Generator sygnałów UNI-T UTG932E i jego modernizacja do UTG962E

Od dawna chciałem kupić sobie generator sygnałów, ale ciągle to odkładałem. Być może dlatego, że miałem w domu kilka prostych modeli, a może po prostu nie był mi aż tak bardzo potrzebny. Po obejrzeniu jednego z filmów w końcu zdecydowałem się na zakup. Znalazłem najtańszą ofertę w chwili zakupu, zamówiłem, odebrałem i trochę przetestowałem urządzenie, a także wgrałem firmware od wyższego modelu.

Jak zwykle przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mój Instagram. Będę tam publikować powiadomienia o wszystkich nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do profilu

Sam generator nie jest nowością, a możliwość wgrania firmware’u z wyższego modelu do niższego również jest znana od dawna, ale pomyślałem, że może komuś się przyda.
Sklep, w którym zamawiałem, wybrałem ze względu na najniższą cenę w chwili składania zamówienia. Po uwzględnieniu rabatu i kuponu zapłaciłem za niego 84,49 USD, co moim zdaniem jest całkiem niezłą ceną.

Po pewnym czasie odebrałem na poczcie pudełko, w którym urządzenie było starannie zapakowane. Moim zdaniem mogli jednak włożyć nad nim coś miękkiego, bo na górnej pokrywie odcisnęło się pokrętło enkodera.


Zacznę od danych technicznych. Mam niższą wersję, która od wyższej różni się maksymalnymi częstotliwościami w niektórych trybach.


Zawartość zestawu:
1. Generator sygnałów UTG932E
2. Instrukcja obsługi
3. Zasilacz
4. Przewód zasilający
5. Przewód BNC-BNC
6. Przewód BNC-z krokodylkami



Instrukcja zawiera jedynie opis tego, jak pobrać właściwą instrukcję.


1–3. Zasilacz 5 V, 2 A. W zestawie są dwa rodzaje wymiennych wtyczek. Jak się domyślam, litera E na końcu oznaczenia oznacza wersję europejską, a różnica polega najpewniej właśnie na dołączonej wtyczce pasującej do europejskich gniazdek.
4. Przewód zasilający USB-5,5 × 2,1 mm
5. Przewód BNC-BNC, na samym przewodzie widnieje oznaczenie RG-58
6. Przewód BNC z krokodylkami


A oto bohater recenzji. W odróżnieniu od popularnych chińskich generatorów sygnałów ma pionowy układ, ale to już raczej kwestia przyzwyczajenia. Z wyglądu przypomina oscyloskop cyfrowy.


Dość dużą część przedniego panelu zajmuje ekran, a pod nim znajdują się przyciski wielofunkcyjne, których funkcja zależy od trybu pracy.
Na ekran naklejono folię ochronną. Później ją zdjąłem, bo podczas fotografowania powodowała wyraźne refleksy. Kiedy ją odklejałem, miałem jednak wrażenie, że zrywam polaryzator — później sprawdziłem nawet folię pod światło.


Po prawej stronie ekranu znajdują się przyciski wyboru trybu, klawiatura numeryczna do bezpośredniego wprowadzania wartości, dwa przyciski włączania kanałów i przełączania między ich ustawieniami oraz enkoder.


1. Na prawym boku umieszczono dwa wyjścia oraz wejście, które służy zarówno do modulacji sygnałów, jak i jako wejście częstotliwościomierza.
2. Po lewej stronie znajduje się wyłącznik zasilania, port USB do podłączenia do komputera i gniazdo zasilania. Od razu zaznaczę, że urządzenie można zasilać tylko przez gniazdo zasilania — USB służy do przesyłania danych. To zresztą logiczne: port USB w komputerze jest przystosowany do prądu do 0,5 A, a urządzenie pobiera wyraźnie więcej.
3. Z tyłu jest mnóstwo otworów wentylacyjnych i nie bez powodu jest ich tak dużo. Podczas pracy generator nie jest może gorący, ale wyraźnie ciepły.
4. Jest nawet plomba gwarancyjna, którą oczywiście później przeciąłem :)


Oczywiście nie obyło się bez rozkręcania, tym bardziej że wystarczy odkręcić tylko cztery wkręty i lekko odgiąć dwa zatrzaski.
Wewnątrz konstrukcja jest podzielona na dwie części: przedni panel z płytką sterującą oraz tylną, w której umieszczono część analogową.


Płytka sterująca jest ogólnie rzecz biorąc wykonana starannie, ale starty układ wygląda już naprawdę dziwnie.


Niektóre przyciski są podświetlane diodami LED, ale są też puste miejsca. Ciekawe, w jakim modelu planowano je wykorzystać
Tutaj znajduje się również data rewizji płytki drukowanej.


Pamięć i stabilizatory zasilania. Na drugim zdjęciu widać układ EEPROM, do którego jeszcze wrócę.


