Простейший осциллограф из компьютера | Сделай сам своими руками

Не секрет, что у начинающих радиолюбителей не всегда есть под рукой дорогое измерительное оборудование. К примеру осциллограф, который даже на китайском рынке, самая дешевая модель стоит порядка нескольких тысяч.
Бывает осциллограф нужен для ремонта различных схем, проверка искажений усилителя, настройки звуковой техники и т.п. Очень часто низкочастотный осциллограф используется при диагностике работы датчиков в автомобиле.
В этом ряде случаем вам поможет наипростейший осциллограф, сделанный из вашего персонального компьютера. Нет, ваш компьютер никак не придется разбирать и дорабатывать. Вам понадобится всего на всего спаять приставку – делитель, и подключить её к ПК через звуковой вход. А для отображения сигнала установить специальный софт. Вот за пару десятков минут у вас появится собственный осциллограф, который вполне может сгодится для анализа сигналов. Кстати можно использовать не только стационарный ПК, но и ноутбук или нетбук.
Конечно, такой осциллограф с большой натяжкой сравним с настоящим прибором, так как имеет маленький диапазон частот, но вещь в хозяйстве очень полезная, чтобы посмотреть выхода усилителя, различные пульсации источников питания и тп.

Схема приставки

Согласитесь, что схема невероятна проста и не потребует много времени для её сборки. Это делитель — ограничитель, который защитит звуковую карту вашего компьютера от опасного напряжения, которое вы можете случайно падать на вход. Делитель может быть на 1, на 10 и на 100. Переменным резистором регулируется чувствительность всей схемы. Подключается приставка к линейному входу звуковой карты ПК.

Собираем приставку

Можно взять бокс от батареек как я или другой пластиковый корпус.

Программное обеспечение

Программа «осциллограф» будет визуализировать сигнал, поданный на вход звуковой карты. Я предложу вам на скачивание два варианта:
1) Простая программа без установки с русским интерфейсом, качаем.


2) И вторая с установкой, скачать её можно – тут.

Какой пользоваться – выбирать вам. Возьмите и установите обе, а там выберете.
Если у вас уже установлен микрофон, то после установки и запуска программы можно уже будет наблюдать звуковые волны, которые поступают в микрофон. Значит все хорошо.
Для приставки никаких драйверов больше не потребуется.
Подключаем приставку ко линейному или микрофонному входу звуковой карты и пользуемся на здоровье.

Если у вас никогда в жизни не было опыта работы с осциллографом, то я искренне рекомендую вам повторить эту самоделку и поработать с таким виртуальным прибором. Опыт очень ценный и интересны.

Смотрите видео по работе с осциллографом для компьютера

Программа «Компьютер — осциллограф»

Digital Oscilloscope V3. 0 – популярная радиолюбительская программа, которая превратит ваш компьютер в виртуальный осциллограф

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Сегодня на сайте мы рассмотрим простую радиолюбительскую программу, превращающую домашний компьютер в осциллограф.

Есть два способа превращения персонального компьютера в осциллограф. Можно купить или сделать приставку, которую подключать к ПК. Приставка будет представлять собой АЦП, программно-управляемый. А на ПК установить соответствующую программу. Но это затратный способ. Второй способ – без затратный, в любом ПК есть уже АЦП и ЦАП – звуковая карта. Используя ее можно компьютер преобразовать в простой

низкочастотный осциллограф, только установкой программного обеспечения, ну и придется спаять простой входной делитель. Таких программ существует не мало. Сегодня мы рассмотрим одну из них – Digital Oscilloscope V3. 0.  

  Digital Oscilloscope V3.0 (149.8 KiB, 74,241 hits)

После запуска программы на экране появится окно внешне очень похожее на обычный осциллограф. Для подачи сигнала используется линейный вход звуковой карты. Подавать на вход обычно нужно сигнал не более 0,5-1 вольт, иначе происходит ограничение, поэтому нужно спаять входной делитель по простой схеме, как показано на рисунке №2.

Диоды КД522 нужны для защиты входа звуковой карты от слишком большого сигнала. После подключения цепи и входного сигнала нужно включить осциллограф. Для этого нажимаем мышкой поле RUN и выбираем START или нажать мышкой треугольник во втором сверху ряду окна. Осциллограф станет показывать сигнал. В нижнем правом углу экрана будут высвечиваться частота и период сигнала. А вот напряжение показанное осциллографом может не соответствовать действительности. При налаживании входного делителя нужно постараться переменным резистором так выставить коэффициент деления, чтобы величина показанного на экране напряжения была максимально реальной.

Назначение органов управления. TIME/DIV – время/деление; TRIGGER – синхронизация; CALIB – уровень; VOLT/DIV – напряжение/деление. И еще одно достоинство этой программы – осциллограф запоминающий  – работу можно остановить, а на экране останется осциллограмма которую можно сохранить в памяти ПК или распечатать.

---

Похожие статьи:

1. SoundCard Oszilloscope – Компьютер – осциллограф, генератор сигналов, анализатор спектра

---

---

Цифровой USB осциллограф из компьютера. Схема и описание

В наше время использование различных измерительных устройств, построенных на базе взаимодействия с персональным компьютером, достаточно много. Значительным преимуществом их использования является возможность сохранения полученных значений достаточно большого объема в памяти устройства, с последующим их анализом.

Цифровой USB осциллограф из компьютера, описание которого мы приводим в данной статье, является одним из вариантов подобных измерительных инструментов радиолюбителя. Его можно применить в качестве осциллографа и устройства записывающего электрические сигналы в оперативную память и на жесткий диск компьютера.

Схема не сложная и содержит минимум компонентов, в результате чего удалось добиться хорошей компактности устройства.

Основные характеристики USB осциллографа:

• АЦП: 12 разрядов.
• Временная развертка (осциллограф): 3…10 мсек/деление.
• Временной масштаб (рекордер): 1…50 сек/выборка.
• Чувствительность (без делителя): 0,3 Вольт/деление.
• Синхронизация: внешняя, внутренняя.
• Запись данных (формат): ASCII, текстовый.
• Максимальное входное сопротивление: 1 МОм параллельно к емкости 30 пФ. 

Описание работы осциллографа из компьютера

Для осуществления обмена данными, между USB осциллографом и персональным компьютером, применен интерфейс Universal Serial Bus (USB). Данный интерфейс функционирует на базе микросхемы FT232BM (DD2) фирмы Future Technology Devices.

Она представляет собой преобразователь интерфейса USB — COM. Микросхема FT232BM может функционировать как в режиме прямого управления битами BitBang (при использовании драйвера D2XX), так и в режиме виртуального COM-порта (при применении драйвера VCP).

В роли АЦП применена интегральная микросхема AD7495 (DD3) фирмы Analog Devices. Это не что иное, как аналого-цифровой преобразователь с 12 разрядами, с внутренним источником опорного напряжения и последовательным интерфейсом.

В микросхеме AD7495 также есть синтезатор частот, который определяет, с какой скоростью будет происходить обмен информацией между FT232BM и AD7495. Для создания необходимого протокола обмена данными, программа USB осциллографа наполняет выходной буфер USB отдельными значениями битов для сигналов SCLK и CS так,  как указано на следующем рисунке:

Измерение одного цикла определяется серией из девятьсот шестидесяти последовательных преобразований. Микросхема FT232BM с частотой, определяемой встроенным синтезатором частот, отправляет электрические сигналы SCLK и CS, параллельно с передачей данных преобразования по линии SDATA. Период 1-го полного преобразования АЦП FT232BM, устанавливающий частоту выборки, соответствует продолжительности периода отправки 34 байтов данных, выдаваемых микросхемой DD2 (16 бит данных + импульс линии CS). Поскольку быстрота передачи данных FT232BM обусловливается частотой внутреннего синтезатора частот, то для модификации значений развертки нужно всего лишь менять значения синтезатора частот микросхемы FT232BM.

Данные, принятые персональным компьютером, после определенной переработки (изменение масштаба, корректировка нуля) выводятся на экран монитора в графическом виде.

Исследуемый сигнал поступает на разъем XS2. Операционный усилитель OP747 предназначен для согласования входных сигналов с остальной схемой USB осциллографа.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

На модулях DA1.2 и DA1.3 построена схема сдвига двухполярного входного сигнала в зону положительного напряжения. Поскольку внутренний источник опорного напряжения микросхемы DD3 имеет напряжение 2,5 вольт, то без использования делителей охват входных напряжений равен -1,25..+1,25 В.

Чтобы была возможность исследовать сигналы, имеющие отрицательную полярность, при фактически однополярном питании от разъема USB (распиновка USB разьема), использован преобразователь напряжения DD1, который для питания ОУ OP747 вырабатывает напряжение отрицательной полярности. Для защиты от помех аналоговой части осциллографа применены компоненты R5, L1, L2, C3, C7-C11.

Для вывода информации на экран монитора компьютера предназначена программа uScpoe. При помощи данной программы появляется возможность визуально оценивать величину исследуемого сигнала, а так же его форму в виде осциллограммы.

Для управления разверткой осциллографа предназначены кнопки ms/div. В программе можно сохранять осциллограмму и данные в файл при помощи соответствующих пунктов меню. Для виртуального включения и выключения осциллографа используются кнопки Power ON/OF. При отсоединении схемы осциллографа от компьютера, программа uScpoe автоматически переводится в режим OFF.

В режиме записи электрического сигнала (recorder), программа создает текстовый файл, имя которого можно задать по следующему пути: File->Choice data file. изначально формируется файл data.txt. Далее файлы можно импортировать в другие приложения (Excel, MathCAD) для дальнейшей обработки.

Скачать программу и драйвер (3,0 MiB, скачано: 6 733)

Источник: Радио, 5/2005

Осциллограф из монитора своими руками

В переводе осциллограф означает — качаюсь и пишу. Любой мастер, занимающийся ремонтом радио и электроаппаратуры, скажет, что этот прибор будет главным на его рабочем столе.

Устройство позволяет оценивать основные характеристики: напряжение, силу тока, частоту. Помимо этого, он визуализирует информацию в виде графика, что позволяет увидеть любые имеющиеся нарушения в работе сигнала. Например, это может быть наличие помех или искажение формы сигнала.

График отображён в виде координатной плоскости, на которой присутствуют оси Х и Y. Все сигналы, которые поступают на устройство, будут видны на этом графике. Выглядят они как привычная алгебраическая функция.

