低予算でのオシロスコープ・ロジックアナライザーの選び方(2020年8月)

概要

低予算でのオシロスコープとロジックアナライザーの選び方をもう一度調べ直してみました。

対象信号例

プロトコル周波数チャンネル
PS/215KHz2
UART(MIDI)31.25Kbps2
UART(RS-232C)1.2Kbps~115.2Kbps2
PWM1.2Kbps~312.5Kbps1
I2C100KHz~400KHz2
CAN10Kbps~1Mbps2
PCM64kbps~2.048Mbps4
LPT10MHz17
USB 1.112Mbps2
AC9712.288MHz5
SPI1MHz~24MHz4
Compact Flash 4.133MHz26
SD2.0/SDIO52MHz6
USB 2.01.5Mbps~480Mbps2

一般的なプロトコルと周波数の範囲になります。SPIなどはもっと高速で通信することも可能ですが、よく使う範囲になります。おそらくはI2Cの2チャンネルで400KHzと、SPIの4チャンネルで24MHzぐらいが一般的に使う上限だと思います。

ロジックアナライザー

通信などの信号を確認する場合に利用します。通常16チャンネルぐらいのものが多いですが、最低4チャンネルとまわりの回路で8チャンネルぐらいまであれば低予算構成では問題ないと思います。

ロジックアナライザーの場合には、読み取りたい信号の4倍ぐらいあると安心みたいです。SPIをちゃんと分析したいときには100MHz以上が必要になります。80MHz動作のSPIをちゃんと分析する場合には200MHzぐらいあったほうがいいと思います。

I2Cだと400KHzなので1MHz以上のスペックであれば分析できそうですね。

この手のものが最初に検討するロジックアナライザーになると思います。24MHzまでなのでI2Cを分析するのには十分です。ただし、これの中身はEZ-USB FX2LPと呼ばれるチップになります。

これはケース無しであれば結構安く手にはいります。しかしながらケーブルとかがついていないのでちょっと使いにくいですね。

あと、この手のロジックアナライザーはアプリがついていないか、違法なものになります。基本的には無料で使えるオープンソースアプリのsigrokを使うのがおすすめです。

(追記)上記の記事で使い方の解説をしています。

同じく24MHzですが、3MHzのアナログ1チャンネルのオシロスコープがついているのが上記の商品になります。こちらもsigrokを使うのがいいと思います。I2Cの波形がオシロスコープで確認して、ロジックアナライザーで動作を確認するのであればこれでなんとかなりそうです。

あまりおすすめはしませんが、とりあえず安いものを一台持っておきたいって用途にはおすすめです。

(追記)上記で使い方の解説をしています。とりあえずこれ一台あればいいのでは?

こちらは20MHzのオシロスコープに、24Mhzのロジックアナライザーが搭載されている商品です。24MHzってことで、中身はEZ-USB FX2LPになります。

オシロスコープとしてはそれなりに実用範囲のスペックですが、ロジックアナライザーとしてはちょっと物足りません。そして両方の機能を同時に使うことできません(涙)

(追記)上記に使い方の解説があります。ロジックアナライザ無しの安いの+ロジックアナライザをおすすめします。

こちら私も所有していますが、非常にコスパのいい商品です。そして使っている人も非常に多いです。

  • ZEROPLUSロジックアナライザ(ロジック キューブ)[32kビット16ch100M]LAP-C(16032)(秋月電子)

※(2020/08/13)かなり安くなっていたと思ったら取り扱い中止になりました。。。

※(2020/08/19)いまみたら復活していました。しかしディスコンマークが付いたので在庫限りとなります

※(2020/08/23)なくなっていました

ちなみに秋月さんで非常に安くなっています。特徴としてアプリがちゃんとしていますので、プロトコルとかがかんたんに分析可能です。とりあえず秋月さんで9千円で購入できるのであれば、これが一番安心です。

安くて使いにくいアプリで苦しむよりは、ちゃんとしたアプリを使ったほうが楽だと思います。プロトコルを指定すると送信している文字なども画面上に出るので、分析が楽だと思います。

ちなみに一個上位機種はメモリ量が増えるだけなのですが、価格が二倍以上になるのでちょっと手が出ないです。。。そしてハードウエア的には同じらしいです。。。

(追記)上記で使い方の説明をしています

オシロスコープ

通信の信号が正しいのかを確認する場合などに利用します。きれいに波形をみるためには測定周波数の10倍あると安心みたいです。最低でも4倍から5倍は必要です。

I2Cの信号をみてみて、信号がなまっている場合にプルアップ抵抗の値を変えて確認をするみたいな場合に活躍すると思います。この用途だと100KHzから400KHzの信号を測定するので4MHzぐらいほしいですね。一般的な入門機は20MHzぐらいです。

もともとは自分で組み立てるDIYキットになります。どちらかというと組み立てるのが主ですので、実際の性能は200kHz程度と低いです。テスター的に信号が出ているのかを確認するのには便利だと思います。

