Виды осциллографов различают по архитектуре — обычный цифровой (DSO), смешанных сигналов (MSO), со встроенным анализатором спектра (MDO), стробоскопический — и по исполнению: настольный, портативный, USB и карманный. Аналоговые модели с электронно-лучевой трубкой, по словам Tektronix, больше не производят, так что выбирать приходится среди цифровых.
Ниже — чем эти виды отличаются, что значат полоса, частота дискретизации, память и 12 бит по руководствам Tektronix, Keysight и Rohde & Schwarz, почему обычным осциллографом нельзя мерить сеть 230 В, а также модели с ценами, сравнительная таблица и чек-лист выбора.
Аналоговые и цифровые осциллографы
В аналоговом осциллографе усиленный сигнал отклоняет электронный луч, и тот рисует график на экране электронно-лучевой трубки. Картинка появляется мгновенно, но, по оценке Keysight и Tektronix, функций мало, точность невысока, а возможности записи скромные. Tektronix пишет, что такие приборы больше не производятся, а Keysight советует подержанные модели для обучения и ремонта старой аппаратуры.
Цифровой осциллограф сначала превращает напряжение в числа аналого-цифровым преобразователем (АЦП), складывает отсчёты в память и только потом рисует график. Поэтому он ловит однократные события — Tektronix называет их транзиентами, — сам измеряет параметры, сохраняет осциллограммы и расшифровывает цифровые шины. Цена этого — «мёртвое время»: пока прибор обрабатывает запись, новый сигнал он не видит.
Вход и усилитель
Щуп и входной каскад приводят сигнал к диапазону АЦП
АЦП
Превращает напряжение в отсчёты: у 12-битного 4096 уровней
Память
Хранит запись: число точек = частота дискретизации × время
Обработка и экран
Синхронизация, измерения, декодирование и вывод картинки
Виды цифровых осциллографов по архитектуре
DSO — цифровой запоминающий
DSO (digital storage oscilloscope) — по определению Tektronix, обычный цифровой осциллограф. Это большинство недорогих настольных, портативных и USB-моделей. Спектр сигнала они считают математически, через быстрое преобразование Фурье (FFT), — оно есть, например, у Rigol DHO800 и Siglent SDS800X HD.
DPO — термин Tektronix
Цифровыми люминофорными (digital phosphor oscilloscope, DPO) Tektronix называет свои приборы с параллельной обработкой и технологией захвата DPX. Они показывают и третье измерение — как часто сигнал проходит через точку экрана: частые участки ярче. Для покупателя это скорее функция, чем вид: по словам продакт-менеджера Keysight, почти все DSO компании тоже модулируют яркость следа. У других брендов ищите intensity grading — градации яркости.
MSO — осциллограф смешанных сигналов
MSO (mixed signal oscilloscope) добавляет к аналоговым каналам цифровые — в определении Tektronix их 16 — на общей шкале времени. По сути, это встроенный логический анализатор: видно, как аналоговый сигнал соотносится с состоянием шины, а протоколы сразу расшифровываются.
У Rigol DHO900 цифровые каналы есть во всех моделях, но нужен отдельно покупаемый логический пробник PLA2216. У Siglent SDS800X HD и SDS1000X HD 16 каналов добавляет опция SLA1016, а PicoScope 2000 выпускается и в версиях MSO — с двумя аналоговыми и 16 цифровыми входами.
MDO — со встроенным анализатором спектра
MDO (mixed domain oscilloscope) объединяет MSO или DPO с аппаратным анализатором спектра. Пример — Tektronix 3 Series MDO: осциллограф с полосой от 100 МГц до 1 ГГц и анализатор спектра до 1 ГГц, с опцией — до 3 ГГц; на сайте Tektronix цена начинается с $5 490 за MDO32. Keysight называет главной областью таких приборов разработку беспроводных и IoT-устройств.
Стробоскопические и флагманские
Стробоскопический (sampling) осциллограф делает по одному отсчёту за каждое повторение сигнала, каждый раз чуть позже, и собирает картинку в эквивалентном времени. По данным Tektronix, так получают полосу в десять раз выше, но только для повторяющихся сигналов и обычно с входом около 1 В размаха. Keysight DCA-X N1000A делает до 250 тысяч отсчётов в секунду, но с модулями работает в полосе больше 100 ГГц.