Разделы статьи

Осциллограф из компьютера — соответствует ли оборудование ПК требованиям

Если у вас современный персональный компьютер, оснащённый звуковой картой, к которому подключён монитор, этого уже достаточно. Конфигурация компьютера не имеет никакого значения, а также вместо стационарного ПК можно использовать ноутбук и даже нетбук.

ВАЖНО! Настройка вашего компьютера как осциллографа никак не помешает его остальным функциям – не придётся ничего добавлять внутрь самого ПК (это просто осциллограф-приставка к компьютеру) или критически изменять в программном обеспечении.

Обычно всё, что необходимо для настройки виртуального прибора, уже есть в конструкции ПК. Для того, чтобы «организовать» работу устройств, достаточно скачать готовый софт, который находится в свободном доступе в сети – это полностью безопасно и легко для освоения даже пользователем-новичком.

Требования безопасности

Реализация описываемого проекта предполагает проведение работ рядом с открытым телевизионным трансформатором и высоковольтными конденсаторами. Напряжение на магнетроне достигает 120 кВ! Чтобы исключить вероятность смертельного поражения электрическим током, нужно строго соблюдать надлежащие меры безопасности. Первым шагом к выполнению любых действий должно быть полное обесточивание прибора. Тут нельзя забывать и про высоковольтные конденсаторы. Поэтому защитный кожух высоковольтного блока снимается крайне осторожно. Важно не повредить проводов печатной платы и не прикоснуться к ее открытым контактам.

Далее нужно принудительно разрядить большие емкости (50 В и более). Это делается хорошо изолированной отверткой или пинцетом. Их контакты замыкаются между собой либо на корпус до полного разряда. Не стоит это делать на печатной плате, так как могут выгореть дорожки. Выполняя работы или испытывая прибор, позаботьтесь, чтобы недалеко находился кто-то из ваших близких, способный вызвать врача или оказать первую помощь.

Осциллограф своими руками

При наличии минимальных знаний в электронике, осциллограф можно изготовить самостоятельно. Например, изготовить его можно из монитора компьютера.

Что потребуется:

• Монитор;
• Инвертор и резистор;
• Материнка от планшета;
• Разъём ЮСБ;
• Провод HDMI;
• Провод толщиной 0,1 мм2;
• Кнопка;
• Скотч;

Удаление лишних узлов

В нашем случае использовался старый телевизионный приемник с 15-и дюймовым экраном и классическим UHF/VHF тюнером. Для создания осциллографа он не требуется, поэтому тюнер можно сразу удалить и забыть о его существовании. Также можно постепенно отключить один за другим лишние модули, проверяя, чтобы телевизор мог по-прежнему функционировать. Понадобится лишь основная плата и все, что подключено к кинескопу. Необходимо, чтобы он лишь отображал белый шум либо голубой экран. От остальных деталей можно просто освободить коробку.

На переделываемом телевизоре спереди стояло два потенциометра. Один из них служил для включения и регулировки громкости, а другой контролировал яркость. Были удалены оба: первый был заменен выключателем питания (большой красной кнопкой), второй пришлось установить на максимальную яркость и зафиксировать ее впайкой дополнительных сопротивлений в схему. Сразу стоит обратить внимание, что устройство со встроенным регулятором громкости для переделки не годится. Он усиливает сигнал, прикрепленный к телевизионному и искать усилитель придется на основной плате, а это вызовет дополнительные проблемы. Динамики на данном этапе также можно отключить.

Электрическая схема

Если вы всё же решили работать через самодельную приставку, то для осциллографа из компьютера своими руками потребуется схема. Схема эта достаточно простая и работа над ней для того, кто хотя бы раз занимался чем-то подобным, не составит никакого труда. Вам понадобятся инструменты и навыки базовой работы со схемами – соединения, теоретические знания.

ВАЖНО! Есть и более сложные схемы, но новичку лучше начать с элементарного варианта. Если первая попытка подойдёт для решения задачи, то для последующих проб сложность можно поднять, спаяв новую, более совершенную схему.

Настройка развертки

Дальнейшая часть работ наиболее опасна, так как будет выполняться при подключенном напряжении. Будьте особенно осторожны! Пробуем подключить источник сигнала на вертикальную отклоняющую катушку (это может быть МР3 плейер либо компьютерный выход на наушники). Чтобы отображалась одна частота на экране, постарайтесь генерировать стабильную тональность. При включенном телевизоре изолированной отверткой аккуратно потрогайте поочередно высоковольтные провода, выяснив, к каким изменениям на экране это приведет (за этим должен наблюдать ваш помощник или воспользуйтесь большим зеркалом).

Один из них будет влиять на частоту сканирования. На плате, где он заходит, нужно впаять подстроечное сопротивление (примерно 50-60 кОм). Убедившись в работоспособности узла, можно вывести ручку задействованного резистора из корпуса прибора. Даже безукоризненно выполненная горизонтальная частотная настройка не позволит видеть верхний диапазон, а лишь выведет форму волны прокрутки на экран. Также можно настроить имеющиеся кольцевые вкладки, расположенные вокруг узкой части трубы кинескопа. Обычно они имеют черный или темно серый цвет и также косвенно управляют конечным изображением.

Усиление входящего сигнала

Все, что было сделано до этого момента, позволило нам создать неплохой визуализатор входного сигнала. Достаточно гнездо для подключения iPod соединить с катушкой вертикального отклонения и звучащая музыка отобразится на экране. Но чтобы получить настоящий осциллограф, понадобится дополнительный усилитель (собрать его можно там, где размещался выброшенный UHF/VHF тюнер). Его идея была заимствована с нескольких тематических сайтов, с целью получения минимальной себестоимости и максимальной эффективности. За основу бралась разработка Павла Фальстада, а представленная печатная плата — доработанная схема двухтактного аудио усилителя.

Для его реализации нам понадобится: микросборка TL082, включающая 2 ОУ, пара транзисторов (например, 41НПН/42ПНП), регулятор мощности LM317, поворотный переключатель «Полюс», потенциометр 1 мОм, два тримера на 10 кОм, 4 диода на 1А, трансформатор на 30 В переменного напряжения, электролит 1000 мкФ 50 В, два электролита 470 мкФ 16 В и 5 резисторов (10 Ом, 220 Ом, 1 кОм, 100 кОм и 10 мОм).

Первым ОУ контролируется усиление входного сигнала по формуле R1/R2, где R1 – сопротивление, выбранное поворотным переключателем, R2 – горшок 1 мОм. Теоретически он способен усилить входной сигнал до 1 млн. раз (при имеющемся на вращающемся переключателе минимуме 1 Ом). Второй отслеживает, чтобы транзисторы получали необходимое напряжение для открытия переходов и компенсирует перекосы. Им нужно 0.7 В на раскрытие и 1.4 В на переключение.

Готовая схема требует обязательной калибровки. Регулятор мощности рассчитан на разницу в 30 В, поэтому ОУ стандартно выдаст +15/-15 В, но для хорошей фильтрации его выход должен быть на несколько вольт ниже, чем напряжение на емкости в 1000 мкФ. Для этого существует триммер 1. Выход цепи подключается к горизонтальной катушке отклонения. Музыка, пропускаемая через схему, начинает «обрезаться» сверху/снизу. Чтобы избежать этого, триммер 2 регулируют до тех пор, пока верхние части клипов не коснутся границ экрана. Это понизит напряжение и не даст транзисторам перегрузить ВЧ-тракт прибора (сжечь катушку отклонения).

Теперь можно подключить на выход телевизора встроенную акустическую систему. При чрезмерной громкости добавляют большое сопротивление нагрузки (например, 10 Ом 1 Вт), при недостатке звука сопротивление нагрузки ставят на отклоняющую катушку, после чего последнюю перекалибровывают. Чтобы защитить себя от излишних раздражающих звуковых сигналов в процессе просматривания необходимого сигнала входа, на динамик можно установить выключатель.

Инструкция по сборке

• Первым делом нужно демонтировать крышку дисплея;
• В корпусе необходимо сделать отверстие, в которое будет установлена кнопка и ЮСБ;
• Имеющиеся разъёмы HDMI нужно выпаять;
• Один конец провода HDMI припаивается к материнке в мониторе, второй к материнке планшета;

ВАЖНО! Прежде чем припаять плату, необходимо прозвонить её с помощью мультиметра. Так порядок подключения не будет перепутан.

• С планшета выпаивается ЮСБ и кнопка питания;
• К кнопке питания и разъёму ЮСБ припаиваются кабеля;
• Провода крепятся на крышке устройства;
• Между контактами GND и USB устанавливается перемычка;
• Устанавливается резистор. Монтировать его нужно между средним и минусовым контактами батареи;
• С помощью двустороннего скотча необходимо закрепить инвертор. Также крепится материнка;
• Крышка монитора возвращается на место;
• К ЮСБ разъёму подключается компьютерная мышь, которой осуществляется включение устройства;
• Проверяется работоспособность осциллографа;

Если под рукой нет ненужного монитора, для изготовления осциллографа можно взять ЖК — телевизор.

Проверка работоспособности прибора

По своему функционалу собранный осциллограф далек от достойных лабораторных моделей, но незаменим для использования в несложных проектах, где требуется увидеть форму волны. Также определенную новизну имеет возможность слышать исследуемый сигнал, особенно при получении обратной связи, напоминающей «знаки». В рассматриваемом примере можно наблюдать изменение сигнала, наводимого обычной проволочной катушкой при ее расположении в произвольном месте, над внутренним трансформатором прибора и в момент нахождения над процессором ноутбука.

Возможность усиливать входящий сигнал – отличная функция, если вам не требуется его абсолютно точных параметров. Шум частоты 60 Гц, усиливаемый схемой, может пока определяться с достаточной погрешностью. Но это явление вызывает и блуждающая индуктивность входного провода. Уменьшить помехи может только экранированное заземление всех частей схемы.

Демонстрируемая катушка с проводом, соединенная со входом прибора, позволяет использовать большую индуктивность при сильном усилении. Ей можно обнаружить источники питания за несколько метров, направляя катушку в сторону расположения трансформаторов, после чего наглядно просмотреть их работу. Также можно обнаружить расположение процессора внутри сложного девайса. Можно использовать катушку, как индуктивный микрофон, поместив ее около динамика, играющего музыку. Магнитное поле, воспроизводимое катушкой диктора, будет обнаружено и усилено созданным прибором, после чего на кинескопе осциллографа отразится играемая музыка.

