Модернизация осциллографа Hantek 2D42

Портативные осциллографы серии Hantek2000 и их клоны достаточно широко распространены среди тех, кто занимается радиоэлектроникой. Они имеют неплохие характеристики, достаточно удачную конструкцию и приемлемую цену, поэтому выпускаются и под другими брендами.

Благодаря наличию двух аккумуляторов широко распространенного формата 18650 эти осциллографы гальванически развязаны от сетевого напряжения, что прекрасно подходит для работы с импульсными блоками питания и другой аппаратурой, питающейся от сети. При работе с прибором не нужно заземлять осциллограф, а также подключать его к компьютеру.

Осциллограф JT-DMSO2D72 от фирмы Joy-IT, являющийся полным аналогом старшей модели в 2000-й серии Hantek-ов:

Все они очень похожи, собраны в одинаковом корпусе, в младшую модель (например, в Hantek2D42) можно залить firmware от старшей (Hantek2D72), правда это вряд ли поможет повысить возможности прибора без его аппаратной модификации.

В этой статье описывается упрощенная процедура улучшения осциллографа. Модернизация не требует значительных затрат (стоимость подобной переделки меньше 10USD) и времени, хотя довольно значительно улучшает технические характеристики осциллографа, продвигая его до уровня старшей модели.

Информация по модернизации в основном взята из сообщений пользователя Alex_02 с форума Nickbel. Целью данной статьи была систематизация разрозненной информации и подготовка памятки по улучшению осциллографа, имеющегося у автора.

Как улучшить технические характеристики осциллографа Hantek2D42?

Для улучшения технических характеристик программой DFU demo нужно записать в осциллограф самую новую прошивку (автором залита быстрая версия от JT-DMSO2D72 без китайского языка) и произвести замену операционных усилителей по обоим каналам на EL5166ISZ (элементы U24, U27):

В некоторых осциллографах нужно менять только один чип по первому каналу вместо штатного LMH6702, так как во втором уже стоит EL5166.

Операционные усилители EL5166 можно приобрести на AliExpress по цене около 1.5 USD за штуку:

Доступ к операционным усилителям открывается после снятия экранов, которые крепятся к плате только двумя загнутыми частями. Винты корпуса осциллографа при разборке откручиваются битой Torx T10.

Кроме того, для увеличения стабильности работы осциллографов Hantek2000-й серии нужно усовершенствовать работу DC-DC-преобразователей по цепям формирования напряжений +5V и -5V (вместо резисторов-нулевиков установить дросселя с небольшим активным сопротивлением и добавить фильтрующие конденсаторы).

Автором статьи для фильтрации пульсаций по линиям питания от DC-DC перобразователя было установлено три дросселя (один вместо штатного на 10 мкГн и два дополнительных по линиям питания +5В и -5В), а также добавлены керамический конденсатор на 10 мкФ + еще один мелкий меньшего номинала аналогично схеме на картинке выше (с конденсатором на 47 мкФ преобразователь не стартовал).

Для модернизации были выбраны достаточно крупные дросселя (закреплены на плате термоклеем), которые хорошо сглаживают пульсации и имеют маленькое сопротивление, но, к сожалению, не вписываются в свободное пространство внутри корпуса.

Из-за этого пришлось немного обработать изнутри заднюю часть корпуса (отрезать часть лишней пластмассы фрезой Dremel). Снаружи этого не видно, так как у батарейного отсека есть своя крышка. Потерянная жесткость корпуса была частично восстановлена заливкой термоклея между оставшимися ребрами жесткости.

По входу 2 микросхемы U24 желательно изменить элементы корректирующей RC-цепочки на резистор 22 Ohm и конденсатор на 47 pF, а также установить небольшое сопротивление по выходу 6 вместо резистора-нулевика:

По линии формирования питания +5V нужно также установить фильтрующий дроссель вместо резистора-нулевика, а также (желательно) дополнительные фильтрующие конденсаторы согласно схеме:

Для снижения уровня шумов осциллографа рекомендуется снижение напряжения по линии +5В до 4.5В с помощью изменения номинала резистора делителя 47C (30.1k) на 220k.

Кроме того, нужно обеспечить правильное питание микросхемы U13 EL5166, на которую оно подается через резистор R89 (124 Ом). Согласно Datasheet оно должно быть равно +3.6V. Для коррекции нужно заменить этот резистор на 4.7 кОм:

Дополнительно улучшить помехозащищенность осциллографа можно с помощью экранировки задней части платы в районе операционных усилителей (в новых ревизиях осциллографа она установлена штатно). До приклеивания нужно подпаять провод к экрану, а затем соединить его с GND прибора.

После модернизации системы питания и замены операционных усилителей осциллограф стал работать заметно лучше (меньше шумов, на высоких частотах сигнал больше похож на реальный), калибровка также стала работать быстрее.

Аналогичную, достаточно простую модернизацию, можно делать и на других недорогих осциллографах, улучшая фильтрацию преобразователей питания добавлением фильтрующих ВЧ-шум дросселей и конденсаторов, а также с помощью установки более быстрых и малошумящих операционных усилителей.