Digitálny USB osciloskop z počítača. Schéma a popis. Osciloskop z monitora počítača doma

Osciloskop je jedným z kľúčových nástrojov v akomkoľvek rádiotechnickom laboratóriu na priemyselné použitie, ako aj v bežnej rádiovej dielni. Pomocou takéhoto zariadenia je možné určiť poruchy elektronických obvodov, ako aj odladiť ich prácu pri navrhovaní nových zariadení. Cena takýchto zariadení je však veľmi vysoká a nie každý rádioamatér si môže dovoliť kúpiť takúto vec. Tento článok je venovaný otázke, ako vyrobiť Takéto zariadenie je možné vyrobiť mnohými spôsobmi, ale základ je všade rovnaký: zvuková karta PC slúži ako doska, ktorá bude prijímať impulzy a je k nej pripojený špeciálny adaptér . Slúži na prispôsobenie úrovní meraných signálov a vstupu audio dosky počítača.

Osciloskop na počítači: softvér

Jedným z hlavných prvkov spomínaného zariadenia je program, ktorý vizualizuje namerané impulzy na monitore. Existuje obrovský výber takéhoto softvéru, ale nie všetky nástroje fungujú stabilne. Medzi rádioamatérmi je obzvlášť obľúbený program Osci osciloskop zo sady AudioTester. Má rozhranie, ktoré vyzerá ako štandardné analógové zariadenie, na obrazovke je mriežka, ktorá vám umožní merať trvanie a amplitúdu signálu. Ľahko sa používa a má množstvo ďalších funkcií, ktoré programy tohto typu nemajú. Ale každý rádioamatér si bude môcť vybrať softvér, ktorý sa mu na prácu najviac páči.

Technické detaily

Takže, aby ste mohli vyrobiť osciloskop z počítača, musíte zostaviť špeciálny atenuátor (delič napätia), ktorý dokáže pokryť čo najširší rozsah meraného napätia. Druhou funkciou takéhoto adaptéra je chrániť vstupný port zvukovej karty pred poškodením, ktoré môže spôsobiť vysoká úroveň napätia. Väčšina zvukových kariet obmedzuje vstupné napätie na 1-2 volty. Osciloskop z počítača má obmedzené možnosti zvukovej karty. Pre rozpočtové karty sa pohybuje od 0,1 Hz do 20 kHz (sínusový signál). Dolná hranica napätia, ktorú je možné merať, je obmedzená úrovňou pozadia a šumu a je 1 mV, a horná hranica je obmedzená parametrami adaptéra a môže byť niekoľko stoviek voltov.

Zariadenie na delič napätia

Osciloskop z počítača má veľmi jednoduchý elektrický obvod. Obsahuje len dve zenerove diódy a tri závisí od mierky použitého virtuálneho osciloskopu. Tento rozdeľovač je určený pre tri rôzne mierky s pomermi 1:1, 1:20 a 1:100. V súlade s tým bude mať zariadenie tri vstupy, z ktorých každý je pripojený k odporu. Nominálny odpor priameho vstupného odporu je 1MΩ. Spoločný vodič je pripojený cez reverzné spojenie dvoch zenerových diód. Sú navrhnuté tak, aby chránili zvukovú kartu pred prepätím, keď je prepínač v polohe "priamy vstup". Kondenzátory môžu byť zapojené paralelne s odpormi, budú vyrovnávať amplitúdovo-frekvenčnú zložku zariadenia.

Záver

Takýto počítačový osciloskop nie je elegantný, ale jednoduchá konštrukcia obvodu vám umožní dosiahnuť široký rozsah meraného napätia. Spomínaný prístroj pomôže pri oprave audio techniky alebo môže slúžiť ako tréningový merací prístroj.

Technológia nestojí na mieste a držať krok s nimi nie je vždy jednoduché. Sú tu nové položky, ktorým by som rád porozumel podrobnejšie. To platí najmä o rôznych, ktoré vám umožňujú zostaviť takmer každé jednoduché zariadenie krok za krokom. Teraz sú medzi nimi dosky Arduino s ich klonmi a čínske mikroprocesorové počítače a hotové riešenia, ktoré už prichádzajú so softvérom na palube.