Можно наглядно просмотреть на приборе и работу канала интернета. В качестве входного сигнала для этого была задействована выделенная домашняя линия (120 VAC), и, показав ее «картинку», прибор по-прежнему работает.
Original article in English

Узнаем как собрать осциллограф своими руками

Электронный осциллограф – незаменимая вещь на производстве, в домашней или учебной лаборатории. Этот измерительный прибор позволяет заглянуть в работу электронных схем, показывая на экране динамику изменения входного потенциала. Он незаменим при настройке мощных тиристорных преобразователей на производстве. Хорошо помогает при поиске неисправностей в электрических цепях контроля, защиты либо управления технологическим процессом, значительно сокращая время простоя оборудования.

Собрать осциллограф своими руками — трудновыполнимая задача для радиолюбителя, но только в том случае, если идти традиционным путем, пытаясь сымитировать работу современных измерительных приборов. Речь идет об аналоговых и цифровых устройствах, которые производятся в промышленных масштабах.

Картина радикально меняется, если в качестве вычислительного узла и визуального контроля над измеряемым напряжением использовать бытовой персональный компьютер. Быстродействующим современным процессорам под силу решить любые задачи, а большой монитор для наблюдения за измеряемым сигналом будет только плюсом. Остается только собрать небольшую схему, и вы сделаете осциллограф своими руками. Устройство не требует предварительной наладки.

Давайте рассмотрим основные части изделия. Саму схему и программу для прошивки контроллера вы легко можете найти в специализированной литературе. Как правило, устройство имеет один и более аналоговых входов. Установив регулируемый делитель на одном из них, вы сможете менять амплитуду входного сигнала. Это делается для расширения диапазона измерения устройства. В качестве защиты от превышения допустимого напряжения устанавливаем параметрический стабилизатор или любое другое устройство, ограничивающее уровень входного напряжения. Все, можно соединять аналоговые входы с входом микропроцессора, выходы которого соединены с разъемом для подключения устройства к USB-порту. Питание схемы осуществляется с помощью этого же порта.

Таким образом, мы сделали свой осциллограф своими руками, но для запуска устройства необходимо запрограммировать микроконтроллер и установить интерфейсную программу для распознавания входных сигналов на ваш компьютер. Контроллер программируется с помощью программатора и устанавливается в плату. Так же инсталлируем нужную программу на компьютер. Как вы уже догадались, вы сделали свой usb-осциллограф своими руками. Основное требование — все операции по монтажу и программированию должны быть выполнены правильно.

Как видите, цифровой осциллограф своими руками сделать несложно. Быстродействие этого прибора позволяет настраивать, ремонтировать или изучать принцип работы несложных электронных схем. Такой прибор пригодится в домашней лаборатории.

Для увеличения быстродействия устройства применяют несколько способов, но все они ведут к усложнению первоначальной схемы. Для коммутации устройства с компьютером можно использовать параллельный порт, это позволит обойти частоту дискретизации USB-порта и поднять быстродействие.

Кроме того, есть специальные платы, которые вставляются в компьютер и служат для обработки входных сигналов.

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?(часть 2) — Измерительная техника — Инструменты

ПРОДОЛЖЕНИЕ:

Подбор резисторов.

   Другой способ – подбор пар резисторов. Точность обеспечивается за счёт подбора пар резисторов из двух комплектов резисторов с большим разбросом. Сначала все резисторы промеряются, а затем подбираются пары, сумма сопротивлений которых наиболее соответствует схеме. 
      Именно этим способом, в промышленных масштабах, подгонялись резисторы делителя для легендарного тестера «ТЛ-4».
Недостаток метода – трудоёмкость и потребность в большом количестве резисторов.
Чем длиннее список резисторов, тем выше точность подбора.

Подгонка резисторов при помощи наждачной бумаги.

 Подгонкой резисторов, путём удаления части резистивной плёнки, не брезгует даже промышленность.
Однако при подгонке высокоомных резисторов не допускается прорезать резистивную плёнку насквозь. У высокоомных плёночных резисторов МЛТ, плёнка нанесена на цилиндрическую поверхность в виде спирали. Подпиливать такие резисторы нужно крайне осторожно, чтобы не разорвать цепь.
Точную подгонку резисторов в любительских условиях можно осуществить при помощи самой мелкой наждачной бумаги – «нулёвки».

 Сначала с резистора МЛТ, у которого заведомо меньшее сопротивление, при помощи скальпеля аккуратно удаляется защитный слой краски.

  Затем резистор подпаивается к «концам», которые подключаются к мультиметру. Осторожными движениями шкурки-«нулёвки» сопротивление резистора доводится до нормы. Когда резистор подогнан, место пропила покрывается слоем защитного лака или клея. 
На мой взгляд, это самый быстрый и простой способ, который, тем не менее, даёт очень хорошие результаты.

Конструкция и детали.

  Элементы схемы адаптера размещены в прямоугольном дюралюминиевом корпусе.
Переключение коэффициента деления аттенюатора осуществляется тумблером со средним положением.

   В качестве входного гнезда применён стандартный разъём СР-50, что позволяет использовать стандартные кабели и щупы. Вместо него можно применить обычное аудио гнездо типа Джек (Jack) 3,5мм.  
    Выходной разъём – стандартное аудио гнездо 3,5мм. Адаптер соединяется с линейным входом аудиокарты при помощи кабеля с двумя Джеками 3,5мм на концах.

 Сборка произведена методом навесного монтажа

 Для использования осциллографа понадобится ещё кабель со щупом на конце.
Как его изготовить подробно будет описано в другом мануале в ближайшее время под названием «Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?«

Как откалибровать виртуальный осциллограф?

Чтобы произвести калибровку осциллографа, нужно иметь хоть какой-нибудь измерительный прибор. Подойдёт любой стрелочный тестер или цифровой мультиметр, которому Вы доверяете.

В связи с тем, что у некоторых тестеров слишком высокая погрешность при измерении переменного напряжения до 1-го Вольта, калибровку производим при максимально возможном, но неограниченном по амплитуде, напряжении.

Перед калибровкой производим следующие настройки.

Отключаем эквалайзер аудиокарты.

 “Уровень линейного выхода”, “Уровень WAVE”, “Уровень линейного входа” и “Уровень записи” устанавливаем в положение максимального усиления. Это обеспечит повторяемость результата при дальнейших измерениях.

  Сбросив на всякий случай настройки генератора командой Command > Get Generator Default Setting, устанавливаем «Gain» (уровень) в 0db.
Выбираем частоту генератора 50Hz переключателем «Frequency Presets» (предустановки), так как все любительские приборы для измерения переменного напряжения умеют работать на этой частоте, да и наш адаптер пока не может корректно работать на более высоких частотах.

Переключаем вход адаптера в режим 1:1.

Глядя на экран осциллографа, подбираем при помощи ручки генератора «Плавно» (Trim) максимальный неограниченный уровень сигнала.
Сигнал может ограничиваться, как на входе аудиокарты, так и на её выходе, при этом точность калибровки может существенно снизиться. В «AudioTester-е» даже имеется специальный индикатор перегрузки, который выделен на скриншоте красным цветом. 
Замеряем тестером напряжение на выходе генератора и рассчитываем величину соответствующего ему амплитудного значения.

Пример.
Показание вольтметра = 1,43 Вольта (действующее).
Получаем амплитудное значение.
1,432*√2 = 2,025 (Вольт)

    Команда “Options > Calibrate” вызывает окно калибровки “AudioTester-а”.
И хотя возле окошка ввода указана размерность в «mVrms», что по идее должно означать среднеквадратичное значение, в реальности, в осциллографе «oszi v2.0c» из комплекта «AudioTester-а», вводимые значения соответствуют… непонятно чему. Что, правда, вовсе не мешает точно откалибровать прибор.
Путём ввода значений с небольшим шагом можно точно подогнать размер изображения синусоиды под вычисленное выше амплитудное значение.
На картинке видно, что амплитуда сигнала уложилась чуть больше, чем в два деления, что соответствует 2,02 Вольта.
Точность отображения амплитуды сигналов, полученных с входов 1:20 и 1:100 будет зависеть от точности подбора соответствующих резисторов делителя.

  При калибровке осциллографа «Авангард», полученные при измерении тестером значения также нужно умножить на √2, так как и вольтметр, и калибратор «Авангард-а» рассчитан на амплитудные значения.
Вносим полученное значение в окошко калибровки в милливольтах – 2025 и нажимаем Enter.
Чтобы откалибровать второй диапазон осциллографа «Авангард», который отмечен, как «250», нужно сначала рассчитать реальный коэффициент деления, сравнив показания встроенного вольтметра в двух диапазонах делителя: 1:1 и 1:20. Вольтметр осциллографа, при этом должен находиться в положении «12,5»

Пример.
122 / 2323 = 19,3

  Затем нужно подправить файл «calibr», который можно открыть в блокноте (Notepad-е). Слева файл до правки, а справа – после. 
Файл «calibr» находится в той же самой директории, где расположена текущая копия программы. 
В восьмую строчку вносим реальный коэффициент деления, соответствующий делителю первого (левого) канала. 
Если вы построили двухканальный адаптер, то в девятую строчку вносим поправку для второго (правого) канала.

Как выровнять амплитудно-частотную характеристику адаптера?

 Линейный вход аудиокарты, да и сами цепи адаптера обладают некоторой входной ёмкостью. Реактивное сопротивление этой ёмкости изменяет коэффициент деления делителя на высоких частотах.

 Чтобы выровнять частотную характеристику адаптера в диапазоне 1:1, нужно подобрать ёмкость конденсатора C1 так, чтобы амплитуда сигнала на частоте 50 Гц была равна амплитуде сигнала частотой 18-20 кГц.

 Резисторы R2 и R3 снижают влияние входной ёмкости и создают подъём частотной характеристики в области высоких частот. Компенсировать этот подъём можно путём подбора конденсаторов С2 и С3 в соответствующих диапазонах 1:20 и 1:100.
У подобрал следующие ёмкости: C1 – 39pF, C2 – 10nF, C3 – 0,1nF.