Однократный сигнал на таких частотах ловят флагманы реального времени, например Keysight Infiniium UXR-B: до 110 ГГц, 256 Гвыб/с на каждом канале и 10-битный АЦП.
Виды осциллографов по исполнению
Настольные
Классический вариант для мастерской и лаборатории: экран 7–11,6 дюйма, питание от сети, обычно 2 или 4 канала, у MSO — ещё 16 цифровых. В начальном классе уже есть 12-битные модели: Rigol DHO800 (70–100 МГц, 1,25 Гвыб/с, 25 млн точек) и Siglent SDS800X HD (70–200 МГц, 2 Гвыб/с, до 100 млн точек). Главное ограничение — у большинства моделей общий провод каналов соединён с защитным заземлением (см. раздел о безопасности).
Портативные и «скопметры»
Портативные работают от аккумулятора — на объекте, у электрощита, в машине. У профессиональных моделей каналы бывают изолированы друг от друга и от земли. Fluke 190 Series III (ScopeMeter — торговая марка Fluke) — до четырёх изолированных входов, категории CAT III 1000 В и CAT IV 600 В, полоса 60–500 МГц и до 7 часов от батареи, но всего 10 000 точек на осциллограмму.
Siglent SHS1000X дешевле: два изолированных канала на 100 или 200 МГц, 12 млн точек, мультиметр, CAT II 1000 В и CAT III 600 В. Бюджетные «три в одном» вроде OWON HDS200 (25–200 МГц, 8 бит, 8 тысяч точек, мультиметр, в моделях S — генератор) и планшетные вроде Micsig STO1000 проще: если производитель не пишет об изолированных каналах и категории CAT для входов, считайте их обычными.
USB и ПК-осциллографы
USB-осциллограф — блок с входами и АЦП, а экраном служит компьютер: большой монитор, бесплатные обновления программы, глубокая память. PicoScope 2204A питается от USB и даёт два канала, 10 МГц и 100 Мвыб/с при 8 битах, PicoScope 3000E — четыре канала, до 500 МГц, 5 Гвыб/с и до 10 бит.
Без компьютера прибор не работает, а его «земля» через USB связана с компьютером. Pico предупреждает: защитного заземления у осциллографа нет, напряжение на общем входе повредит и прибор, и компьютер, а сеть можно мерить только через изолирующий дифференциальный щуп с категорией CAT. Для машин есть PicoScope 4425A: четыре плавающих входа, 20 МГц, 12 бит, до ±200 В, стартовый комплект — £1 349.
Карманные и наборы для сборки
Карманные модели стоят несколько десятков долларов: у FNIRSI DSO-152 — 200 кГц и 2,5 Мвыб/с, у DSO-153 — 1 МГц. Набор JYE Tech DSO138mini паяют сами: 200 кГц, 1 Мвыб/с, 1024 точки, вход до 50 В пиковых. Это прибор для звука, медленного ШИМ и первых опытов, но не для цифровых шин и тем более не для сети.
Характеристики осциллографа: что значат цифры
Полоса пропускания
Полоса пропускания — частота, на которой синусоида на экране ослабевает до 70,7 % амплитуды, то есть на 3 дБ (определение Tektronix). Выше неё амплитуда занижается, а фронты заваливаются. По данным Tektronix, полоса в 5 раз выше самой высокой частотной составляющей сигнала даёт погрешность меньше ±2 % — это и есть «правило пяти».
Keysight советует полосу минимум в 5 раз выше самой быстрой тактовой частоты цифровых сигналов (Rohde & Schwarz называет запас в 3–5 раз) и в 3 раза выше максимальной частоты аналоговых. Время нарастания у приборов до 1 ГГц примерно равно 0,35, делённому на полосу: у Rigol DHO800 на 100 МГц это 3,5 нс, и по Tektronix оно должно быть в 5 раз меньше фронта сигнала.
Частота дискретизации
По Tektronix, для точного восстановления сигнала с интерполяцией sin(x)/x частота дискретизации должна быть минимум в 2,5 раза выше самой высокой составляющей сигнала, с линейной — в 10 раз. Keysight уточняет, что у большинства осциллографов до 1 ГГц полосу указывают на уровне 1/4–1/5 частоты дискретизации и запаса 4:1 хватает для надёжных измерений.