Na prácu so všetkými vyššie uvedenými zaujímavými novými produktmi, ako aj na opravu digitálnych zariadení však potrebujete drahý a vysoko presný nástroj. Medzi takéto zariadenia patrí osciloskop, ktorý vám umožňuje čítať frekvenčné údaje a vykonávať diagnostiku. Jeho cena je často dosť vysoká a začínajúci experimentátori si nemôžu dovoliť taký drahý nákup. Tu prichádza na záchranu riešenie, ktoré sa objavilo na mnohých amatérskych rádiových fórach takmer okamžite po objavení sa tabliet v systéme Android. Jeho podstatou je vyrobiť osciloskop z tabletu s minimálnymi nákladmi, bez akýchkoľvek úprav alebo úprav vášho gadgetu a tiež eliminovať riziko jeho poškodenia.

Čo je osciloskop

Osciloskop - ako zariadenie na meranie a sledovanie kolísania frekvencie v elektrickej sieti - je známy už od polovice minulého storočia. Týmito prístrojmi sú vybavené všetky vzdelávacie a odborné laboratóriá, nakoľko len s ich pomocou je možné odhaliť niektoré poruchy alebo doladiť zariadenie. Môže zobrazovať informácie na obrazovke aj na papierovej páske. Hodnoty vám umožňujú vidieť tvar signálu, vypočítať jeho frekvenciu a intenzitu a v dôsledku toho určiť zdroj jeho výskytu. Moderné osciloskopy umožňujú kresliť trojrozmerné grafy frekvencie farieb. Dnes sa zameriame na jednoduchú verziu štandardného dvojkanálového osciloskopu a implementujeme ju pomocou predpony smartfónu alebo tabletu a príslušného softvéru.

Najjednoduchší spôsob vytvorenia vreckového osciloskopu

Ak je nameraná frekvencia v rozsahu frekvencií počuteľných ľudským uchom a úroveň signálu nepresahuje štandardnú úroveň mikrofónu, môžete si osciloskop zostaviť z tabletu Android vlastnými rukami bez akýchkoľvek ďalších modulov. Na to stačí rozobrať akýkoľvek headset, ktorý musí mať mikrofón. Ak neexistuje vhodná náhlavná súprava, budete si musieť kúpiť 3,5 mm audio konektor so štyrmi kolíkmi. Pred spájkovaním sond skontrolujte pinout konektora vášho gadgetu, pretože existujú dva typy. Sondy musia byť pripojené ku kolíkom zodpovedajúcim pripojeniu mikrofónu na vašom zariadení.

Ďalej by ste si mali stiahnuť softvér z „Marketu“, ktorý dokáže merať frekvenciu na vstupe mikrofónu a na základe prijatého signálu nakresliť graf. Existuje pomerne málo takýchto možností. Preto, ak je to žiaduce, bude z čoho vyberať. Ako už bolo spomenuté, nebola potrebná žiadna úprava tabletu. Osciloskop bude pripravený, akonáhle bude aplikácia kalibrovaná.

Výhody a nevýhody vyššie uvedenej schémy

Výhody takéhoto riešenia možno jednoznačne pripísať jednoduchosti a nízkej cene montáže. Stará náhlavná súprava alebo jeden nový konektor nestojí takmer nič a trvá to len niekoľko minút.

Táto schéma má však niekoľko významných nevýhod, a to:

• Malý rozsah nameraných frekvencií (v závislosti od kvality zvukovej cesty modulu gadget sa pohybuje od 30 Hz do 15 kHz).
• Nedostatok ochrany pre tablet alebo smartfón (ak náhodou pripojíte sondy k úsekom obvodu so zvýšeným napätím, môžete v najlepšom prípade spáliť čip zodpovedný za spracovanie zvukového signálu na vašom gadgete a v najhoršom prípade úplne vypnúť smartfón alebo tablet).
• Na veľmi lacných zariadeniach je výrazná chyba v meraní signálu, dosahujúca 10-15 percent. Pre dolaďovacie vybavenie je takýto údaj neprijateľný.