  Теперь, когда канал Y верикального отклонения осциллографа откалиброван и линеаризован, можно увидеть, как выглядят те или иные периодические, и не только, сигналы. В «AudioTester-e» есть «ждущая синхронизация развёртки».

Что делать, если нет тестера? Или опасные опыты.

Можно ли использовать для калибровки осветительную сеть?

Так как любой уважающий себя радиолюбитель, несмотря на все предупреждения, первым делом пытается залезть своим детищем в розетку, я счёл необходимым рассказать об этом опасном занятии подробнее.
     По ГОСТу напряжение сети не должно выходить за пределы 220 Вольт – 10% +5%, хотя, в реальной жизни, это условие соблюдается не так часто, как хотелось бы. Ошибки измерений в процессе подгонке резисторов и замерах импеданса также могут привнести высокие погрешности при данном способе калибровки. 
     Если Вы собрали прецизионный делитель, например, на высокоточных резисторах, и если известно, что в вашем доме напряжение в осветительной сети поддерживается с достаточной точностью, то её можно использовать для грубой калибровки осциллографа. 
Но, есть очень много НО, из-за которых, я Вам категорически не рекомендую это делать. Первое и наиболее важное «НО», это сам факт того, что Вы читаете эту статью. Тот, кто на ты с электричеством, вряд ли стал бы тратить на это время. Но, если и это не аргумент… 

Самое главное! 

 1. Компьютер должен быть надёжно заземлён!!!
2. Ни под каким предлогом не суйте в розетку «земляной» провод! Это тот провод, который соединён через корпус разъёма линейного входа с корпусом системного блока!!! (Другие названия этого провода: масса, корпус, общий, экран и т. д.) Тогда, вне зависимости от того, попадёте Вы в фазу или в ноль, не произойдёт короткое замыкание. 
Другими словами, в розетку можно втыкать только провод, который соединён с резистором R1 номиналом 1 мегом, расположенном в схеме адаптера!!!
Если же Вы попытаетесь воткнуть в сеть провод, соединенный с корпусом, то в 50% случаев это приведёт к самым печальным последствиям.
Так как максимальная неограниченная амплитуда на линейном входе около 250мВ, то в положении делителя 1:100 можно будет увидеть амплитуду величиной примерно в 50… 250 Вольт (в зависимости от входного импеданса). Поэтому, для измерения напряжения сети, адаптер должен быть оборудован делителем 1: 1000. 
Делитель 1:1000 можно рассчитать по аналогии с делителем 1:100.
Пример расчёта делителя 1:1000.
Верхнее плечо делителя = 1007кОм.
Входной импеданс = 50кОм.
Коэффициента деления по входу 1:1 = 20,14.
Определяем общий коэффициент деления для входа 1:1000.
20,14*1000 = 20140 (раз) 
Рассчитываем величину резистора для делителя.
1007*50 / 50*20140 –50 –1007 ≈ 50 (Ом)

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ:

Четырёхканальная осциллографическая приставка к ПК.

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Четырёхканальная осциллографическая приставка к ПК.

2009

Поздравляю уважаемого Кота с днём рождения и в качестве подарка представляю на ваш суд свою конструкцию, программно-аппаратный комплекс четырёхканальный осциллограф со следующими характеристиками: максимальной частотой дискретизации 200 мГц (два канала), 100 мГц (четыре канала), и объёмом памяти записи 128 килобайт на канал. Связь с ПК осуществляется через SPP LPT порт или через USB (опционально, используя интерфейс лог. анализатора miniLA ( https://minila.sourceforge.net/index.php ), собранный на м/с FT2232C). Входные аттенюаторы позволяют получить один из четырёх возможных вариантов чувствительности, это — 0,05; 0,25; 1 и 5 вольт на деление. Горизонтальная развёртка более гибкая, позволяет иметь от 40 мСек до 25 нСек на деление, 16 вариантов и 2-4-8-ми кратная лупа. Входное сопротивление 1 мОм, ёмкость измерить нечем, думаю, что в районе 10 пФ. Полоса пропускания аналоговой части позволяет отличить импульс длительностью 25 нСек от такой же длительности синуса, то есть исследовать сигналы с частотой до 20 мГц. Длительность нарастания фронта (спада) импульса в аналоговом тракте составляет более 7 нСек, это обусловлено выбором дешёвого и доступного ОУ во входном усилителе. По этому наблюдать фронт/спад короче 10 нСек не приходится. Сигналы частотой выше 25 мГц можно лишь оценить, высокочастотный периодический сигнал, длительность которого не кратна 5 нСек, выглядит не симметрично, но существует такая замечательная штука как интерполяция sin(x)/x, которая позволяет из частокола на экране получить идеальный синус. Заметный завал АЧХ начинается при 30 мГц. Должен заявить, что настройка аналоговой части это не «два пальца об асфальт», а кропотливый поиск компромисса между паразитными выбросами ОУ и полосой пропускания. Но практика показала, что повторяемость от канала к каналу хорошая, если использовать подобранные по номиналу, одинаковые детали. Так же надо заметить, что только основные детали (ПЛИС, АЦП, ЦАП, ОУ, кв.генератор, реле, разъёмы) обошлись мне в сумму более 3,5 т.р., но думаю и это обстоятельство не остановит настоящего маньяка-любителя изготовления своими руками измерительных приборов.

Итак, пробежим по схеме. Аналоговая часть выполнена по ставшей классической схеме с разделением на НЧ / ВЧ, переменное / постоянное напряжение, что позволяет получить плоскую АЧХ и малые искажения сигнала во всём диапазоне полосы пропускания.

Входные аттенюаторы состоят из отдельных делителей на 5 и 20, включающихся при необходимости последовательно, что облегчает их настройку, и благотворно влияет на форму исследуемого сигнала. На схеме изображён только один канал из одинаковых четырёх. Реле К1 подключает делитель на 5, К2 отключает делитель на 20, реле К3 включает режим измерения постоянного напряжения. Реле К13 отключает вход АЦП второго канала от усилителя второго канала и подключает его к выходу усилителя первого канала. Реле К14 выполняет ту же функцию для третьего и четвёртого каналов. Такая коммутация необходима для объединения входов двух АЦП в режиме, когда они оцифровывают один сигнал, но первый тактирован по фронту, другой по спаду тактового импульса, что позволяет удвоить максимальную частоту дискретизации. Резистором R44 устанавливают коэффициент усиления DA1, так что бы меандр десяти-двадцати герц на дисплее выглядел без искривлений горизонтальных линий, кстати, делать это надо в режиме DC , так как при измерении сигнала частотой менее 40 Гц в режиме АС наблюдаются искажения формы сигнала, от которых мне избавиться не удалось. Поскольку предполагается иногда питать устройство от аккумуляторной батареи, то для экономии энергии в цепи питания реле включены ограничивающие их ток резисторы с «пусковыми» конденсаторами. По той же причине в схему введён узел мониторинга питающего напряжения на элементах DA9, VT13, цвет светодиода LED1 сменится с зелёного на красный, если напряжение упадёт ниже, чем 4,7 вольта. Свечение LED2 говорит о том, что прибор занят записью в ОЗУ. Синхронизация производится посредством цифрового компаратора, что несколько ухудшило потребительские качества, но сильно упростило схему.

Цифровая часть тоже требует настройки, резистором R6 и конденсаторами TR1 и С14 формируем задержку тактового сигнала каналов АЦП 1 и 3, необходимую для компенсации задержек вносимых элементами коммутации и инверсии «клока» каналов 2 и 4, а так же не симметричности тактового меандра. Триммером TR1 добиваемся гладкости изображения волн синусоидального сигнала при объединении каналов на самой быстрой развёртке. Тем самым «сводим луч» по оси времени. Тут надо сказать, что полностью синхронизировать фазы клока разных каналов АЦП так и не удалось из-за джитера появляющегося в этом режиме. Всё-таки для качественного включения нескольких АЦП в «интерлив» лучше было бы использовать ПЛИС с PLL на борту. Так же возможно потребуется «свести лучи» по оси напряжения, а это делается из программы. Резистор R7 и конденсатор С15 формируют задержку необходимую для того, чтобы момент защёлкивания данных в промежуточный регистр не приходился на момент не стабильности выходов АЦП. Возможно, потребуется уменьшить сопротивление R12 до установления на нём напряжения «уверенного» логического нуля в момент, когда не светит LED2. Это зависит от подтяжки к VCC со стороны порта ПК. Применение в модуле питания м/с МАХ1627 позволяет питать устройство напряжением в диапазоне от 5 до 9 вольт (при напряжении более 9 вольт на осциллограмме заметны помехи от работы ШИМ). Применение м/с LM2594 в инверторе напряжения обусловлено лишь наличием оной в загашнике. Устройство потребляет от источника питания до 3,5 Вт. Запитав его от батареи или от USB ноутбука работающего на батарее получаем гальванически развязанный от сети прибор.

Проект для ПЛИС разработан в среде MAX+plus II. Платы устройства разработаны в P-CAD 2001 и изготовлены по «утюжной» технологии. На плате аналоговой части разводка питания аналоговых микросхем, реле, а так же соединение затворов транзисторов с выходами сдвигового регистра выполнено монтажным проводом, поскольку развести это на двух слоях без ущерба помехоустойчивости не возможно.

Платы соединены между собой разъёмами ХР1-ХР5, напряжение смещения на каналы подаётся с разъёма ХР7 цифровой части. На принципиальной схеме цифровой части не изображены все блокировочные конденсаторы ёмкостью 0,1 мкФ, которые необходимо устанавливать возле каждого вывода Vcc питания микросхем. Разъём ХР6 предназначен для программирования ПЛИС, разъём ХР8 для подключения к LPT порту или USB адаптеру, ХР9 для источника питания. При работе, ПЛИС и АЦП заметно нагреваются, что бы избегать ухудшения временных характеристик этих микросхем после прогрева (особенно ПЛИС), на них необходимо установить радиатор. Необходимо экранировать аналоговые каналы, как между собой, так и между делителями внутри канала. При повторении конструкции в качестве ОЗУ можно использовать микросхемы кэш памяти процессоров Пентиум-II.

Теперь не много о программе со стороны ПК. Она написана на Delphi 7, далека от совершенства, но основную функцию отображения сигналов выполняет. Из всех «удобств» только курсорные измерения, запуск синхронизации по фронту или спаду одного из каналов, сохранение изображения в файл ВМР, возможность выбора длинны записи в ОЗУ 1 кбайт или 128 кбайт (на малой частоте дискретизации при 128 кбайтной длине время записи достигает 3 минут). А так же временная лупа, возможность выбора длинны просматриваемой на экране страницы памяти 1 кбайт или 8 кбайт, возможность выбрать количество просматриваемых каналов. Возможность настройки цвета изображения осциллограммы по своему вкусу.

Присутствует анализатор спектра, правда динамический диапазон у него слабоват, гармоники амплитудой меньше -50 Дб не видны.

Есть так же, возможность включить интерполяцию sin(x)/x (по умолчанию интерполяция — линейная), но использовать её лучше при частотах исследуемого сигнала более 10 мГц (то есть при количестве отсчетов на период менее 15ти -10ти), иначе эта функция вносит только искажения. Так же она старательно пытается сделать из прямоугольного сигнала синусоидальный, а получается это у неё не всегда корректно. От длинны страницы, количества используемых каналов, мощности процессора ПК, частоты дискретизации зависит время записи, передачи и прорисовки изображения, и как следствие максимальная частота обновления экрана при автоматическом запуске. Так что при больших значениях килобайт, микросекунд просмотр в «реальном» времени не возможен.

Максимальная частота обновления осциллограммы при длине записи 1 кб и использовании USB интерфейса — 5 fps, максимальная частота обновления при работе через LPT зависит от числа индицируемых каналов и составляет 1 — 3 fps. Для нормальной работы программы подойдёт компьютер с процессором Пентиум-1 и дисплеем с размером 800 на 600 пикселей, система Win98 — Win XP, на Висте не тестировалась.

Файлы:
Печатные платы в формате P-CAD 2001.
Проет для MAX+plus II.
Софт для ПК.
Исходники софта для ПК.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

HS101: высококачественный и дешевый осциллограф «сделай сам»

Одна из самых интересных вещей в работе производителя — это то, что вы никогда не останетесь без инструментов, с правильными компонентами производители, как правило, имеют возможность создавать импровизированные инструменты на ходу. Сегодня мы рассмотрим, как создать дешевую версию одного из самых важных инструментов для любого инженера или производителя электроники; Осциллограф.

Осциллограф — источник: sparkfun.com

Осциллограф — это испытательный прибор, используемый для визуализации и наблюдения за изменяющимися напряжениями сигналов, обычно в виде двухмерного графика с одним или несколькими сигналами, нанесенными в зависимости от времени.Они используются при проектировании и отладке электронных устройств для просмотра и сравнения форм сигналов, определения уровней напряжения, частоты, шума и других параметров сигналов, подаваемых на его вход, по мере их изменения со временем. Это делает осциллографы очень важным инструментом на столе инженера-электронщика или производителя. Однако осциллографы довольно дороги: они стоят от 45 до 100 долларов за небольшой осциллограф и более 300 долларов за продвинутые осциллографы, что делает их недоступными для простых пользователей.Но что, если бы мы могли создать что-то более дешевое, компактное и высокофункциональное, используя компоненты, знакомые производителям? Это вопрос, который привел к сегодняшнему руководству.

HS101 в действии

Для сегодняшнего урока мы построим осциллограф HS101 . Осциллограф HS101 состоит из портативного и компактного осциллографа DIY, подключенного к мобильному телефону или планшету на базе Android с приложением HScope. Осциллограф основан на микроконтроллере STM32F103 , который имеет 2 быстрых 12-битных АЦП и производит выборку сигнала, который нужно исследовать (после того, как он прошел элементы состояния, такие как сеть резисторов, конденсаторов и диодов) на плате.

Некоторые функции HS101 включают;

• Одноканальный осциллограф
• 12 бит Разрешение АЦП
• 0-20В Диапазон входного напряжения
• Частота дискретизации от 3KS / с до 1800KS / с
• Полоса пропускания 200 кГц
• До 100KSa / s непрерывный сбор данных
• Входной шум зависит от частоты дискретизации. <15 мВ для частоты дискретизации <= 100KSa / s

Осциллограф может использоваться в стандартных ситуациях для таких задач, как измерения постоянного тока, а также может быть полезен для длительной регистрации напряжения и основных автомобильных проверок, таких как;

• Регистрация уровня заряда батареи
• Регистрация данных при выключенном зажигании батареи (IOD) (с помощью зажима усилителя типа C650 или инструмента DIY)
• Уровень пульсаций переменного тока генератора (пример здесь)
• Испытание на сжатие в цилиндре (с датчиком давления 100 PSIG, пример здесь

Необходимые компоненты

Для сборки этого проекта требуются следующие компоненты;

1. STM32F103C8 Голубая таблетка
2. Кабель USB — TTL
3. 1N4007 (2)
4. Резистор 10 кОм
5. 2к резистор
6. Конденсатор 470 пФ
7. Кабель USB OTG (Micro USB — Micro USB / USB Type-C — Micro USB)
8. Печатные платы с перфорацией (подойдет все, что имеет от 6 до 7 отверстий).
9. 6-контактный однорядный гнездовой разъем 2,54 мм (2)
10. Зонд и разъем BNC (также можно использовать простые провода или аудиоразъем 3,5 мм)

Вы также можете решить изготовить печатную плату для этого проекта. Спецификация, схема и дизайн печатной платы прилагаются в разделе загрузки этого руководства.

Схемы

Схема для этого проекта невероятно проста. Входной модуль, состоящий из резисторов, конденсаторов и диодов, встроен / припаян на перфорированной (прототипной) плате, а затем установлен на плате STM Blue Phil с использованием гнездовых разъемов, которые подключаются непосредственно к Blue Phil.Это делает конструкцию модульной и компактной. Подключите компоненты на макетной плате, как показано на схемах ниже.

Схема модуля ввода

После пайки частей подключите модуль ввода к синей таблетке STM, как показано на изображении ниже.

Подключите модуль ввода на Blue Pill

Как упоминалось выше, вы можете создать свой собственный полностью настроенный осциллограф на основе печатной платы, используя ту же конструкцию, что и для этого проекта. Все необходимые файлы, включая спецификацию и печатную плату, прикреплены в разделе загрузки в конце руководства.Изображение версии печатной платы показано ниже.

HS101 PCB

Прошивка прошивки

Одна из замечательных особенностей сегодняшнего проекта заключается в том, что мы будем загружать код на плату микроконтроллера с помощью смартфона, а это значит, что вам не понадобится ваш компьютер ни для какой части этого проекта. В сегодняшнем руководстве мы будем использовать приложение STM32 Utils от Мартина Лорена. Приложение поставляется с предустановленной прошивкой для осциллографа HS101, поэтому все, что нам нужно сделать, это подключить микроконтроллер Blue pill к вашему телефону через преобразователь USB в Serial и кабель OTG , как показано на изображении ниже.

Прошивка прошивки с помощью STM32Utils. (Кредит: Time4ee)

Схема контактов для подключения последовательного кабеля к USB и синей таблетки STM32 показана ниже;

Синяя таблетка — USB-UART

 5V - 5V (или VBus)
PA9 - Rx
PA10 - Техас
ЗЕМЛЯ - ЗЕМЛЯ 

с выполненными подключениями, нажмите кнопку « Init Chipset» в приложении. Вы должны увидеть, как загорелся свет на STM. Нажмите кнопку « DIY Library » в приложении, выберите HS101 Firmware и нажмите « Flash Firmware ».

После завершения загрузки прошивки вы можете отсоединить кабель USB-Serial и подключить плату к телефону через кабель OTG.

Вот и все, ваш осциллограф готов!

Демо

STM32 питается от смартфона через кабель OTG. Как только он будет подключен к телефону, на плате Blue Pill должен загореться красный светодиод. Как только STM32 включен, откройте приложение HScope. Приложение должно автоматически распознать осциллограф и начать отображение данных.

Подключите любой сигнал ко входу HS101, и вы должны увидеть данные, отображаемые в приложении, как показано ниже.

HS101 Demo

Бесплатная версия приложения HScope позволяет использовать HS101 как тестер напряжения и как простой осциллограф, которого может хватить для простых задач. С другой стороны, полная версия приложения HScope обеспечивает доступ к статистике в реальном времени, БПФ и может использоваться для преобразования HS101 в регистратор данных.

Оптимизация осциллографа

Шум — самая большая проблема осциллографа HS101.Это сильно зависит от модели телефона, и это можно решить, добавив конденсаторы между контактами GND и 3,3 В на плате Blue Pill. Емкость конденсатора, ближайшего к разъему USB, может составлять около 470 мкФ для улучшения качества данных.

Осциллограф, описанный в этом руководстве, не обязательно сможет заменить стандартный лабораторный осциллограф, но это поможет вам быстро выполнить некоторые мелкие задачи без необходимости платить огромные суммы. Он также портативен, что делает его полезным, если вы много путешествуете.

На этом урок, ребята. Не стесняйтесь обращаться ко мне через раздел комментариев, если у вас есть какие-либо вопросы или трудности при воспроизведении учебника.

Источники:

Рассмотрим USB-осциллограф | Блог Simply Smarter Circuitry

На рисунке выше изображен автомобильный осциллограф HANTEK DSO3064 Kit VII 60 МГц

Вы можете превратить имеющийся компьютер в осциллограф с помощью цифрового запоминающего USB-осциллографа. Hantek производит мощные двухканальные осциллографы с полосой пропускания от двадцати мегагерц до двухсот мегагерц, которые имеют частоту дискретизации до двухсот пятидесяти мегагерц в секунду.

Осциллографы USB имеют характеристики и функции, которые не уступают автономным настольным и портативным осциллографам.

Во-первых, они могут даже использовать вычислительную мощность вашего компьютера для выполнения математических операций с быстрым преобразованием Фурье, но при этом они стоят в несколько раз дешевле, чем отдельный модуль. Старые компьютеры часто быстрее и мощнее, чем многие настольные осциллографы, которые стоят сотни или даже тысячи долларов, а это означает, что вы можете очистить старый компьютер от пыли и восстановить его в виде USB-осциллографа.

iDSO1070 Осциллограф iPhone, полоса пропускания 70 МГц

Во-вторых, в отличие от автономных устройств, USB-осциллографы имеют дисплеи размером с экран вашего компьютера, что упрощает уверенное наблюдение за каждой мельчайшей деталью формы сигнала для улучшения идентификации ошибок. Кроме того, вы можете сохранять осциллограммы на свой компьютер; вы можете быстро и легко хранить, обмениваться и экспортировать данные, собранные с помощью USB-осциллографа, благодаря программному обеспечению вашего компьютера, емкости хранилища и сетевым возможностям.

Поскольку USB-осциллографы используют вычислительную мощность вашего компьютера, вы можете выполнять мощные математические операции с входными сигналами. Использование математической функции быстрого преобразования Фурье осциллографа для сигнала во временной области дает вам информацию в частотной области, а также может предоставить вам другое представление о качестве сигнала, что приводит к повышению производительности измерений при поиске и устранении неисправностей в тестируемом устройстве.

Наконец, эти осциллографы получают питание от USB-порта вашего компьютера, поэтому вам не нужен внешний источник питания.Осциллографы USB компактны, легки и чрезвычайно портативны. Совместите осциллограф с ноутбуком и оцените преимущества автономного портативного осциллографа по значительно более низкой цене.

Заключение

Осциллографы серии

Hantek 6000 оснащены экструдированным алюминиевым корпусом и резиновыми амортизаторами на каждом конце для обеспечения долговечности, а также возврата в течение тридцати дней без каких-либо напряжений.

Каждый USB-осциллограф Hantek включает в себя программное обеспечение, два пробника, один USB-кабель и руководство.При цене от шестидесяти девяти долларов USB-осциллографы представляют собой замечательную ценность. Если вы ищете осциллограф, который не обойдется вам дорого, подумайте об осциллографе Hantek USB.

2 $ DIY Недорогой USB-осциллограф — схемы DIY

Собирались ли вы купить USB-осциллограф стоимостью 100–1000 долларов? В этом нет необходимости, если вы можете сделать его всего за 2 доллара.

Осциллограф — это устройство, которое может анализировать напряжение или импульсные сигналы в реальном времени и строить график их формы на дисплее. Он также известен как CRO, DSO или O-scope.

Помогает нам анализировать выходные сигналы и импульсы схемы. Обычно он используется в проектах микроконтроллеров, но он также полезен при создании любого генератора для инверторов, чтобы проверить выходную частоту и форму волны.

Изображение предоставлено: usboscilloscope.info

Хотите знать, как это возможно?

Ну, это будет работать со звуковой картой. Подождите, я не говорю об использовании звуковой карты вашего ПК, как будто я так и сказал, термин USB не должен был упоминаться.Я прошу вас купить звуковую карту USB. Сейчас они очень дешевые.
Получить на eBay.com от 0,99 $
Получить на eBay.in от 100 рупий

Почему я прошу купить звуковую карту USB, а не использовать внутреннюю звуковую карту ПК?

Потому что, если вы подадите высокое напряжение или выбросы на вход, он может сгореть, и если это звуковая карта USB, это будет стоить 1-2 доллара, но если вы сожжете внутреннюю аудиосистему ПК, замена материнской платы обойдется вам в 40 долларов .

Какое программное обеспечение?

Ну, есть много программного обеспечения для осциллографов звуковых карт, но я бы рекомендовал вам использовать Soundcard Oscilloscope или Zelscopeonly, , потому что они обеспечивают хороший функциональный графический интерфейс, а осциллограф звуковой карты также имеет генератор сигналов, так что вы можете генерировать сигналы через порт вывода звука звуковой карты USB и анализировать сигналы, подаваемые на порт MIC IN звуковой карты USB.

Следует помнить:

• Звуковая карта USB может обрабатывать + -1 В, то есть 2 В размах. Если вы собираетесь подавать высокое напряжение, используйте делитель напряжения.
• Не может анализировать сигналы постоянного и переменного тока <10 Гц
• Используйте экранированный провод и изолированные щупы.

Есть вопросы или предложения? Просто оставьте комментарий, я с удовольствием об этом расскажу.

Осциллографические системы и органы управления

: описание функций и запуска

Горизонтальная система и органы управления

Горизонтальная система осциллографа наиболее тесно связана с получением входного сигнала.Здесь важны частота дискретизации и длина записи. Горизонтальные элементы управления используются для позиционирования и масштабирования сигнала по горизонтали. Общие горизонтальные элементы управления включают:

• Приобретение
• Частота дискретизации
• Позиция и секунды на деление
• Временная база
• Масштабирование / панорамирование
• Искать
• Режим XY

• Ось Z
• Режим XYZ
• Положение триггера
• Масштаб
• Разделение следов
• Длина записи
• Разрешение

Некоторые из этих элементов управления описаны ниже.

Органы управления приобретением

Цифровые осциллографы

имеют настройки, позволяющие управлять обработкой сигнала системой сбора данных. На рисунке 22 показан пример меню сбора данных.

Просмотрите варианты сбора данных на вашем цифровом осциллографе, пока вы читаете этот раздел.

Рисунок 22 : Пример меню сбора данных.

Режимы сбора данных

Режимы сбора данных управляют тем, как точки формы сигнала создаются из точек выборки.Точки выборки — это цифровые значения, полученные непосредственно от аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Интервал выборки относится к времени между этими точками выборки.

точек сигнала — это цифровые значения, которые хранятся в памяти и отображаются для построения сигнала. Разница во времени между точками формы сигнала называется интервалом формы сигнала.

Интервал выборки и интервал формы сигнала могут совпадать, а могут и не совпадать. Этот факт приводит к существованию нескольких различных режимов сбора данных, в которых одна точка сигнала состоит из нескольких последовательно полученных точек выборки.

Кроме того, точки формы сигнала могут быть созданы из совокупности точек дискретизации, взятых из нескольких сборов, что обеспечивает еще один набор режимов сбора данных. Ниже приводится описание наиболее часто используемых режимов сбора данных.

Режим выборки: Это самый простой режим сбора данных. Осциллограф создает точку сигнала, сохраняя одну точку выборки в течение каждого интервала сигнала.

Режим обнаружения пика: Осциллограф сохраняет точки выборки минимального и максимального значений, полученные в течение двух интервалов сигнала, и использует эти выборки в качестве двух соответствующих точек сигнала.

Цифровые осциллографы

с режимом обнаружения пика запускают АЦП с высокой частотой дискретизации даже при очень медленных настройках временной развертки (настройки медленной временной развертки преобразуются в длинные интервалы формы сигнала) и способны фиксировать быстрые изменения сигнала, которые могут произойти между точками формы сигнала, если в режиме выборки (рисунок 23).

Рисунок 23 : Частота дискретизации зависит от настроек временной развертки — чем медленнее настройка на основе времени, тем медленнее частота дискретизации. Некоторые цифровые осциллографы имеют режим обнаружения пиков для захвата быстрых переходных процессов при низкой скорости развертки.

Режим обнаружения пиков особенно полезен для наблюдения узких импульсов, разнесенных во времени, как показано на рисунке 24.

Рисунок 24 : Программное обеспечение для расширенного анализа и повышения производительности, такое как MATLAB®, может быть установлено в осциллографах на базе Windows для выполнения локального анализа сигналов.

Режим высокого разрешения: Как и обнаружение пика, режим высокого разрешения — это способ получить больше информации в тех случаях, когда АЦП может производить выборку быстрее, чем требует установка временной развертки.В этом случае несколько выборок, взятых в пределах одного интервала сигнала, усредняются вместе для получения одной точки сигнала.

Результат — уменьшение шума и улучшение разрешения для низкоскоростных сигналов. Преимущество режима Hi-Res над средним состоит в том, что режим Hi-Res можно использовать даже для одиночного снимка.

Режим огибающей: Режим огибающей аналогичен режиму обнаружения пика. Однако в режиме огибающей точки минимума и максимума сигнала из нескольких захватов объединяются для формирования сигнала, показывающего накопление минимального / максимального значения во времени.

Режим обнаружения пиков обычно используется для сбора записей, которые объединяются для формирования формы сигнала огибающей.

Режим усреднения: В режиме усреднения осциллограф сохраняет одну точку выборки в течение каждого интервала сигнала, как и в режиме выборки. Тем не менее, точки формы сигнала от последовательных регистраций затем усредняются вместе, чтобы получить окончательную отображаемую форму сигнала.

Средний режим снижает шум без потери полосы пропускания, но требует повторяющегося сигнала.

Режим базы данных сигналов: В режиме базы данных сигналов осциллограф накапливает базу данных сигналов, которая предоставляет трехмерный массив амплитуды, времени и числа.

Запуск и остановка системы сбора данных

Одним из самых больших преимуществ цифровых осциллографов является их способность сохранять формы сигналов для последующего просмотра.

Для этого на передней панели обычно есть одна или несколько кнопок, которые позволяют запускать и останавливать систему сбора данных, чтобы вы могли анализировать формы сигналов в любое время.

Кроме того, вы можете захотеть, чтобы осциллограф автоматически останавливал сбор данных после завершения одного сбора данных или после того, как один набор записей был преобразован в огибающую или усредненную форму сигнала.

Эта функция обычно называется одиночной разверткой или одиночной последовательностью, и ее элементы управления обычно находятся либо с другими элементами управления сбором данных, либо с элементами управления запуском.

Отбор проб

Выборка — это процесс преобразования части входного сигнала в ряд дискретных электрических величин с целью хранения, обработки и / или отображения. Величина каждой точки дискретизации равна амплитуде входного сигнала в момент времени, в который сигнал дискретизируется.

Выборка похожа на создание снимков. Каждый снимок соответствует определенному моменту времени на осциллограмме. Затем эти снимки можно расположить в соответствующем порядке по времени для восстановления входного сигнала.

В цифровом осциллографе массив точек дискретизации восстанавливается на дисплее с измеренной амплитудой по вертикальной оси и временем по горизонтальной оси (рисунок 25).

Форма входного сигнала, показанная на Рисунке 25, отображается на экране в виде серии точек.Если точки расположены далеко друг от друга и их трудно интерпретировать как форму волны, точки можно соединить с помощью процесса, называемого интерполяцией.

Интерполяция соединяет точки линиями или векторами. Доступен ряд методов интерполяции, которые можно использовать для получения точного представления непрерывного входного сигнала.

Рисунок 25 : Базовая выборка, показывающая, что точки выборки соединены интерполяцией для получения непрерывной формы сигнала.

Средства контроля отбора проб

Некоторые цифровые осциллографы позволяют выбрать метод выборки: выборку в реальном времени или эквивалентную выборку.Элементы управления сбором данных, доступные в этих осциллографах, позволяют выбрать метод сбора данных для сбора сигналов.

Обратите внимание, что этот выбор не имеет значения для настроек медленной временной развертки и действует только тогда, когда АЦП не может выполнять выборку достаточно быстро, чтобы заполнить запись точками формы сигнала за один проход. Каждый метод отбора проб имеет определенные преимущества в зависимости от типа выполняемых измерений.

Элементы управления обычно доступны для выбора одного из трех режимов горизонтальной временной развертки.Если вы просто исследуете сигнал и хотите взаимодействовать с живым сигналом, вы используете автоматический или интерактивный режим по умолчанию, который обеспечивает максимальную скорость обновления дисплея.

Если вам нужно точное измерение и наивысшая частота дискретизации в реальном времени, обеспечивающая максимальную точность измерения, то используйте режим постоянной частоты дискретизации. Он поддерживает самую высокую частоту дискретизации и обеспечивает наилучшее разрешение в реальном времени.

Последний режим называется ручным, поскольку он обеспечивает прямое и независимое управление частотой дискретизации и длиной записи.

Метод отбора проб в реальном времени

Выборка в реальном времени идеально подходит для сигналов, частотный диапазон которых меньше половины максимальной частоты дискретизации осциллографа.

Здесь осциллограф может получить более чем достаточное количество точек за одну «развертку» формы сигнала для построения точного изображения, как показано на рисунке 26. Выборка в реальном времени — единственный способ захвата быстрых однократных переходных сигналов с цифровой осциллограф.

Рисунок 26 : Программное обеспечение для расширенного анализа и повышения производительности, такое как MATLAB®, может быть установлено в осциллографах на базе Windows для выполнения локального анализа сигналов.

Выборка в реальном времени представляет собой самую большую проблему для цифровых осциллографов из-за частоты дискретизации, необходимой для точной оцифровки высокочастотных переходных процессов, как показано на рисунке 27.

Эти события происходят только один раз, и их выборка должна производиться в тот же период времени, что и они.

Рисунок 27 : Метод выборки в реальном времени.

Если частота дискретизации недостаточна, высокочастотные компоненты могут «сворачиваться» в более низкую частоту, вызывая искажение спектров на дисплее, как показано на рисунке 28.Кроме того, выборка в реальном времени дополнительно усложняется из-за наличия высокоскоростной памяти, необходимой для хранения формы сигнала после ее оцифровки.

Пожалуйста, обратитесь к разделам «Частота дискретизации» и «Длина записи» в главе 3 — Оценка осциллографов для получения дополнительных сведений о частоте дискретизации и длине записи, необходимых для точной характеристики высокочастотных компонентов.

Рисунок 28 : Недискретизация синусоидальной волны 100 МГц приводит к эффектам наложения спектров.

Для дискретизации в реальном времени с интерполяцией цифровые осциллографы берут дискретные отсчеты сигнала, которые могут быть отображены.Однако может быть трудно визуализировать сигнал, представленный в виде точек, особенно потому, что может быть только несколько точек, представляющих высокочастотные части сигнала.

Для облегчения визуализации сигналов цифровые осциллографы обычно имеют режимы отображения с интерполяцией.

Интерполяция — это метод обработки, используемый для оценки формы сигнала на основе нескольких точек. Проще говоря, интерполяция «соединяет точки», так что сигнал, который отбирается только несколько раз в каждом цикле, может быть точно отображен.

Используя выборку в реальном времени с интерполяцией, осциллограф собирает несколько точек выборки сигнала за один проход в режиме реального времени и использует интерполяцию для заполнения пропусков. Линейная интерполяция соединяет точки выборки прямыми линиями. Этот подход ограничен реконструкцией сигналов с прямой линией (рис. 29), которые лучше подходят для прямоугольных волн. Более универсальная интерполяция sin x / x соединяет точки выборки с кривыми (рисунок 29).

Интерполяция Sin x / x — это математический процесс, в котором точки вычисляются для заполнения времени между реальными выборками.Эта форма интерполяции позволяет получать изогнутые и неправильные формы сигналов, которые гораздо более распространены в реальном мире, чем чистые прямоугольные волны и импульсы. По этой причине интерполяция sin x / x является предпочтительным методом для приложений, в которых частота дискретизации в три-пять раз превышает полосу пропускания системы.

Если частота дискретизации недостаточно высока, высокочастотные компоненты могут «сворачиваться» в более низкую частоту, вызывая наложение на дисплее, как показано на рисунке 28. Кроме того, дискретизация в реальном времени дополнительно осложняется высокой частотой дискретизации. -скоростная память, необходимая для сохранения формы сигнала после его оцифровки.

Пожалуйста, обратитесь к разделам «Частота дискретизации» и «Длина записи» в главе 3 — Оценка осциллографов для получения дополнительных сведений о частоте дискретизации и длине записи, необходимых для точной характеристики высокочастотных компонентов.

Рисунок 29 : Линейная и sin x / x интерполяция.

Метод выборки в эквивалентном времени

При измерении высокочастотных сигналов осциллограф может не собрать достаточное количество отсчетов за одну развертку. Для точного сбора сигналов, частота которых превышает половину частоты дискретизации осциллографа, можно использовать дискретизацию в эквивалентном времени (рисунок 30).

Рисунок 30 : Некоторые осциллографы используют выборку с эквивалентным временем для захвата и отображения очень быстрых повторяющихся сигналов.

Дигитайзеры с эквивалентным временем (пробоотборники)

используют тот факт, что большинство естественных и техногенных событий повторяются. Выборка в эквивалентном времени создает изображение повторяющегося сигнала путем захвата небольшого количества информации из каждого повторения.

Форма волны медленно нарастает, как гирлянда огней, загорающихся один за другим.Это позволяет осциллографу точно захватывать сигналы, частотные составляющие которых намного превышают частоту дискретизации осциллографа. Существует два типа методов выборки за эквивалентное время: случайный и последовательный. У каждого свои преимущества:

• Случайная выборка в эквивалентном времени позволяет отображать входной сигнал до точки запуска без использования линии задержки.
• Последовательная выборка в эквивалентном времени обеспечивает гораздо большее разрешение и точность по времени.

Оба требуют, чтобы входной сигнал был повторяющимся.

Случайная выборка в эквивалентном времени

Дигитайзеры

с произвольным эквивалентным временем (сэмплеры) используют внутренние часы, которые работают асинхронно по отношению к входному сигналу и сигналу запуска (рисунок 31).

Рисунок 31 : При случайной выборке с эквивалентным временем тактовая частота дискретизации работает асинхронно с входным сигналом и триггером.

Выборки берутся непрерывно, независимо от положения триггера, и отображаются в зависимости от разницы во времени между выборкой и триггером.Хотя выборки берутся последовательно во времени, они случайны по отношению к триггеру, отсюда и название «случайная» выборка эквивалентного времени. При отображении на экране осциллографа точки выборки появляются на осциллограмме случайным образом.

Возможность сбора и отображения выборок до точки запуска является ключевым преимуществом этого метода выборки, устраняя необходимость во внешних сигналах предварительного запуска или линиях задержки.

В зависимости от частоты дискретизации и временного окна дисплея случайная выборка может также позволить получить более одной выборки для каждого инициированного события.Однако при более высоких скоростях развертки окно сбора данных сужается до тех пор, пока дигитайзер не может производить выборку при каждом запуске.

Именно на этих более высоких скоростях развертки часто выполняются очень точные временные измерения, и именно в этом случае исключительное временное разрешение последовательного семплера эквивалентного времени является наиболее полезным. Предел пропускной способности для случайной выборки в эквивалентном времени меньше, чем для последовательной выборки.

Последовательная выборка в эквивалентном времени

Последовательный семплер с эквивалентным временем получает одну выборку для каждого триггера, независимо от настройки времени / деления или скорости развертки, как показано на рисунке 32.

Рисунок 32 : При последовательной выборке за эквивалентное время одна выборка берется для каждого распознанного триггера после временной задержки, которая увеличивается после каждого цикла.

При обнаружении триггера образец берется после очень короткой, но четко определенной задержки. Когда происходит следующий запуск, к этой задержке добавляется небольшое приращение времени — дельта t, и дигитайзер берет еще одну выборку.

Этот процесс повторяется много раз с добавлением «дельты t» к каждому предыдущему получению данных, пока не заполнится временное окно.При отображении на экране осциллографа точки выборки появляются последовательно слева направо вдоль формы сигнала.

С технологической точки зрения легче создать очень короткую и очень точную «дельту t», чем точно измерить вертикальное и горизонтальное положение выборки относительно точки запуска, как того требуют случайные выборки. Именно благодаря этой точно измеренной задержке последовательные семплеры обладают непревзойденным временным разрешением.

При последовательной выборке выборка берется после обнаружения уровня триггера, поэтому точка триггера не может отображаться без аналоговой линии задержки.Это, в свою очередь, может уменьшить пропускную способность инструмента. Если может быть поставлен внешний предварительный запуск, это не повлияет на полосу пропускания.

Позиция и секунды на деление

Элемент управления положением по горизонтали перемещает сигнал влево и вправо в нужное место на экране. Параметр «секунды на деление» (обычно обозначаемый как «сек / дел») позволяет выбрать скорость, с которой осциллограмма отображается на экране (также известная как настройка временной развертки или скорость развертки).

Эта настройка является масштабным коэффициентом.Если настройка составляет 1 мс, каждое горизонтальное деление соответствует 1 мс, а общая ширина экрана составляет 10 мс или десять делений. Изменение настройки сек / дел позволяет просматривать более длинные и более короткие временные интервалы входного сигнала.

Как и вертикальная шкала вольт / дел, горизонтальная шкала секунд / дел может иметь переменную синхронизацию, что позволяет вам установить горизонтальную шкалу времени между дискретными настройками.

Выбор временной развертки

В вашем осциллографе есть временная развертка, которую обычно называют основной временной разверткой.Многие осциллографы также имеют так называемую временную развертку с задержкой. Это временная развертка с разверткой, которая может начинаться (или запускаться для запуска) относительно заранее определенного времени на основной развертке временной развертки.

Использование развертки временной развертки с задержкой позволяет более четко видеть события и видеть события, которые не видны только при основной развертке временной развертки.