20MHzまでのUSB接続のオシロスコープです。おすすめはHantekでAliExpressのオフィシャルサイトから購入すると6千円弱で購入可能です。上のロジックアナライザーでも紹介していますが、千円ちょっとでロジックアナライザー付きもありますが、同時に使えないので別々に購入したほうが楽だと思います。6022BEはsigrokからも利用が可能です。

秋月さんだとこの価格帯はInstrustarの商品で、安いHantekは取り扱いがないみたいですね。性能はたぶんそんなに変わらないと思いますが、他のアプリを使える逃げ道があったほうが楽かなって思っています。

ZEROPLUSに接続して使う、オシロスコープモジュールです。20MHzまでで12,800円なのでちょっと高いのですがZEROPLUSのロジックアナライザーと同じ画面で利用することができます。I2Cの信号波形を見ながら、実際に流れている信号も確認できます。ZEROPLUSのアプリは結構使いやすいのでそこそこおすすめです。

同じコンセプトのAnalog Discovery 2もあります。こちらは2チャンネルの30MHzオシロスコープに16チャンネルのロジックアナライザー、そして信号発生器など必要そうなものを詰め込んでいるセットになります。学生やホビー用途で全部入りをした製品です。完全に統合されているので、これ1台で済むメリットがあります。

個人的にはこの価格帯は手が出ないです、、、

この上のランクでいうとUSB接続だとHantekの6254BDあたりだと思います。今までのは2チャンネルでしたが、これは4チャンネルあります。

Amazonだとちょっと高いですが、秋月さんだと30,800円です。250MHzまでなのでホビーユースだとこれぐらいが手がでる上限になると思います。

ちなみに私はこのペン型の絶縁タイプを持っています。

OWONの製品は結構好きなのですが、中古のを安く手にいれたので良かったです。定価だとちょっと手が出にくいかな?

絶縁型はあまりないのですが、パソコンの電源と絶縁されているのでより安全に使えます。普通のオシロスコープだとGNDを接続しなくてもパソコンや電源経由で、GNDがつながっているので測定できます。つまり間違った場所にオシロスコープのGND端子をつなげるとショートしてしまいます。

通常オシロスコープではGND端子は繋げないか、ターゲットのGNDに接続する必要があります。絶縁型の場合には、抵抗の前後みたいな測定が可能になります。ただ2チャンネルオシロスコープであれば差分表示させればいいので、通常は絶縁型である必要はないと思います。1チャンネルだと絶縁のほうが便利だとは思います、、、

(追記)上記に使い方の説明が書いてあります

圧倒的に据え置き型がオシロスコープは人気です。USBタイプはいまいちアプリのできが良くないのが多いです。やっぱり実際に操作できるほうがいいみたいですね。ただし、画面は小さいのでパソコンに接続して、操作は本体で画像はパソコンみたいな使い方もできます。

ちなみにAmazonの商品は並行輸入品扱いなので、修理対応が中国になりますので注意してください。秋月電子のもOWONJAPANではなく中国対応みたいですが、秋月さんならまあ安心ですね。

Hantekの場合には、そもそも日本法人ないのかな? 秋月電子で購入するか、直販がいいと思います。

似たような名前で2店舗ある。。。たぶんOfficialの方が古くからあるので正規代理店とかで、Directが工場直販とかかな?

Officialの方が若干安いのでOfficialで購入するのがいいと思います。。。

ちょっと前まで中華オシロスコープといえばRIGOLが有名でしたが、最近はちょっと値段的に優位性がなくなったかな?

気になっているのが、このタブレットタイプのオシロスコープです。タッチパネルで100MHzとそれなりのスペックです。

FNIRSIはUSBテスターとして有名なメーカーですよね。ただ、生データをパソコンから取得できないかもしれません。。。ちょっとした確認用だったらいいのかもですが、メイン用途にはきついかもしれません。中国サイトから直接購入すると1.5万円ぐらいなんですけれどね。

マルチメーター

番外編として、パソコンに接続できるテスターの紹介です。

いろいろ選び方はあると思うのですが、sigrokでUSB接続で使えるものからピックアップしてみました。OWONとかのもあるのですが、Bluetooth接続でいろいろ技適とかが問題になりやすいです。気軽に使うのはUSBかシリアル経由が便利です。

UNI-TのUT61EはUSBとRS-232の両対応です。一応絶縁型みたいなので、ショートさせてしまってもテスターは壊れるかもしれませんが、パソコンに影響は与えないはずです。

OWONとかのテスターは秒間1フレームのデータ更新が多いのですが、こちらは2フレームです。0.5秒間隔で測定が可能です。据え置き型だともっと細かい粒度の測定が可能ですが、通常予算だと秒間1フレームぐらいが多いです。そしてスペック表には載っていないことが多いので注意してください。

どちらかというと長時間測定する用途で、短時間の時間精度を求めてはいけないみたいです。

ちなみにこっちも2つお店があります。。。

まとめ

オシロスコープやロジックアナライザーは、問題が発生いたときに必要になる機材です。うまく動いていると使わないんですよね。。。私もほぼ使いません。

EZ-USB FX2LPはどこかにあった気がするので、他のものも購入してみて使い勝手を今度比べてみたいと思います。

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