Realizácia ochrany, tienenia signálu a redukcie chýb

Aby ste čiastočne ochránili svoje zariadenie pred prípadným zlyhaním, ako aj stabilizovali signál a rozšírili rozsah vstupného napätia, môžete použiť jednoduchý osciloskopový obvod pre tablet, ktorý sa už dlho úspešne používa na zostavovanie zariadení pre počítač. čas. Používa lacné komponenty vrátane zenerových diód KS119A a dvoch odporov 10 a 100 kOhm. Zenerove diódy a prvý rezistor sú zapojené paralelne a druhý, výkonnejší rezistor je použitý na vstupe obvodu, aby sa rozšíril maximálny možný rozsah napätia. V dôsledku toho zmizne veľké množstvo rušenia a napätie stúpne na 12 V.

Samozrejme, treba si uvedomiť, že osciloskop z tabletu pracuje predovšetkým so zvukovými impulzmi. Preto sa oplatí postarať sa o kvalitné tienenie ako samotného obvodu, tak aj sond. Ak chcete, podrobné pokyny na zostavenie tohto obvodu nájdete na jednom z tematických fór.

softvér

Na prácu s takouto schémou je potrebný program, ktorý dokáže kresliť grafy na základe prichádzajúceho zvukového signálu. Nájsť ho na „trhu“ je jednoduché, možností je veľa. Takmer všetky zahŕňajú dodatočnú kalibráciu, takže môžete dosiahnuť najvyššiu možnú presnosť a vyrobiť si profesionálny osciloskop z tabletu. Inak tieto programy vykonávajú v podstate rovnakú úlohu, takže konečný výber závisí od požadovanej funkčnosti a jednoduchosti použitia.

Domáci set-top box s Bluetooth modulom

Ak je potrebný širší frekvenčný rozsah, vyššie uvedená možnosť nebude fungovať. Tu prichádza na záchranu nová možnosť - samostatný gadget, ktorým je set-top box s analógovo-digitálnym prevodníkom, ktorý poskytuje digitálny prenos signálu. V tomto prípade už nie je zapojená zvuková cesta smartfónu alebo tabletu, čo znamená, že je možné dosiahnuť vyššiu presnosť merania. V skutočnosti sú v tomto štádiu iba prenosným displejom a všetky informácie zhromažďuje samostatné zariadenie.

Osciloskop si môžete zostaviť z tabletu Android s bezdrôtovým modulom sami. V sieti je príklad, keď bolo podobné zariadenie implementované už v roku 2010 pomocou dvojkanálového analógovo-digitálneho prevodníka vytvoreného na báze mikrokontroléra PIC33FJ16GS504 a modul Bluetooth LMX9838 slúžil ako vysielač signálu. Ukázalo sa, že zariadenie je celkom funkčné, ale je ťažké ho zostaviť, takže pre začiatočníkov bude nemožné ho vyrobiť. Ale ak chcete, nájsť podobný projekt na rovnakých amatérskych rádiových fórach nie je problém.

Hotové možnosti pre set-top boxy s Bluetooth

Inžinieri nespia a okrem ručných prác sa v obchodoch objavuje čoraz viac set-top boxov, ktoré plnia funkciu osciloskopu a prenášajú signál cez Bluetooth do smartfónu či tabletu. Osciloskop pripojený k tabletu pripojenému cez Bluetooth má často tieto hlavné charakteristiky:

• Limit nameranej frekvencie: 1 MHz.
• Napätie sondy: do 10 V.
• Akčný rádius: cca 10 m.

Tieto vlastnosti sú úplne dostatočné na domáce použitie, ale v profesionálnych činnostiach sa niekedy vyskytujú prípady, keď tento rozsah veľmi chýba a je jednoducho nereálne implementovať väčší rozsah s pomalým protokolom Bluetooth. Aké je východisko v tejto situácii?