Druga płytka jest dosłownie naszpikowana komponentami, od razu rzuca się w oczy duża liczba przekaźników.


Oprócz tego znajduje się tu układ DAC (jeśli dobrze zrozumiałem) i pamięć flash. Wyżej widać też układ przetwornicy DC-DC, również z zatartym oznaczeniem. Co za absurd...


Część analogowa, a także przekaźniki odpowiadające za przełączanie podzakresów napięcia.


W środku nie ma już nic ciekawego, więc dalej będzie krótki opis oprogramowania i testy.
Po włączeniu wyświetla się logo producenta, a po kilku sekundach generator przechodzi do normalnej pracy.


Są dwa kanały, które można niezależnie konfigurować i włączać. Kanał wybiera się do konfiguracji przyciskiem kanału, a ponowne naciśnięcie włącza lub wyłącza wyjście.
Dostępne są tryby zwykłego generatora, czyli sinusoida, przebieg prostokątny, impuls, szum i napięcie stałe, a także tryby z modulacją: amplitudy, fazy, częstotliwości oraz FSK. W tym ostatnim przypadku sygnał można modulować sygnałem wejściowym.


Dostępne są też złożone przebiegi, zarówno zapisane wcześniej, jak i utworzone oraz dodane z poziomu oprogramowania. Oprogramowanie nie zadziałało u mnie, a nie chciało mi się z tym grzebać, bo na razie mnie to nie interesuje.
Można też generować sygnał o zmiennej częstotliwości, określając częstotliwość początkową i końcową oraz czas zmiany.
Jest też częstotliwościomierz. Sprawdziłem go i działa poprawnie, ale nie testowałem dokładności, bo nie mam wzorców częstotliwości. Zwrócę tylko uwagę, że podczas pomiaru wskazania aktualizują się automatycznie. Po odłączeniu wejścia przez dość długi czas wyświetlana jest ostatnia wartość, co jest wygodne.


1. Ustawienia pracy kanałów. Przydatna jest tu możliwość zmiany wewnętrznej rezystancji obciążenia w zakresie od 1 Ω do 999,9 Ω; powyżej tej wartości włącza się tryb HighZ, czyli brak obciążenia.
2, 3. Ustawienia ogólne urządzenia.
4, 5. Jest jakiś system pomocy dotyczący trybów pracy, ale przyda się niewielu osobom, bo wszystkie podpowiedzi są po angielsku. Prościej przeczytać instrukcję.
6. Informacje o samym urządzeniu: wersja oprogramowania układowego i numer seryjny.


Na początek postanowiłem sprawdzić najprostszą rzecz, czyli generowanie napięcia. Urządzenie pozwala ustawić napięcie wyjściowe w zakresie 10 mV–10 V.
1. 10 mV
2, 3. Te same 10 mV. Zauważyłem tu spore wahania, więc sprawdziłem wskazania w trybie min./maks. i nie bez powodu: napięcie zmienia się w zakresie 9,449–9,480 mV.
4–9. Testy przy 100 mV oraz 1, 2,5, 5, 7,5 i 10 V. Pod względem stabilności było już wyraźnie lepiej, ale dokładność pozostawiała sporo do życzenia. Spodziewałem się czegoś lepszego.


Ponieważ generator jest zasilany napięciem 5 V, co może być wygodne przy zasilaniu z powerbanku, jeśli chcemy uniknąć połączenia galwanicznego, ciekawiło mnie jego pobór prądu. Podczas testu do wyjść nic nie było podłączone, więc pod obciążeniem pobór będzie prawdopodobnie nieco większy. Zależy on też od napięcia wyjściowego i trybu pracy, dlatego starałem się dobrać ustawienia tak, by zobaczyć maksimum.
1. Wyjścia wyłączone.
2. Włączone jedno wyjście
3. Włączone oba wyjścia


Testy przeprowadziłem za pomocą oscyloskopu Rigol DS1054Z. Ma on wprawdzie deklarowane pasmo zaledwie 50 MHz, co jest trochę za mało do testowania tego generatora, ale został odblokowany do 100 MHz.


Po prawej stronie ekranu generatora wyświetlany jest kształt sygnału, który pojawi się na wyjściu. To wygodne. Co więcej, wraz ze wzrostem częstotliwości symulowane jest nawet zaokrąglanie zboczy sygnału. Na przykład w tym samym trybie, ale przy różnych częstotliwościach, wykres po prawej stronie będzie się różnić. Przy przebiegu prostokątnym sygnał jest wyświetlany jako prostokąt do częstotliwości 1 MHz. Po zwiększeniu częstotliwości coraz bardziej przypomina trapez.


Test przeprowadziłem z oryginalnym przewodem generatora, ale przy okazji postanowiłem porównać go z przewodem oscyloskopowym.
Na początek przewód generatora


A tu przewód oscyloskopowy w trybie 1x i 10x. Widać, że w trybie 1:1 sygnał jest nieco bardziej zniekształcony, a po włączeniu dzielnika obraz jest mniej więcej taki sam jak przy oryginalnym przewodzie generatora.


