом могу отметить, что полученные результаты соответствуют параметрам, заявленным производителем.
Для примера
Измерение емкости
Измерение переменного тока частотой 50 Гц

Измерение температуры
Подключаем термопару K-типа к клеммам мультиметра
и мультиметр точно покажет температуру.
К сожалению в этом режиме нет возможности сохранить скриншот.

Пример работы генератора, на низких частотах, хорошо заметны ступеньки.
1 кГц

50 кГц


Результаты показали, что измерение постоянного напряжения выполняется очень точно — проверка по опорному источнику на 10, 7,5, 5 и 2,5 В дала значения, практически совпадающие с эталонными. Измерения сопротивления и тока также укладываются в паспортные допуски.

Отдельно стоит учитывать конструктивные ограничения:

отсутствуют отдельные диапазоны mV и µA;

минимальное разрешение составляет 100 мкВ и 1 мкА;

для малых сигналов прибор не предназначен.

Разборка и элементная база

Разборка показала неожиданно достойное качество сборки:
Плата аккуратная, без признаков ручных вмешательств или доработок.
На ВЧ-разъёмах заметны небольшие остатки флюса.
Измерительная (мультиметрическая) часть конструктивно изолирована от осциллографа, генератора и цепей зарядки.
Тем не менее фактические изоляционные зазоры и длина путей утечки не дают оснований советовать устройство для работы с высокоэнергетическими цепями.
Токовые пределы защищены SMD-предохранителями. Их удобно заменить, просто вынув неисправный из держателя. Шунт на диапазоне 10 А реализован в виде SMD-резистора примерно на 10 мОм и расположен под синей пластиковой накладкой разъёмного блока.

Электроника мультиметра:
чип мультиметра — SDICmicro SD7501;
АЦП осциллографа — 3Peak 3PA1030, 50 MS/s, 10 бит (фактически ~8 бит);
компаратор триггера — 3Peak TP1961;
аналоговая часть — реле, 74HC4051 и скоростные ОУ HM8091.
VPT85BB-02A — трансформатор, на основе которого разделено питание мультиметра.
Маркировка основного SoC затёрта, но по поведению ясно, что это микроконтроллер или SoC, а не FPGA.


Осциллограф: возможности и ограничения
При тестировании режима осциллографа, я брал сигнал с генератора Rigol DG1022 и полученный результат, сравнивал с Rigol DHO804
И реальные сигналы с платы ноутбука и также сравнивал с Rigol DHO804
Интересовали сигналы малой амплитуды, с большим количеством окружающих помех и наводок.
Это отлично заметно по скринам Rigola.
Щупы осциллографа переключены в 1:10 сигналы с генератора синус от 1кГц до 10 МГц, амплитудой 100 мВ
Сигнал 1kHz

Сигнал 10 kHz

Сигнал 100 kHz


Сигнал 1 MHz


Сигнал 10 MHz
Осциллограф мультиметра не позволяет исследовать сигнал, но позволит ремонтировать низкочастотные устройства.

Скрины реальных измерений, работы шимки, плата ноутбука Lenovo NM-A361
Точка указана на схеме
Попытка посмотреть работу SPI на епромке биоса. плата ноутбука Lenovo NM-A361


Осциллограф честно отрабатывает заявленные 10 МГц. Частота −3 dB находится примерно на уровне 15 МГц, однако выше 10 МГц триггер становится нестабильным.

Нужно понимать, что осциллограф отлично подойдёт для простой диагностики и ремонта несложных источников питания, а также для диагностики и ремонта аудиотехники. Но для работы с цифровыми сигналами его возможностей уже недостаточно — не хватает полосы пропускания.

Простой пример: я ещё смогу в ноутбуке посмотреть работу ШИМ-контроллеров, но уже не смогу нормально оценить работу кварцевого генератора на 24 МГц. Его функционирование получится определить только косвенно, так же не смогу поймать короткие пакеты по SPI и оценивать работу платы можно будет только косвенными методами.

Следует обратить внимание, если прибор перестал сохранять скрины в режиме осциллографа, а к сожалению такое бывает, то надо восстановить структуру папок диска прибора, прикладываю скрин, обычно помогает форматирование диска прибора когда он подключен к компьютеру, или перешивка прибора и повторное форматирование диска.


Плюсы:

небольшие габариты и вес, возможность автономной работы.

адекватная работа триггера в пределах спецификации;

возможность масштабирования остановленного сигнала (примерно 1:100);

Отмечается очень высокая скорость работы автоматических измерений как в режиме измерения напряжения, так и в режиме измерения сопротивления.

Также нет задержек в режиме прозвонки.

Режим логирования в измерениях на экране.

Можно самостоятельно увеличить емкость аккумулятора, в корпусе достаточно места.

Минусы:

небольшая глубина памяти;

низкая скорость обновления в режиме осциллографа;

сложные сигналы отображаются нестабильно, не хватает памяти для анализа.

Скриншоты можно сохранять и выгружать на ПК в формате BMP (320×240).

Генератор сигналов — главный компромисс

Самое слабое место прибора:

выходной диапазон строго 0…3 В;

отрицательная полуволна отсутствует;

DC-offset не регулируется.

Любой сигнал всегда имеет положительное смещение. Для получения симметричного сигнала требуется внешний разделительный конденсатор.

Дополнительно:

форма сигнала зернистая (около 100 точек на период);

максимальная частота — 50 кГц;

при включении генератора >1 кГц и переходе в режим осциллографа частота сбрасывается до 1 кГц (обнаружен программный баг, возможно, исправят в следующей прошивке).

Сохраняет скриншоты только в режиме осциллографа.

У щупа осциллографа, очень жесткий неудобный крокодил.

Вывод

FNIRSI DST-210 — это скорее не лабораторное оборудование, а портативное многофункциональное решение для ежедневной работы. Его главные возможности — полноценный мультиметр и простой осциллограф, которого достаточно, чтобы быстро оценить происходящее в схеме до 10 МГц. Генератор сигналов здесь играет второстепенную роль, для галочки, но можно применять при поисках обрывов и проверки усиления в простых аналоговых схемах.

При стоимости порядка 50 долларов устройство выглядит вполне оправданной покупкой — при условии, что пользователь изначально учитывает его функциональные пределы.

По традиции на вопросы отвечу, обзор дополню.

Ps. Завтра постараюсь опубликовать скидочный купон.