Wi-Fi osciloskopy

Táto možnosť prenosu dát výrazne rozširuje možnosti meracieho zariadenia. Teraz trh s osciloskopmi s týmto typom výmeny informácií medzi set-top boxom a tabletom naberá na sile vďaka jeho dopytu. Takéto osciloskopy sú takmer rovnako dobré ako profesionálne, pretože bez oneskorenia prenášajú namerané informácie do tabletu, ktorý ich okamžite zobrazuje ako graf na obrazovke.

Správa sa vykonáva prostredníctvom jednoduchých intuitívnych menu, ktoré kopírujú nastavovacie prvky bežných laboratórnych prístrojov. Okrem toho vám takéto vybavenie umožňuje nahrávať alebo vysielať v reálnom čase všetko, čo sa deje na obrazovke, čo môže byť nepostrádateľným nástrojom, ak potrebujete požiadať o radu skúsenejšieho majstra so sídlom inde.

Charakteristiky osciloskopu pre set-top box s Wi-Fi pripojením v porovnaní s predchádzajúcimi možnosťami niekoľkonásobne rastú. Takéto osciloskopy majú rozsah merania až 50 MHz, pričom je možné ich upravovať pomocou rôznych adaptérov. Často sú vybavené batériami pre autonómne napájanie, aby sa pracovisko čo najviac odbremenilo od nepotrebných drôtov.

Domáce verzie moderných nástavcov na osciloskopy

Na fórach je, samozrejme, nával rôznych nápadov, pomocou ktorých sa nadšenci snažia splniť si svoj starý sen - samostatne zostaviť osciloskop z tabletu Android s kanálom Wi-Fi. Niektoré modely sú úspešné, iné nie. Je len na vás, či skúsite šťastie aj vy a ušetríte pár dolárov tým, že si zariadenie zložíte sami, alebo si kúpite hotovú verziu. Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami, potom je lepšie neriskovať, aby ste neskôr neľutovali premárnené prostriedky.

Inak - vitajte v niektorej z komunít rádioamatérov, v ktorej vám môžu dobre poradiť. Možno neskôr podľa vašej schémy začiatočníci zostavia svoj prvý osciloskop vo svojom živote.

Softvér set-top boxu

Často spolu so zakúpenými osciloskopmi sú set-top boxy dodávané s diskom s programom, ktorý si môžete nainštalovať do tabletu alebo smartfónu. Ak v súprave nie je takýto disk, pozorne si preštudujte pokyny pre zariadenie - s najväčšou pravdepodobnosťou obsahuje názvy programov kompatibilných so set-top boxom a umiestnených v obchode s aplikáciami.

Niektoré z týchto zariadení môžu fungovať nielen so zariadeniami s operačným systémom Android, ale aj s drahšími zariadeniami Apple. V tomto prípade bude program určite v AppStore, keďže iná možnosť inštalácie neexistuje. Po vytvorení osciloskopu z tabletu nezabudnite skontrolovať presnosť údajov a v prípade potreby kalibrovať zariadenie.

USB osciloskopy

Ak nemáte prenosné zariadenie, ako je tablet, ale máte notebook alebo počítač, nebojte sa. Dá sa z nich vyrobiť aj krásna Najjednoduchšia možnosť je pripojiť sondy k mikrofónovému vstupu počítača rovnakým spôsobom, ako je popísané na začiatku článku.

Vzhľadom na svoje obmedzenia však táto možnosť nie je pre každého. V tomto prípade možno použiť USB osciloskop, ktorý poskytne rovnaký výkon ako set-top box s prenosom signálu cez Wi-Fi. Stojí za zmienku, že takéto zariadenia niekedy fungujú s niektorými tabletmi, ktoré podporujú technológiu pripojenia externých zariadení OTG. Samozrejme, skúšajú vyrobiť USB osciloskop aj svojpomocne a celkom úspešne. Prinajmenšom veľké množstvo tém na fórach sa venuje tomuto remeslu.

Osciloskop je prenosné zariadenie, ktoré je určené na testovanie mikroobvodov. Mnohé modely sú navyše vhodné pre priemyselné riadenie a možno ich použiť na rôzne merania. Nie je možné vyrobiť osciloskop vlastnými rukami bez zenerovej diódy, ktorá je jeho hlavným prvkom. Táto časť je inštalovaná v zariadení rôznych kapacít.

