Một máy hiện sóng MSO — còn gọi là máy hiện sóng hỗn hợp — là máy đọc được cả tín hiệu tương tự lẫn tín hiệu số trên cùng một trục thời gian. Dòng PicoScope 3000D có mười sáu mã, và gần như mọi mã đều tồn tại ở hai phiên bản: bản thường và bản MSO. Câu hỏi “có nên trả thêm cho bản MSO không” thường được trả lời bằng một câu duy nhất — “MSO có thêm 16 kênh logic”. Đúng nhưng thiếu: bản MSO còn mất một thứ và đổi chỗ một thứ khác. Bài này đặt cả ba lên bàn để chọn cho đúng.
Mười sáu mã, hai trục — không phải một
PicoScope 3000D xếp theo hai trục độc lập: số kênh analog (2 hay 4) và băng thông (50, 70, 100 hay 200 MHz). Tám tổ hợp, mỗi tổ hợp có bản thường và bản MSO, thành mười sáu mã.
Bộ nhớ đi theo bậc băng thông chứ không theo số kênh: 64 MS ở bậc 50 MHz, 128 MS ở 70 MHz, 256 MS ở 100 MHz và 512 MS ở 200 MHz. Nghĩa là chọn bậc băng thông cao hơn còn được thêm bộ nhớ — hai thông số này không tách rời nhau được.
Những gì không đổi trên cả mười sáu mã: độ phân giải 8 bit, dải vào ±20 mV đến ±20 V chia mười nấc, ngõ vào 1 MΩ song song 14 pF, bảo vệ quá áp ±100 V, bộ giới hạn băng thông cứng 20 MHz bật tắt được, và bộ phát sóng tích hợp.
Đừng nhầm với dòng khác: 3000D là máy 8 bit cố định. FlexRes — chuyển độ phân giải trong phần mềm — là chuyện của dòng 5000D, 5000E Plus và 6000E, không phải dòng này. Trang giới thiệu FlexRes trên website Pico nằm ở nhánh 5000; đừng suy sang 3000D.
Bản MSO được thêm gì
Thứ rõ ràng nhất là kênh logic: 16 kênh số chia thành hai cổng tám kênh, nối qua đầu 10×2 bước 2,54 mm bằng cáp TA136 kèm theo máy. Thông số của phần số quyết định nó dùng được tới đâu: tần số vào tối đa 100 MHz tương đương 200 Mb/s, xung hẹp nhất bắt được 5 ns, lệch giữa các kênh 2 ns điển hình, trở kháng vào 200 kΩ song song 8 pF, biên độ vào tối thiểu 500 mV đỉnh-đỉnh.
Điểm mạnh thực dụng nằm ở ngưỡng logic: hai bộ ngưỡng độc lập cho nhóm D0–D7 và D8–D15, chọn sẵn TTL, CMOS, ECL, PECL hoặc tự đặt, dải ±5 V, sai số dưới ±350 mV kể cả trễ. Một bo có hai nhóm mức logic khác nhau — ví dụ 3,3 V và 1,8 V — vẫn đọc đúng cả hai cùng lúc.
Bản MSO cũng mở thêm các kiểu trigger chỉ có trên kênh số: mẫu bit, cạnh, kết hợp mẫu và cạnh, độ rộng xung, mất mức và khoảng thời gian. Đây là thứ để bắt “đúng lần bo gửi sai gói” thay vì ngồi nhìn.
Bản MSO mất gì: cổng trigger ngoài
Đây là chi tiết ít tài liệu bán hàng nào nhắc. Bản thường có một ngõ trigger ngoài (EXT) trên đầu BNC mặt trước — trở kháng 1 MΩ song song 14 pF, ngưỡng ±5 V, ghép DC, chịu quá áp ±100 V, hỗ trợ trigger cạnh, độ rộng xung, mất mức, khoảng và logic. Bản MSO không có ngõ này.
Với phần lớn công việc, đó là đánh đổi hời: 16 kênh số làm được nhiều hơn một ngõ trigger ngoài. Nhưng nếu quy trình đo của bạn đang dựa vào một xung đồng bộ từ thiết bị khác đưa vào EXT — bàn thử nghiệm tự động, hệ đo có bộ định thời riêng — thì mua bản MSO là mất đúng thứ đang dùng. Trên bản MSO, tín hiệu đồng bộ đó phải chiếm một kênh analog hoặc một chân số.
Và một thứ chỉ đổi chỗ: cổng máy phát sóng
Bộ phát sóng tích hợp có trên mọi mã, nhưng vị trí đầu ra khác nhau: BNC mặt trước trên bản thường, BNC mặt sau trên bản MSO. Không ảnh hưởng tính năng, nhưng ảnh hưởng cách bố trí bàn đo — nếu bạn cắm rút dây phát sóng liên tục trong ngày thì mặt sau bất tiện hơn hẳn.