Ловушка — у многих моделей частота делится между каналами. У четырёхканальных Rigol DHO804 и DHO814 это 1,25 Гвыб/с на одном канале, 625 Мвыб/с на двух и 312,5 Мвыб/с на четырёх, у Siglent SDS800X HD — 2, 1 и 0,5 Гвыб/с. Сравнивайте цифру для того числа каналов, с которым будете работать.
Глубина памяти
Длина записи равна частоте дискретизации, умноженной на время, — так её считают Tektronix и Rohde & Schwarz. 25 млн точек на 1,25 Гвыб/с — это 20 мс, один период сети 50 Гц. Чтобы записать секунду, прибор снизит частоту до 25 Мвыб/с и по правилу 2,5 отсчёта на период достоверно покажет составляющие лишь до 10 МГц.
У Rigol DHO800 25 млн точек, у Siglent SDS800X HD — 50–100 млн, у PicoScope 3000E — 2 млрд отсчётов, а у карманных и многих портативных моделей счёт идёт на тысячи: 1024 точки у DSO138mini, 8 тысяч у OWON HDS200.
Разрешение по вертикали: 8, 10 или 12 бит
8-битный АЦП различает 256 уровней, 10-битный — 1024, 12-битный — 4096 (Rohde & Schwarz). На пределе 10 мВ/дел при 8 делениях шаг 8-битного прибора — около 0,31 мВ, 12-битного — около 0,02 мВ, поэтому мелкие пульсации, шум и искажения видны на фоне большого сигнала.
Реальная точность ниже из-за шума: для 12-битного Siglent SDS800X HD указана эффективная разрядность (ENOB) 8,4 бита. Режим HD у Rohde & Schwarz MXO 3 ценой полосы даёт до 18 бит, PicoScope 3000E программно добавляет 4 бита, а у Keysight InfiniiVision HD3 АЦП 14-битный.
Скорость обновления осциллограмм
Пока прибор обрабатывает запись, он слеп. Tektronix пишет, что DSO с последовательной обработкой захватывают от 10 до 5000 осциллограмм в секунду, и редкие сбои проскакивают между записями. Rigol DHO800 даёт 30 000 осциллограмм в секунду в обычном режиме и до 1 000 000 в режиме UltraAcquire, Siglent SDS800X HD — 80 000–120 000 и до 500 000 в режиме Sequence, Rohde & Schwarz MXO 3 — до 4 500 000.
Синхронизация и декодирование шин
Синхронизация (trigger) решает, с какого момента рисовать осциллограмму, чтобы она стояла на месте. Кроме фронта, Rigol DHO800 запускается по длительности импульса, по «ранту» — импульсу, не дотянувшему до второго порога, — по окну, тайм-ауту, нарушению setup/hold, N-му фронту и событиям в шинах.
Декодирование превращает импульсы в байты прямо на экране. У DHO800 в стандартной комплектации это параллельная шина, RS232/UART, I2C, SPI и CAN, у Siglent SDS800X HD — I2C, SPI, UART, CAN и LIN, а SDS1000X HD добавляет CAN FD и FlexRay. Перед покупкой проверьте, какие протоколы входят в комплект, а какие продаются опцией.
Щупы и безопасность: заземление и категории CAT
Стандартный щуп — пассивный, с делителем 10:1: по данным Tektronix, его сопротивление около 10 МОм, и по сопротивлению он почти не нагружает схему. В положении 1× полоса заметно уже: щуп Rigol PVP3150 из комплекта DHO800 пропускает до 150 МГц в режиме 10× и только до 20 МГц в режиме 1×.
Перед работой щуп компенсируют: подключают к калибровочному выходу (у Rigol DHO800 и Siglent SDS800X HD это меандр 1 кГц, 3 В) и подстроечным винтом добиваются ровных верхушек прямоугольников. Земляной провод берите самый короткий: по словам Tektronix, длинный добавляет индуктивность и «звон» на быстрых фронтах.
Почему обычным осциллографом нельзя мерить сеть
У большинства осциллографов с питанием от сети общий провод входов через третий контакт вилки соединён с защитным заземлением. Если подключить зажим «земли» щупа к точке под напряжением относительно земли — к фазе или к схеме без развязывающего трансформатора, — получится короткое замыкание, предупреждает Tektronix.
Отключать заземление осциллографа — опасная практика, против которой Tektronix прямо предостерегает: корпус и разъёмы окажутся под напряжением точки подключения. Защитный проводник — часть защиты от поражения током; как она устроена в квартире вместе с автоматами и УЗО, мы разбирали в гиде по выбору автоматического выключателя.
Второе ограничение — категория входов. У Rigol DHO800 и Micsig STO1000 входы рассчитаны на CAT I 300 В, и Rigol прямо пишет, что к категориям CAT II–IV это не относится. По объяснению Fluke, стандарт IEC 61010-1 делит цепи так:
- CAT I — маломощные цепи: электроника, устройства с батарейным питанием;
- CAT II — однофазные розетки и включённые в них приборы, домашняя проводка;
- CAT III — распределительные цепи: трёхфазные сети, промышленное оборудование, солнечные массивы;
- CAT IV — всё, что ближе к подключению здания: ввод, главные выключатели, счётчики, трансформаторы.
Чем выше категория, тем лучше прибор выдерживает импульсные перенапряжения: для розеток нужен прибор не ниже CAT II, для распределительных щитов — CAT III.
Чем мерить сетевые и силовые цепи
Tektronix называет безопасные варианты: высоковольтный дифференциальный щуп к обычному осциллографу, осциллограф с изолированными входами и изолирующие усилители. Из моделей выше изолированные входы у Fluke 190 Series III и Siglent SHS1000X. Дифференциальные щупы Rigol рассчитаны на размах от 1400 до 7000 В, а Pico для сети допускает только изолирующие дифференциальные щупы с категорией CAT.
Примеры актуальных моделей по классам
Это не рейтинг, а ориентиры по классам; характеристики — с сайтов и из технических описаний производителей.
| Класс | Модель | Главное | Цена |
|---|---|---|---|
| Карманный | FNIRSI DSO-152 | 200 кГц, 2,5 Мвыб/с | — |
| USB | PicoScope 2204A | 2 канала, 10 МГц, 100 Мвыб/с, 8 бит | — |
| Настольный, 12 бит | Rigol DHO804 | 4 канала, 70 МГц, 25 млн точек | $459 |
| Настольный, 12 бит | Siglent SDS804X HD | 4 канала, 70 МГц, 50 млн точек | $461 |
| Настольный MSO | Rigol DHO924 | 4 + 16 каналов, 250 МГц, 50 млн точек | $769 |
| Настольный, 12 бит | Siglent SDS1104X HD | 4 канала, 100 МГц, 100 млн точек | $1 399 |
| Средний класс | Rohde & Schwarz MXO 3 | 4 или 8 каналов, 0,1–1 ГГц | от $5 890 |
| MDO | Tektronix 3 Series MDO | до 1 ГГц, анализатор спектра до 3 ГГц | от $5 490 |
| Портативный, изолированный | Siglent SHS1102X | 2 канала, 100 МГц, CAT III 600 В | $2 184 |
| Портативный, изолированный | Fluke 190-062-III | 2 канала, 60 МГц, CAT IV 600 В | $4 946,54 |
| Автомобильный USB | PicoScope 4425A | 4 входа, 20 МГц, 12 бит, ±200 В | от £1 349 |
При почти одинаковой цене Rigol DHO804 и Siglent SDS804X HD различаются частотой дискретизации (1,25 и 2 Гвыб/с на одном канале), памятью (25 и 50 млн точек) и скоростью захвата в особых режимах (1 000 000 и 500 000 осциллограмм в секунду).
Купить осциллограф в Украине можно, в частности, в специализированном магазине radio-shop.com.ua. Перед покупкой сверяйте характеристики модели с сайтом производителя.
Сравнительная таблица видов осциллографов
| Вид | Что это | Полоса | Плюсы | Минусы | Кому подойдёт |
|---|---|---|---|---|---|
| Аналоговый (ЭЛТ) | Луч рисует сигнал на трубке | Новые не выпускают | Мгновенная картинка | Мало функций и записи | Обучение, старая техника |
| Настольный DSO | Цифровой прибор с питанием от сети | 70–250 МГц в начальном классе | 12 бит, глубокая память | Входы связаны с землёй | Мастерская, учёба, ремонт |
| MSO | DSO и 16 цифровых каналов | 25 МГц – 1 ГГц | Аналог и логика на одной шкале | Дороже, нужен логический пробник | Микроконтроллеры, шины |
| MDO | MSO и анализатор спектра | До 1 ГГц, спектр до 3 ГГц | Время и спектр в одном приборе | Цена от $5 490 | Радио и IoT-разработка |
| Портативный изолированный | Аккумулятор, изолированные входы | 60–500 МГц | CAT II–IV, работа на объекте | Дорого, у части моделей мало памяти | Электрики, энергетика, авто |
| USB и ПК | Блок АЦП и программа на компьютере | 10–500 МГц | Большой экран, глубокая память | Нужен ПК, «земля» через USB | Лаборатория, учёба, авто |
| Карманный и набор DIY | Мини-прибор или набор для пайки | 0,2–110 МГц | Цена — десятки долларов | Скромные характеристики | Звук, ШИМ, первые опыты |
| Стробоскопический и флагманы | Эквивалентное или реальное время | 50–110 ГГц и выше | Предельная полоса | Цена по запросу | Оптика, линии до 224 Гбит/с |
Как выбрать первый осциллограф: чек-лист
- Хобби-электроника, Arduino, ремонт. Настольный 12-битный DSO на 70–100 МГц с четырьмя каналами, например Rigol DHO804 или Siglent SDS804X HD.
- Звук. Звуковой диапазон — до 20 кГц, так что полосы хватит любой модели; важнее 12 бит, FFT и ограничение полосы до 20 МГц против шума — оно есть у Rigol DHO800 и Siglent SDS800X HD.
- Силовая электроника и сеть. Дифференциальный щуп или прибор с изолированными входами нужной категории CAT. 12 бит помогут разглядеть пульсации 100 Гц на выходе LED-драйвера или блока питания, а диаграмма Боде в Rigol DHO914S и DHO924S — проверить петлю обратной связи. Форму напряжения на выходе ИБП тоже смотрят через дифференциальный щуп (о выборе — в нашей подборке ИБП).
- Микроконтроллеры и шины. MSO с 16 цифровыми каналами и декодированием нужных протоколов. Полоса, по совету Keysight, — минимум в 5 раз выше тактовой частоты: для SPI на 20 МГц — от 100 МГц.
- Автомобиль. Питание от батареи, плавающие или изолированные входы и глубокая память для редких сбоев — как у PicoScope 4425A с 250 млн отсчётов или Siglent SHS1000X с декодированием CAN и LIN.
- Учёба и минимальный бюджет. PicoScope 2204A или карманный прибор покажут основы, но у 2204A полоса 10 МГц и время нарастания 35 нс — для цифровых шин этого мало.
Источники и методика
Анализ открытых источниковПроверено 1 октября 2026
- Tektronix: как оценивать полосу, дискретизацию и другие характеристики tek.com
- Tektronix: виды осциллографов tek.com
- Keysight: частота дискретизации и точность оцифровки (5989-5732EN) keysight.com
- Rohde & Schwarz: руководство покупателя осциллографа rohde-schwarz.com
- Tektronix: безопасные плавающие измерения tek.com
Частые вопросы
Какой осциллограф купить начинающему?
Настольный цифровой на 70–100 МГц с 12-битным АЦП и четырьмя каналами, например Rigol DHO804 или Siglent SDS804X HD: на 1 октября 2026 года они стоят $459 и $461 в официальных магазинах в США. Двухканальный Rigol DHO802 — $329.
Чем DSO отличается от MSO?
MSO — это DSO с дополнительными цифровыми каналами, обычно 16, которые работают как логический анализатор на общей шкале времени. Для отладки микроконтроллеров удобнее MSO, для звука и силовой электроники хватает DSO.
Можно ли измерить напряжение в розетке обычным осциллографом?
Нет. Общий провод щупа настольного осциллографа соединён с защитным заземлением, а входы недорогих моделей рассчитаны на CAT I. Нужен высоковольтный дифференциальный щуп или прибор с изолированными входами не ниже CAT II.
Какая полоса пропускания нужна осциллографу?
Keysight советует для аналоговых сигналов полосу минимум в 3 раза выше их максимальной частоты, для цифровых — минимум в 5 раз выше тактовой частоты. По данным Tektronix, запас в 5 раз даёт погрешность меньше ±2 %.
Зачем 12 бит, если есть 8-битные модели?
12-битный АЦП различает 4096 уровней вместо 256, поэтому пульсации, шум и искажения видны без смены масштаба. Из-за шума реальная разрядность ниже — у Siglent SDS800X HD 8,4 бита ENOB, — но это всё равно больше, чем могут дать 8 бит.
Добавить комментарий