Okrem toho môžu zariadenia v závislosti od modifikácie obsahovať kondenzátory, odpory a diódy. Medzi hlavné parametre modelu patrí počet kanálov. V závislosti od tohto indikátora sa mení limit šírky pásma. Pri zostavovaní osciloskopu tiež zvážte vzorkovaciu frekvenciu a hĺbku pamäte. Aby bolo možné analyzovať prijaté údaje, je zariadenie pripojené k osobnému počítaču.

Obvod jednoduchého osciloskopu

Jednoduchý obvod osciloskopu obsahuje zenerovu diódu 5 V. Jej šírka pásma závisí od typov rezistorov, ktoré sú inštalované na mikroobvode. Kondenzátory sa používajú na zvýšenie amplitúdy kmitov. Sonda pre osciloskop si môžete vyrobiť vlastnými rukami z akéhokoľvek vodiča. V tomto prípade sa port vyberá samostatne v obchode. Odpory prvej skupiny musia vydržať minimálny odpor v obvode na úrovni 2 ohmy. Prvky druhej skupiny by zároveň mali byť mohutnejšie. Treba tiež poznamenať prítomnosť diód v obvode. V niektorých prípadoch sa zoraďujú do mostíkov.

Jednokanálový model

Jednokanálový digitálny osciloskop si môžete vyrobiť vlastnými rukami iba pomocou zenerovej diódy 5 V. V tomto prípade sú výkonnejšie úpravy v tomto prípade neprijateľné. Je to spôsobené tým, že zvýšené limitné napätie v obvode vedie k zvýšeniu vzorkovacej frekvencie. V dôsledku toho odpory v zariadení nezvládajú. Kondenzátory pre systém sú vybrané iba kapacitného typu.

Minimálny odpor musí byť udržiavaný na 4 ohmoch. Ak vezmeme do úvahy prvky druhej skupiny, potom by mal byť prenosový parameter v tomto prípade 10 Hz. Na jej zvýšenie na požadovanú úroveň sa používajú rôzne typy regulátorov. Niektorí odborníci odporúčajú používať ortogonálne odpory pre jednokanálové osciloskopy.

V tomto prípade je potrebné poznamenať, že pomerne rýchlo zvyšujú vzorkovaciu frekvenciu. Negatívne aspekty v takejto situácii však stále existujú a mali by sa brať do úvahy. V prvom rade je dôležité si všimnúť ostré budenie kmitov. V dôsledku toho sa zvyšuje asymetria signálov. Okrem toho existujú problémy s citlivosťou zariadenia. V konečnom dôsledku presnosť odčítania nemusí byť najlepšia.

Dvojkanálové zariadenia

Vytvorenie dvojkanálového osciloskopu vlastnými rukami (schéma je znázornené nižšie) je dosť ťažké. V prvom rade je potrebné poznamenať, že zenerove diódy sú v tomto prípade vhodné pre 5 V aj 10 V. V tomto prípade je potrebné pre systém použiť iba kondenzátory uzavretého typu.

Vďaka tomu sa môže šírka pásma zariadenia zvýšiť až na 9 Hz. Rezistory pre model sú spravidla ortogonálneho typu. V tomto prípade stabilizujú proces prenosu signálu. Na vykonávanie doplnkových funkcií sa mikroobvody vyberajú hlavne zo série MMK20. Delič pre osciloskop si môžete vyrobiť vlastnými rukami z bežného modulátora. Nie je to nijak zvlášť náročné.

Viackanálové modifikácie

Na zostavenie osciloskopu USB vlastnými rukami (schéma je znázornená nižšie) budete potrebovať pomerne výkonnú zenerovu diódu. Problémom v tomto prípade je zvýšenie šírky pásma obvodu. V niektorých situáciách môže byť činnosť rezistorov narušená v dôsledku zmeny obmedzujúcej frekvencie. Na vyriešenie tohto problému mnohí používajú pomocné rozdeľovače. Tieto zariadenia do značnej miery pomáhajú zvyšovať prah limitného napätia.