Przebieg prostokątny o częstotliwościach 1, 10, 100 kHz oraz 1, 10 i 15 MHz.


Czas narastania sygnału nie zależy od częstotliwości: po lewej 1 kHz, po prawej 10 MHz.


Sinusoida o częstotliwości 1 kHz i 10 MHz.


Sinusoida przy napięciu wyjściowym 20, 10 V oraz 100, 10 mV. Widać, że przy minimalnym napięciu szumy są bardzo wyraźne. Najprawdopodobniej szumi wejście oscyloskopu. Próbowałem zasilać generator z powerbanku, ale nic się nie zmieniło.


Sygnały złożone — po prostu dla przykładu, tym bardziej że jest ich więcej i można dodawać własne.


Różne rodzaje modulacji: AM, PM, FM, FSK


Z ciekawości sprawdziłem działanie obu kanałów jednocześnie. Jak pisałem, parametry wyjściowe każdego kanału można ustawiać całkowicie niezależnie.


Przy okazji pojawił się drobny problem: sonda była ustawiona w jednym trybie, a konfiguracja oscyloskopu pozostała dla innego. Myślę jednak, że w tym przypadku nie ma to większego znaczenia.


Kluczowa różnica między modelami UTG932 i UTG962 dotyczy maksymalnej częstotliwości wyjściowej w trybach sinusoidalnym, prostokątnym i impulsowym. Mam niższy model, więc maksymalne wartości, jakie mogę uzyskać, to odpowiednio 30, 15 i 15 MHz.


Można jednak odblokować urządzenie i zmienić je w wyższy model.
W tym celu trzeba wylutować układ EEPROM (pokazywałem go wyżej) i odczytać jego zawartość.


Następnie zmienić jedną wartość z 3 na 6 — jest zaznaczona na czerwono — i zapisać dane z powrotem do układu. Jeśli nie macie pewności albo się obawiacie, możecie po prostu odczytać oryginalny układ, zmienić dane i zapisać je do innego układu, a oryginał schować do pudełka :)
Układ jest w obudowie SO-8. Nie miałem takiej podstawki, więc musiałem przylutować przewody do wyprowadzeń i w ten sposób podłączyć go do programatora.


Po przeprogramowaniu uzyskałem w wymienionych wyżej trybach częstotliwości 30, 20 i 20 MHz. Nie powiem, żebym bardzo tego potrzebował, ale skoro można, to czemu nie. Oczywiście w takim przypadku tracicie gwarancję i możecie nawet uszkodzić urządzenie, więc robicie to na własne ryzyko.


A tak wygląda w działaniu.
1, 2. Sinusoida 45 i 60 MHz.
3, 4. Przebieg prostokątny 20 MHz w różnych trybach.


Oczywiście zapytacie, czego używałem wcześniej? Mam własny generator, a właściwie nie tylko generator.
Zbudowałem go mniej więcej w połowie lat 90., czyli jakieś 25 lat temu, i co ciekawe, nadal działa.


W środku mrok, kurz i ogólnie smutny widok. Na zdjęciu nie widać rezystora do ustawiania częstotliwości. Nie mogłem wtedy znaleźć wieloobrotowego, więc zamontowałem zwykły oraz przekładnię z przenośnego telewizora.
1. Widok z przodu
2. Widok z tyłu. Widać „ciepłą, lampową” cyfrową skalę częstościomierza, a także jakąś płytkę przed nią, ale nie pamiętam już, do czego służy.
3. Zasilacz i układ formujący czas pomiaru.
4. Generator analogowy do 100 kHz, układ z czasopisma Radio. Pamiętam, że szukałem do niego żarówek — są włączone w obwód sprzężenia zwrotnego. Zakresy przełącza się przekaźnikami sterowanymi przełącznikiem obrotowym; można też przełączać napięcie wyjściowe.
5. Pod płytką częstościomierza widać układ formujący sygnał wejściowy.
6. Przetwornik napięcie-częstotliwość, dzięki któremu urządzenie może służyć jako woltomierz.

Planowałem jeszcze zamontować na wejściu dzielnik wysokiej częstotliwości. Wytrawiłem płytkę i prawie ją polutowałem, ale potem zmieniłem zdanie.


Wnioski.
Ogólnie mogę powiedzieć, że jestem zadowolony, zwłaszcza po tym, jak udało mi się przerobić go na wyższy model :)
Dziwne tylko, że oprogramowanie nie wykrywa urządzenia. Nie żebym jakoś szczególnie na tym cierpiał, ale jednak...

Krótko mówiąc, do większości zastosowań to aż nadto. A jeśli nie wystarcza, to znaczy, że jesteś profesjonalistą wysokiej klasy i moja recenzja raczej niewiele ci pomoże, bo potrzebujesz zupełnie innej kategorii urządzeń.

Na dziś to wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne.