Banc d’essai : Owon HDS2102S oscilloscope portable à 2 canaux 100 MHz, multimètre et générateur de signaux

L´Owon HDS2102S est un oscilloscope portable à deux canaux, multimètre et générateur de signaux de différentes formes. La lettre ‘S’ indique la présence optionnelle du générateur de fonction. Les modèles sans le suffixe ‘S’ n’en sont pas munis. Un bouton Mode permet de passer de l’oscilloscope au multimètre ou au générateur de fonction. Cependant, le générateur de signaux reste actif après l’avoir mis en fonctionnement, permettant alors le suivi de signaux avec l’oscilloscope ou le multimètre.

Oscilloscope

L’appareil oscilloscope possède deux canaux, une bande passante de 100 MHz et peut échantillonner jusqu’à 500 Msps. Sa base de temps horizontale couvre de 2 ns/div jusqu’à 1 000 s/div. Sa tension d’entrée verticale s’étend de 10 mV/div jusqu’à 10 V/div. La tension maximale d’entrée est de 400 V crête à crête. Les options de synchronisation disponibles sont auto, normal et balayage unique, sur front montant ou descendant. Il ne possède pas d’entrée de synchronisation externe.

Les curseurs permettent les mesures manuelles de temps et tension. Les mesures automatiques permettent la mesure de période, fréquence, tension moyenne, crête à crête, minimum, maximum et d’amplitude. Une option compteur fréquencemètre, permet un affichage en temps réel de la fréquence.
 

Multimètre

En mode multimètre, le HDS2102S devient un multimètre numérique à 5 chiffres permettant la mesure des tensions continues avec une gamme s’étendant de 200 mV (avec une résolution de 10 µV) jusqu’à 1 000 V, la mesure de tension efficace RMS (Root Mean Square) de 40 Hz à 1 kHz, et l’intensité en courant alternatif ou continu jusqu’à 10 A. Pour justifier son appellation ‘multi’, ce multimètre mesure également les capacités de 1 pF à 2 mF (milliFarads), il peut également tester les diodes et la continuité électrique.

Générateur de fonction (AWG ou Arbitrary Waveform Generator)

Le générateur de fonction, grâce à sa capacité d’échantillonnage de 125 Msps, peut fournir des signaux sinusoïdaux jusqu’à 25 MHz, des signaux carrés et impulsions jusqu’à 5 MHz, ainsi que des signaux en rampe jusqu’à 1 MHz. Le HDS2102S peut également générer des signaux arbitraires en escalier, ainsi que selon deux fonctions de Bessel et sinusoïdales, ainsi que des signaux sinusoïdaux modulés en amplitude.

Contenu descriptif de l’Owon HDS2102S

À l’ouverture de son emballage, vous trouverez un étui souple noir protégeant l’appareil et contenant deux cordons BNC à pinces crocodile, un jeu de cordons de mesure pour le multimètre et un chargeur de batterie avec son câble USB. Hors de l’étui, une sonde passive d’oscilloscope (OW3100, 100 MHz) et la documentation imprimée en anglais.

L’Owon HDS2102S paraît être assez lourd, il pèse un peu plus de 500 grammes avec ses deux batteries. Ces dernières sont des batteries remplaçables de type 18650 li-ion de capacité 2 600 mAh.

L’appareil ressemble plus à un gros multimètre, avec des boutons poussoirs, qu’à un oscilloscope. Sa taille lui permet de tenir parfaitement dans ma main. L’afficheur couleur de 3,5 pouces occupe environ un tiers de la face avant, sa résolution est de 320 par 240 pixels.

Sur les côtés

Si vous placez l’appareil verticalement, vous verrez trois connecteurs BNC sur la face supérieure. Deux correspondent aux entrées de l’oscilloscope, la troisième est la sortie du générateur de fonction. Sur le côté droit, protégé par un couvercle se trouve le connecteur USB-C et la sortie du signal de calibration de 1 kHz des sondes de l’oscilloscope. La prise USB-C permet la recharge de des batteries de l’appareil. Elle permet également de relier l’appareil à un ordinateur PC.
 

Utilisation de l’Owon HDS2102S

L’interface utilisateur est très intuitive, avec le bouton de mise en marche clairement visible en bas et à gauche de la face avant. Après avoir mis en marche le HDS2102S, il se place dans le mode précédemment utilisé. Il lui faut un peu plus de 5 secondes pour qu’il soit prêt. La plupart de boutons ont une identification relative à la fonction oscilloscope ce qui rend facile l’utilisation de l’oscilloscope qui est le mode principal de fonctionnement de l’appareil. Le passage d’un mode à l’autre est parfois lent, comme si l’appareil devait réinitialiser quelque chose, sans que l’on sache quoi.

Le mode oscilloscope de l’Owon HDS2102S

Dans le mode oscilloscope, tout appui sur un bouton provoque l’affichage d’un menu en bas de l’écran. Les quatre poussoirs bleus repérés F1 à F4 permettent de choisir les options. Certains menus ont plus d’une ‘page’. Le menu disparait automatiquement 10 secondes après le dernier appui sur un bouton (délai modifiable) ou en appuyant à nouveau sur le même bouton, ou sur le poussoir ‘retour’ (flèche arrondie). Seuls le bouton-poussoir CH1/2 possède une double fonction dans ce mode, permettant le choix entre les deux canaux.

Certaines fonctions nécessitent que les deux canaux soient activés.

Base de temps à très large gamme

La base de temps va jusqu’à 1 000 s/div (c’est-à-dire 16 mn et 40 secondes), ce qui est très élevé. La plupart des oscilloscopes ne dépassent pas une cinquantaine de secondes. Cette caractéristique est intéressante pour la capture de signaux évoluant très lentement, qui autrement nécessiterait l’utilisation d’un dispositif de collecte de données. Lors de l’utilisation de la gamme 1 000 s/div, prenez la précaution de définir le délai d’extinction automatique à l’infini, afin d’éviter que l’appareil ne s’éteigne prématurément.

Sauvegarde des réglages et des signaux

Outre les captures d’écran (en format CSV ou BMP), le bouton ‘Save’ permet d’enregistrer jusqu’à quatre préréglages différents (‘objects’). Cela facilite le rappel d’un réglage lors du passage d’une mesure à une autre.

La plupart des autres possibilités paraitront familières aux utilisateurs d’oscilloscope, je ne vais donc pas m’étendre sur ce point.
 

Le mode multimètre

De même, le multimètre ressemble à un modèle standard, il n’y a pas davantage de surprise à ce sujet. Par défaut il se place en mode automatique (auto-range) sur la gamme 2 VDC (tension continue). Il est nécessaire d’appuyer sur la touche ‘Measure’ pour passer en sélection de gamme manuellement. Le HDS2102S ne mémorise pas les réglages du multimètre après extinction et reprend ses réglages par défaut. C’est probablement dans le but de protéger l’appareil lorsqu’il a été automatiquement mis hors tension (après 30 minutes d’inactivité, valeur modifiable) alors que l’appareil est encore relié à une tension importante (j’ai appris qu’il fallait toujours laisser un multimètre configuré pour la mesure de tension alternative sur la plus haute gamme).

Côté pratique, le multimètre possède ses propres bornes d’entrée ce qui permet de laisser l’oscilloscope relié si vous le souhaitez.

Delta et maintien

L’appui sur la touche ‘Delta’ (‘Δ’) en mode mesure de tension ou courant continu mémorise la valeur mesurée, le multimètre affiche ensuite la différence entre la valeur instantanée et la valeur enregistrée. Un appui sur la touche ‘Play/Pause’ maintien l’affichage de la dernière valeur.

Le générateur de fonction de l’Owon HDS2102S

En mode générateur de fonction (Arbitrary Waveform Generator), seules les touches bleues (fonction F1 à F4 et curseur) sont actives. Appuyez sur Play/Pause pour activer ou désactiver la sortie du signal. Quand ce bouton est vert, la sortie est active.
 

Bien que le générateur de signaux soit appelé ‘Arbitrary Wavefor Generator’, il est impossible de définir sa propre forme d’onde.

Impédance de sortie programmable

Par défaut, en mode générateur de signaux, l’affichage indique ‘High Z’ c’est-à-dire haute impédance, sur la barre d’état en haut de l’écran. Cela se réfère à l’impédance de sortie. Vous pouvez la fixer à 50 Ω en appuyant sur F4, puis F3 (Load ou charge). Cela limitera la tension de sortie à 2,5 Vpp (volts crête à crête). Curieusement, vous pouvez dépasser cette valeur. Si vous le faites, vous remarquerez que la valeur de l’impédance affichée croît également. En fait, l’impédance peut être réglée entre 10 Ω et 10 kΩ en appuyant sur les touches curseur pendant le réglage de la charge.

Buzzer uniquement en mode générateur de fonction

Le menu système à une option ‘Buzzer On/Off’. La désactivation du buzzer ne se produit pas en mode multimètre. L’oscilloscope ne bipe jamais.

Traceur de signaux durant le fonctionnement du générateur

Vous pouvez passer en mode oscilloscope ou multimètre ce qui est très pratique. Toutefois, si vous le faites, le poussoir Play/Pause n’agit plus sur le fonctionnement du générateur de signaux mais agit selon le nouveau mode choisi. Il est fréquent d’oublier avoir laissé le générateur en fonctionnement. En cas d’arrêt manuel ou automatique de l’appareil, le générateur devra être réactivé manuellement à la prochaine remise sous tension.

Logiciel PC pour l’Owon HDS2102S

Sur le site Web Owon, vous pouvez télécharger l’utilitaire DS-Wave (également appelé HOS) prévu uniquement pour Windows, auquel le manuel fait référence sous l’appellation Oscilloscope Software. Je l’ai trouvé assez complexe et peu intuitif à utiliser. Bien qu’il possède certaines fonctions mathématiques et les algorithmes de Transformation de Fourier Rapide (FFT), le logiciel paraît avoir de nombreux défauts qui le rendent peu pratique.
 

Commande à distance

La seule fonctionnalité que j’ai trouvée pratique est la commande à distance qui permet rapidement de régler l’oscilloscope et le générateur de signaux. Cette méthode est plus rapide que d’utiliser les boutons-poussoirs de l’appareil. Il est également possible de contrôler le générateur de signaux sans devoir quitter le mode oscilloscope.

Accès aux données sauvegardées

Le port USB du HDS2102S doit être en mode HID pour permettre le fonctionnement du logiciel DS-Wave (par défaut, deuxième page du menu système). Si vous passez en mode MSC, l’appareil est vu comme un disque externe ce qui permet d’accéder aux captures d’écran (en tant qu’image ou fichier CSV, selon ce qui est accédé), ainsi que les fichiers (binaires) des configurations prédéfinies.

Autonomie de l’Owon HDS2102S

L’Owon HDS2102S est un appareil portatif, son autonomie est évidemment une caractéristique importante. En mode oscilloscope, avec sa configuration par défaut en le laissant inactif, la batterie s’est vidée approximativement en cinq heures.

Sa recharge prend environ trois heures. La configuration par défaut ne procure pas nécessairement la meilleure autonomie. Par exemple, la luminosité de l’affichage est réglable, elle est de 70% par défaut, vous pouvez la diminuer. Le rétroéclairage de l’écran est toujours actif par défaut, mais il peut se désactiver automatiquement après une durée modifiable. La durée d’extinction automatique est également ajustable (et peut être infinie).

Durée importante après indication de batterie faible

Durant mes essais, le HDS2102S a continué de fonctionner environ deux heures après que soit survenue la première alerte pour batterie faible (Low-Battery). En appuyant sur une touche cette alerte disparait, mais elle réapparaitra, ce qui finalement est gênant.

Les batteries étant remplaçable, il peut être judicieux de disposer d’un second jeu d’accus chargés si vous avez réellement besoin d’une autonomie importante. L’utilisation d’une batterie auxiliaire USB est une autre alternative.
 

À qui se destine l’Owon HDS2102S?

Étant un oscilloscope portatif, l’Owon HDS2102S est un compagnon idéal pour tous ceux qui ont besoin de visualiser des signaux sur site ou en dehors de leur laboratoire. Il est facile à transporter et peut être utilisé partout ou un multimètre le peut. La maintenance, la recherche de défauts et la réparation sont des activités qui viennent à l’esprit. Les possibilités offertes par son multimètre et son générateur de fonction sont des atouts importants dans de telles situations.

Au laboratoire, le HDS2102S est également un instrument pratique, il est toutefois un peu plus difficile à manipuler et possède moins de fonctions qu’un oscilloscope de table, je préfère ce dernier. Comparé à un oscilloscope de table de bande passante 100 MHz (Siglent SDS1102X) ses performances ne se montrent pas très différentes.

Fonctionnement isolé

Du fait de son alimentation par batterie, il est isolé de la terre et du réseau électrique (sauf si vous le reliez à un port USB). Vous pouvez ainsi relier son fil de masse en tout point d’un circuit et réaliser facilement des mesures différentielles. Opérer sur des circuits directement relies au secteur électrique est également possible. Rappelez-vous, toutefois, que sa tension d’entrée maximum est limitée à 400 Vpp (crête à crête). Cela peut sembler important, mais ce ne l’est pas en présence de systèmes directement alimentés par le secteur électrique. De plus, les sondes utilisées doivent être en atténuation 1:10 pour le permettre.

Masse interne

De façon similaire, le générateur de signaux n’a pas besoin d’être relié à la masse de l’appareil en cours de test. Attention toutefois, l’oscilloscope, le multimètre et le générateur de fonction ont une masse commune, ne pas oublier d’en tenir compte lors des opérations de suivi de signaux.

Pour terminer, la base de temps pouvant atteindre 1 000 s/div est une autre possibilité importante qui rend l’Owon HDS2102S un appareil très intéressant pour tout électronicien.