Delič môžete vytvoriť pomocou modulátora. Kondenzátory v systéme musia byť inštalované iba v blízkosti zenerovej diódy. Analógové rezistory sa používajú na zvýšenie šírky pásma. Záporný parameter odporu kolíše v priemere okolo 3 ohmov. Rozsah blokovania závisí výlučne od výkonu zenerovej diódy. Ak pri zapnutí prístroja obmedzujúca frekvencia prudko klesne, potom treba kondenzátory vymeniť za výkonnejšie. Niektorí odborníci v tomto prípade odporúčajú inštaláciu diódových mostíkov. Je však dôležité pochopiť, že citlivosť systému v tejto situácii je výrazne znížená.

Okrem toho musíte urobiť sondu pre zariadenie. Aby osciloskop nebol v konflikte s osobným počítačom, je vhodnejšie použiť mikroobvod typu MMP20. Sondu môžete vyrobiť z akéhokoľvek vodiča. Nakoniec si človek bude musieť kúpiť iba port. Potom pomocou spájkovačky je možné spojiť vyššie uvedené prvky.

Zostavenie 5V zariadenia

Pri 5 V sa osciloskop pre domácich majstrov vyrába iba pomocou mikroobvodu MMP20. Je vhodný pre konvenčné aj výkonné rezistory. Maximálny odpor v obvode by mal byť 7 ohmov. V tomto prípade závisí šírka pásma od rýchlosti prenosu signálu. Rozdeľovače pre zariadenia môžu byť použité rôznymi spôsobmi. Dnes sa statické analógy považujú za bežnejšie. Šírka pásma v tejto situácii bude okolo 5 Hz. Na jej zvýšenie je potrebné použiť tetrody.

Vyberajú sa v obchode na základe parametra limitujúcej frekvencie. Na zvýšenie amplitúdy spätného napätia mnohí odborníci odporúčajú inštalovať iba samoregulačné odpory. V tomto prípade bude rýchlosť prenosu signálu dosť vysoká. Na konci práce je potrebné vyrobiť sondu na pripojenie obvodu k osobnému počítaču.

10 V osciloskopy

Osciloskop sa vyrába ručne so zenerovou diódou, ako aj rezistormi uzavretého typu. Ak vezmeme do úvahy parametre zariadenia, potom by mal byť indikátor vertikálnej citlivosti na úrovni 2 mV. Okrem toho je potrebné vypočítať šírku pásma. Na tento účel sa berie kapacita kondenzátorov a koreluje sa s konečným odporom systému. Rezistory pre zariadenie sú najvhodnejšie pre typ poľa. Aby sa minimalizovala vzorkovacia frekvencia, mnohí odborníci odporúčajú používať iba diódy 2 V. Vďaka tomu je možné dosiahnuť vysokú rýchlosť prenosu signálu. Aby bola funkcia sledovania vykonaná pomerne rýchlo, sú nainštalované mikroobvody typu MMP20.

Ak plánujete režimy ukladania a prehrávania, musíte použiť iný typ. Merania kurzora v tomto prípade nebudú k dispozícii. Za hlavný problém týchto osciloskopov možno považovať prudký pokles limitnej frekvencie. Spravidla je to spôsobené rýchlym vymazaním údajov. Tento problém je možné vyriešiť iba použitím kvalitného oddeľovača. Mnohí sa však spoliehajú aj na zenerovu diódu. Delič môžete vytvoriť pomocou bežného modulátora.

Ako vyrobiť 15V model?

Osciloskop je zostavený vlastnými rukami pomocou lineárnych odporov. Sú schopné odolať maximálnemu odporu na úrovni 5 mm. Vďaka tomu nie je na zenerovu diódu veľký tlak. Okrem toho by ste sa mali postarať o výber kondenzátorov pre zariadenie. Na tento účel je potrebné vykonať merania prahového napätia. Špecialisti na to používajú tester.