Về năng lực, bộ phát giống nhau ở cả hai: sine, vuông, tam giác, một chiều, dốc, sinc, Gauss, nửa sine, nhiễu trắng và PRBS, dải DC đến 1 MHz, biên độ trong khoảng ±2 V, trở kháng ra 600 Ω, độ phân giải tần số dưới 0,01 Hz. Phần phát sóng tuỳ ý chạy ở 20 MS/s, bộ đệm 32 kS, độ phân giải 12 bit, thời gian lên dưới 120 ns.
Ngân sách kênh: cổng số cũng tiêu suất lấy mẫu
Tốc độ lấy mẫu tối đa là 1 GS/s, nhưng chỉ khi bật đúng một kênh analog. Bảng thông số ghi bậc thang rõ ràng: 500 MS/s khi dùng tới hai kênh analog hoặc cổng số, 250 MS/s khi tới bốn, và 125 MS/s cho các trường hợp còn lại.
Cụm chữ “hoặc cổng số” là chỗ hay bị bỏ qua. Bật cả hai cổng logic trên một máy bốn kênh analog nghĩa là sáu suất kênh, và tốc độ lấy mẫu rơi xuống bậc thấp nhất. Nếu bài đo chỉ cần tám kênh số, tắt cổng còn lại là lấy lại được một bậc.
Những gì đã nằm sẵn trong phần mềm
Một phần giá trị của dòng này không nằm ở phần cứng. Các gói mà máy để bàn thường bán rời đều là tính năng chuẩn ở đây, và giống nhau trên cả mười sáu mã.
Bộ phân tích phổ kiểu FFT chọn được từ 128 tới một triệu điểm, tám kiểu cửa sổ gồm Hann, Blackman-Harris và flat-top, kèm nhóm phép đo chất lượng tín hiệu tính sẵn: THD theo phần trăm và theo dB, THD+N, SFDR, SINAD, SNR và IMD. Với công việc kiểm tra nhiễu hay méo, đây là thứ thay được một máy phân tích phổ vào dòng.
Kênh toán có nhóm hàm lọc số — thông thấp, thông cao, chắn dải và thông dải — cùng đạo hàm, tích phân, RMS, RMS ripple, pha và độ trễ. Toán tử nhận cả kênh analog lẫn kênh số, nên trên bản MSO có thể dựng một kênh toán từ tổ hợp tín hiệu tương tự và trạng thái bus.
Mask limit testing cho phép vẽ mặt nạ tay, nhập bảng, sinh tự động từ một dạng sóng chuẩn hoặc nạp từ tệp, rồi đếm số lần vi phạm. Ghép với nhóm hành động tự động, máy tự dừng, tự lưu bộ đệm, phát âm báo, kích máy phát sóng hoặc chạy một chương trình ngoài khi mặt nạ bị vượt — đủ để dựng một trạm kiểm tra không cần người ngồi canh.
Về phía hiển thị và bắt sóng, bộ đệm giữ tới 40.000 phân đoạn trong phần mềm, tốc độ bắt tối đa 100.000 dạng sóng mỗi giây, thời gian tái vũ trang trigger dưới 0,7 µs ở tốc độ lấy mẫu 1 GS/s. Các kiểu trigger nâng cao trên kênh analog gồm cạnh, cửa sổ, độ rộng xung, cửa sổ độ rộng xung, mất mức, khoảng, logic và xung cụt.
Chọn model nào
| Tình huống | Nên chọn | Vì sao |
|---|---|---|
| Gỡ lỗi bo nhúng nhiều bus | Bản MSO, 100 MHz trở lên | 16 kênh logic cộng hai bộ ngưỡng độc lập; bộ nhớ 256 MS trở lên |
| Đo analog thuần, cần đồng bộ ngoài | Bản thường | Giữ được ngõ trigger EXT mà bản MSO không có |
| Đo bốn tín hiệu analog cùng lúc | Dòng 3400D (4 kênh) | Bốn kênh lấy mẫu đồng thời, không ghép nối tiếp |
| Tín hiệu sườn nhanh | Bậc 200 MHz | Thời gian lên của máy 1,75 ns, kèm bộ nhớ 512 MS |
| Ngân sách hạn chế, tín hiệu chậm | Bậc 50 MHz | Thời gian lên 7 ns vẫn đủ cho phần lớn mạch điều khiển |
Ba cấu hình hay được chọn nhất trong thực tế: PicoScope 3205D MSO cho bàn gỡ lỗi nhúng phổ thông, PicoScope 3406D MSO khi cần cả bốn kênh analog lẫn bộ nhớ 512 MS, và PicoScope 3403D cho công việc analog thuần nhưng vẫn phải giữ ngõ trigger ngoài.