Ak použijete ladiace odpory pre osciloskop, môžete sa stretnúť so zvýšenou vertikálnou citlivosťou. Údaje získané ako výsledok testovania teda môžu byť nesprávne. Vzhľadom na všetky vyššie uvedené skutočnosti je potrebné používať iba lineárne analógy. Okrem toho je potrebné dbať na inštaláciu portu, ktorý je pripojený k čipu cez sondu. V tomto prípade je vhodnejšie nainštalovať delič cez zbernicu. Aby amplitúda oscilácií nebola príliš veľká, mnohí odporúčajú používať diódy vákuového typu.

Použitie rezistorov série PPR1

Vytvorenie DIY USB osciloskopu s týmito odpormi nie je ľahká úloha. V tomto prípade je potrebné najskôr vyhodnotiť kapacitu kondenzátorov. Aby sa zabezpečilo, že limit napätia nepresiahne 3 V, je dôležité použiť nie viac ako dve diódy. Okrem toho by ste si mali byť vedomí parametra menovitej frekvencie. V priemere je toto číslo 3 Hz. Ortogonálne odpory pre takýto osciloskop nie sú jedinečne vhodné. Konštrukčné zmeny je možné vykonať len pomocou rozdeľovača. Na konci práce sa musíte priamo zaoberať inštaláciou portu.

Modely s odpormi PPR3

Osciloskop USB si môžete vyrobiť vlastnými rukami iba pomocou mriežkových kondenzátorov. Ich zvláštnosť spočíva v tom, že úroveň negatívneho odporu v obvode môže dosiahnuť 4 ohmy. Mikroobvody pre takéto osciloskopy sú vhodné pre širokú škálu. Ak vezmeme štandardnú verziu typu MMP20, potom je potrebné zabezpečiť aspoň tri kondenzátory v systéme.

Okrem toho je dôležité venovať pozornosť hustote diód. V niektorých prípadoch od toho závisí indikátor šírky pásma. Na stabilizáciu procesu delenia odborníci odporúčajú pred zapnutím zariadenia starostlivo skontrolovať vodivosť odporov. Nakoniec je regulátor pripojený priamo k systému.

Zariadenia na potláčanie vibrácií

Osciloskopy s jednotkou na potláčanie vibrácií sa v našej dobe používajú len zriedka. Najvhodnejšie sú na testovanie elektrických spotrebičov. Okrem toho je potrebné poznamenať ich vysokú vertikálnu citlivosť. V tomto prípade by parameter limitnej frekvencie v obvode nemal prekročiť 4 Hz. Vďaka tomu sa zenerova dióda počas prevádzky príliš neprehrieva.

Osciloskop pre domácich majstrov je vyrobený pomocou mriežkového mikroobvodu. V tomto prípade je potrebné hneď na začiatku určiť typy diód. Mnohým sa v tejto situácii odporúča používať iba analógové typy. V tomto prípade sa však môže výrazne znížiť rýchlosť prenosu signálu.

V našej dobe je použitie rôznych meracích zariadení, postavených na základe interakcie s osobným počítačom, pomerne veľa. Významnou výhodou ich použitia je možnosť uložiť získané hodnoty v dostatočne veľkom množstve do pamäte zariadenia s ich následnou analýzou.

Digitálne USB osciloskop z počítača, ktorý popisujeme v tomto článku, je jednou z možností takýchto meracích prístrojov pre rádioamatéra. Dá sa použiť ako osciloskop a zariadenie na záznam elektrických signálov do RAM a na pevný disk počítača.

Obvod nie je zložitý a obsahuje minimum súčiastok, vďaka čomu bolo možné dosiahnuť dobrú kompaktnosť zariadenia.

Kľúčové vlastnosti USB osciloskopu:

• ADC: 12 bitov.
• Časová základňa (osciloskop): 3 ... 10 ms / dielik.
• Časová mierka (rekordér): 1…50 s/vzorka.
• Citlivosť (bez deliča): 0,3 voltu / dielik.
• Synchronizácia: vonkajšia, vnútorná.
• Záznam údajov (formát): ASCII, text.
• Maximálna vstupná impedancia: 1 MΩ paralelne s kapacitou 30 pF.