Một lưu ý về nguồn nuôi: các mã bốn kênh cần nhiều dòng hơn, nên hộp có kèm bộ nguồn AC dùng khi cổng USB cấp dưới 1200 mA. Máy chạy được từ một cổng USB 3.0 hoặc hai cổng USB 2.0.
Về phụ kiện trong hộp: máy kèm sẵn hai hoặc bốn que đo chuyển được giữa 10:1 và 1:1 tuỳ số kênh, cáp USB 3.0, và riêng các bản MSO có thêm cáp số TA136 để nối cụm mười sáu kênh logic. Nghĩa là mua bản MSO là dùng được ngay phần số, không phải đặt thêm cáp rời.
Các model trong dòng PicoScope 3000D
2 kênh analog
- PicoScope 3203D — 50 MHz
- PicoScope 3203D MSO — 50 MHz
- PicoScope 3204D — 70 MHz
- PicoScope 3204D MSO — 70 MHz
- PicoScope 3205D — 100 MHz
- PicoScope 3205D MSO — 100 MHz
- PicoScope 3206D — 200 MHz
- PicoScope 3206D MSO — 200 MHz
4 kênh analog
- PicoScope 3403D — 50 MHz
- PicoScope 3403D MSO — 50 MHz
- PicoScope 3404D — 70 MHz
- PicoScope 3404D MSO — 70 MHz
- PicoScope 3405D — 100 MHz
- PicoScope 3405D MSO — 100 MHz
- PicoScope 3406D — 200 MHz
- PicoScope 3406D MSO — 200 MHz
Toàn dòng dùng chung phần mềm PicoScope 7 trên Windows, macOS và Linux, kèm PicoSDK cho hệ đo tự động, và bảo hành 5 năm. Xem thêm danh mục Pico Technology tại Techmaster.
Số đo chỉ có giá trị khi máy còn trong hạn hiệu chuẩn
Một máy hiện sóng hỗn hợp thường nằm ở khâu kiểm tra trước xuất xưởng, nơi kết quả đo đi thẳng vào hồ sơ chất lượng. Ở đó con số chỉ được chấp nhận nếu thiết bị còn hiệu lực hiệu chuẩn. Techmaster có phòng hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025 cho nhóm thiết bị đo điện. Nếu dây chuyền của bạn quen dùng máy để bàn có màn hình rời, tham khảo so sánh với Keysight MSOX2014A trước khi chốt cấu hình.
Câu hỏi thường gặp
PicoScope 3000D có FlexRes không?
Không. Toàn dòng 3000D là 8 bit cố định. FlexRes — đổi độ phân giải trong phần mềm — chỉ có ở dòng 5000D, 5000E Plus và 6000E. Bù lại, 3000D có bộ giới hạn băng thông cứng 20 MHz bật tắt được, hữu ích khi cần hạ nhiễu nền cho phép đo tín hiệu nhỏ.
Bản MSO mất tính năng nào so với bản thường?
Mất ngõ trigger ngoài EXT trên BNC mặt trước — bản MSO không có cổng này. Ngoài ra đầu ra máy phát sóng chuyển từ mặt trước sang mặt sau. Đổi lại là 16 kênh logic và các kiểu trigger theo mẫu bit.
Bật kênh số có làm giảm tốc độ lấy mẫu không?
Có. Tốc độ tối đa 1 GS/s chỉ đạt khi bật một kênh analog. Bảng thông số tính mỗi cổng tám kênh số như một kênh: 500 MS/s khi dùng tới hai kênh analog hoặc cổng số, 250 MS/s khi tới bốn, 125 MS/s cho các trường hợp còn lại.
Bộ nhớ khác nhau thế nào giữa các mã?
Bộ nhớ đi theo bậc băng thông: 64 MS ở 50 MHz, 128 MS ở 70 MHz, 256 MS ở 100 MHz và 512 MS ở 200 MHz, giống nhau giữa bản 2 kênh và 4 kênh cùng bậc. Phần mềm chia bộ nhớ thành tối đa 40.000 phân đoạn, và tới một triệu phân đoạn khi lập trình qua PicoSDK.
Máy có cần nguồn ngoài không?
Máy chạy từ một cổng USB 3.0 hoặc hai cổng USB 2.0. Riêng các mã bốn kênh có kèm bộ nguồn AC để dùng với cổng USB cấp dưới 1200 mA. Kích thước 190 × 170 × 40 mm, nặng dưới 0,5 kg.