Popis činnosti osciloskopu z počítača

Na výmenu dát medzi USB osciloskopom a osobným počítačom sa používa rozhranie Universal Serial Bus (USB). Toto rozhranie funguje na báze čipu FT232BM (DD2) od Future Technology Devices. Je to prevodník rozhrania. FT232BM môže pracovať v režime priameho bitového riadenia BitBang (pomocou ovládača D2XX) aj v režime virtuálneho COM portu (pomocou ovládača VCP).

Ako ADC bol použitý integrovaný obvod AD7495 (DD3) od Analog Devices. Nie je to nič iné ako 12-bitový analógovo-digitálny prevodník s internou referenciou napätia a sériovým rozhraním.

AD7495 má tiež frekvenčný syntetizátor, ktorý určuje, ako rýchlo sa budú vymieňať informácie medzi FT232BM a AD7495. Na vytvorenie potrebného komunikačného protokolu program USB osciloskop naplní výstupnú vyrovnávaciu pamäť USB samostatnými bitovými hodnotami pre signály SCLK a CS, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:

Meranie jedného cyklu je určené sériou deväťsto šesťdesiatich po sebe nasledujúcich transformácií. Čip FT232BM vysiela elektrické signály SCLK a CS s frekvenciou určenou vstavaným frekvenčným syntetizátorom súbežne s prenosom údajov o konverzii na linke SDATA. Perióda 1. úplnej konverzie ADC FT232BM, ktorá nastavuje vzorkovaciu frekvenciu, zodpovedá dobe trvania odosielacej periódy 34 bajtov dátového výstupu čipu DD2 (16 dátových bitov + pulz CS linky). Keďže prenosová rýchlosť FT232BM je určená frekvenciou interného frekvenčného syntetizátora, všetko, čo musíte urobiť, aby ste upravili hodnoty rozmietania, je zmeniť hodnoty frekvenčného syntetizátora FT232BM.

Údaje prijaté osobným počítačom sa po určitom spracovaní (zmenšenie mierky, nastavenie nuly) zobrazia na obrazovke monitora v grafickej podobe.

Testovaný signál sa privádza do konektora XS2. Operačný zosilňovač OP747 je navrhnutý tak, aby zodpovedal vstupným signálom zvyšku obvodu USB osciloskopu.

Na moduloch DA1.2 a DA1.3 je zabudovaný obvod na posun bipolárneho vstupného signálu do kladnej napäťovej zóny. Keďže vnútorný referenčný zdroj napätia mikroobvodu DD3 má napätie 2,5 V, bez použitia rozdeľovačov je pokrytie vstupného napätia -1,25 .. + 1,25 V.

Aby bolo možné skúmať signály so zápornou polaritou, s prakticky unipolárnym napájaním z konektora USB (a), bol použitý menič napätia DD1, ktorý generuje napätie so zápornou polaritou na napájanie operačného zosilňovača OP747. Na ochranu pred rušením analógovej časti osciloskopu sa používajú komponenty R5, L1, L2, C3, C7-C11.

Program uScpoe je určený na zobrazovanie informácií na obrazovke monitora počítača. Pomocou tohto programu je možné vizuálne vyhodnotiť veľkosť študovaného signálu, ako aj jeho tvar vo forme oscilogramu.

Tlačidlá ms/div sa používajú na ovládanie pohybu osciloskopu. V programe môžete pomocou príslušných položiek ponuky uložiť priebeh a údaje do súboru. Tlačidlá Power ON/OF slúžia na virtuálne zapnutie a vypnutie osciloskopu. Pri odpojení obvodu osciloskopu od počítača sa program uScpoe automaticky prepne do režimu OFF.

V režime záznamu elektrického signálu (záznamník) program vytvorí textový súbor, ktorého názov je možné zadať v nasledujúcej ceste: Súbor->Výber dátový súbor. pôvodne sa vytvorí súbor data.txt. Ďalej je možné súbory importovať do iných aplikácií (Excel, MathCAD) na ďalšie spracovanie.

(3,0 Mb, stiahnuté: 5 285)