Временная база с задержкой требует настройки временной задержки и возможного использования режимов задержки срабатывания триггера и других настроек, не описанных в данном учебном пособии.Обратитесь к руководству, прилагаемому к вашему осциллографу, для получения информации о том, как использовать эти функции.

Масштабирование / панорамирование

Ваш осциллограф может иметь специальные настройки увеличения по горизонтали, которые позволяют отображать увеличенный фрагмент сигнала на экране. Некоторые осциллографы добавляют к возможности масштабирования функции панорамирования. Ручки используются для регулировки коэффициента масштабирования или масштаба и панорамирования поля масштабирования по форме волны.

Поиск

Некоторые осциллографы предлагают возможности поиска и маркировки, что позволяет быстро перемещаться по длительным регистрациям в поисках определяемых пользователем событий.

Режим XY

Большинство осциллографов имеют режим XY, который позволяет отображать входной сигнал, а не развертку времени, на горизонтальной оси. Этот режим работы открывает совершенно новую область методов измерения фазового сдвига, как объясняется в разделе «Методы измерения осциллографом» главы 5 «Настройка и использование осциллографа».

Ось Z

Цифровой люминофорный осциллограф (DPO) имеет высокую плотность выборки дисплея и врожденную способность захватывать информацию об интенсивности.Благодаря своей оси интенсивности (ось Z) DPO может обеспечивать трехмерное отображение в реальном времени, аналогичное аналоговому осциллографу.

Если вы посмотрите на кривую формы сигнала на DPO, вы увидите светлые области. Это области, где сигнал возникает чаще всего.

Этот дисплей позволяет легко отличить форму основного сигнала от переходного процесса, который возникает только время от времени — основной сигнал кажется намного ярче. Одним из применений оси Z является подача специальных синхронизированных сигналов на отдельный вход Z для создания выделенных «маркерных» точек с известными интервалами в форме волны.

Режим XYZ с дисплеем записи DPO и XYZ

Некоторые DPO могут использовать вход Z для создания XY-дисплея с градацией интенсивности. В этом случае DPO производит выборку мгновенного значения данных на входе Z и использует это значение для определения определенной части сигнала.

После того, как вы квалифицируете образцы, эти образцы могут накапливаться, в результате чего отображается XYZ-дисплей с градацией интенсивности.

Режим XYZ особенно полезен для отображения диаграмм направленности, обычно используемых при тестировании устройств беспроводной связи, таких как диаграмма созвездий.

Другой метод отображения данных XYZ — отображение записи XYZ. В этом режиме используются данные из памяти сбора данных, а не из базы данных DPO.

Система запуска и органы управления

Функция триггера осциллографа синхронизирует горизонтальную развертку в правильной точке сигнала. Это важно для четкой характеристики сигнала. Элементы управления запуском позволяют стабилизировать повторяющиеся сигналы и захватывать одиночные сигналы.

Триггер делает повторяющиеся сигналы статичными на экране осциллографа за счет многократного отображения одной и той же части входного сигнала.Представьте себе беспорядок на экране, который возник бы, если бы каждая развертка начиналась в разных местах сигнала, как показано на рисунке 33.

Рисунок 33 : Индикация без срабатывания триггера.

Запуск по фронту, доступный в аналоговых и цифровых осциллографах, является основным и наиболее распространенным типом. В дополнение к пороговому запуску, предлагаемому как аналоговыми, так и цифровыми осциллографами, многие цифровые осциллографы предлагают множество специализированных настроек запуска, не предлагаемых аналоговыми приборами.

Эти триггеры реагируют на определенные условия входящего сигнала, что позволяет легко обнаружить, например, импульс, который уже, чем должен быть. Такое состояние невозможно обнаружить с помощью одного триггера порога напряжения.

Расширенные средства управления запуском позволяют изолировать определенные интересующие события для оптимизации частоты дискретизации и длины записи осциллографа. Расширенные возможности запуска в некоторых осциллографах обеспечивают очень избирательный контроль.

Вы можете запускать по импульсам, определяемым по амплитуде (например, кратковременным импульсам), квалифицируемым по времени (ширина импульса, сбой, скорость нарастания, установка и удержание и тайм-аут), а также по логическому состоянию или шаблону (логический запуск ).

Другие расширенные функции триггера включают:

Запуск по шаблону: Запуск по шаблону добавляет новое измерение к запуску по последовательному шаблону NRZ, позволяя осциллографу выполнять синхронизированные измерения длинной последовательной тестовой таблицы с выдающейся точностью временной развертки.

Запуск с синхронизацией по шаблону можно использовать для удаления случайного джиттера из длинных шаблонов последовательных данных. Можно исследовать эффекты определенных битовых переходов, и можно использовать усреднение с тестированием по маске.

Запуск по последовательной схеме: Запуск по последовательной схеме можно использовать для отладки последовательных архитектур. Он обеспечивает запуск по последовательному шаблону последовательного потока данных NRZ со встроенным восстановлением тактовой частоты и коррелирует события на физическом и канальном уровнях.

Инструмент может восстанавливать тактовый сигнал, идентифицировать переходы и позволять вам устанавливать желаемые закодированные слова для захвата последовательного запуска по шаблону.

Запуск A и B: Некоторые системы запуска предлагают несколько типов запуска только по одному событию (событие A), при этом выбор отложенного запуска (событие B) ограничен запуском по фронту и часто не позволяет сбросить запуск последовательность, если событие B не происходит.

Современные осциллографы могут предоставить полный набор расширенных типов запуска для триггеров A и B, логическую квалификацию для управления, когда искать эти события, и сброс триггера, чтобы снова начать последовательность триггера через заданное время, состояние или переход, чтобы могут быть зафиксированы даже события в самых сложных сигналах.

Запуск поиска и пометки: Аппаратные триггеры отслеживают события одного типа за раз, но поиск может сканировать несколько типов событий одновременно.Например, сканирование на предмет нарушений времени установки или удержания на нескольких каналах. Отдельные отметки могут быть размещены с помощью поиска, указывая события, которые соответствуют критериям поиска.

Коррекция триггера: Поскольку триггерные системы и системы сбора данных имеют разные пути, существует некоторая внутренняя задержка между положением триггера и полученными данными. Это приводит к перекосу и джиттеру триггера.

С системой коррекции триггера прибор регулирует положение триггера и компенсирует разницу в задержке между трактом триггера и путем сбора данных.Это устраняет практически любое дрожание запуска в точке запуска. В этом режиме точка запуска может использоваться как точка отсчета для измерения. Последовательный запуск по определенным стандартным сигналам I2C, CAN, LIN и т. Д.):

Некоторые осциллографы (сравните осциллографы Tektronix) предоставляют возможность запуска по определенным типам сигналов для стандартных сигналов последовательных данных, таких как CAN, LIN, I2C, SPI и другие. Декодирование этих типов сигналов также доступно на многих осциллографах.

Запуск параллельной шины: Несколько параллельных шин могут быть определены и отображены одновременно, чтобы легко просматривать декодированные данные параллельной шины с течением времени.Указав, какие каналы являются линиями синхронизации и данных, вы можете создать отображение параллельной шины на некоторых осциллографах, которое автоматически декодирует содержимое шины.

Вы можете сэкономить бесчисленное количество часов, используя триггеры параллельной шины, чтобы упростить захват и анализ. Дополнительные элементы управления запуском в некоторых осциллографах разработаны специально для проверки сигналов связи.

На рисунке 34 более подробно показаны некоторые из этих распространенных типов триггеров. Для максимальной производительности некоторые осциллографы имеют интуитивно понятный пользовательский интерфейс, позволяющий быстро настраивать параметры запуска с большой гибкостью в настройке тестирования.

Рисунок 34 : Общие типы триггеров.

Положение триггера

Управление положением триггера по горизонтали доступно только в цифровых осциллографах. Элемент управления положением триггера может находиться в секции горизонтального управления осциллографа. Фактически он представляет горизонтальное положение триггера в записи сигнала.

Изменение положения триггера по горизонтали позволяет фиксировать действия сигнала перед событием триггера, известное как просмотр перед триггером.Таким образом, он определяет длину видимого сигнала как до, так и после точки запуска.

Цифровые осциллографы могут обеспечивать просмотр до запуска, поскольку они постоянно обрабатывают входной сигнал, независимо от того, был ли получен запуск. Через осциллограф проходит постоянный поток данных; триггер просто указывает осциллографу сохранить текущие данные в памяти.

Напротив, аналоговые осциллографы отображают сигнал, то есть записывают его на ЭЛТ, только после получения сигнала запуска.Таким образом, просмотр до запуска недоступен в аналоговых осциллографах, за исключением небольшого количества предварительного запуска, обеспечиваемого линией задержки в вертикальной системе.

Просмотр перед срабатыванием триггера является ценным подспорьем при поиске и устранении неисправностей. Если проблема возникает периодически, вы можете активировать ее, записать события, которые привели к ней, и, возможно, найти причину.

Уровень и наклон срабатывания

Элементы управления уровнем запуска и наклоном обеспечивают базовое определение точки запуска и определяют способ отображения сигнала (Рисунок 35).

Рисунок 35 : Запуск по положительному и отрицательному наклону.

Схема запуска действует как компаратор. Вы выбираете крутизну и уровень напряжения на одном входе компаратора. Когда сигнал запуска на другом входе компаратора соответствует вашим настройкам, осциллограф генерирует запуск.

Управление наклоном определяет, находится ли точка запуска по нарастающему или спадающему фронту сигнала. Нарастающий фронт — это положительный наклон, а спадающий — отрицательный наклон.Регулятор уровня определяет, где на краю возникает точка срабатывания.

Источники триггеров

Осциллограф не обязательно должен запускаться по отображаемому сигналу. Развертка может запускаться из нескольких источников:

• Любой входной канал
• Внешний источник, отличный от сигнала, подаваемого на входной канал
• Источник питания сигнал
• Сигнал, определяемый внутри осциллографа, из одного или нескольких входных каналов

В большинстве случаев вы можете оставить осциллограф настроенным на запуск по отображаемому каналу.Некоторые осциллографы имеют выход запуска, который передает сигнал запуска на другой прибор.

Осциллограф может использовать альтернативный источник запуска, независимо от того, отображается он или нет, поэтому следует быть осторожным, чтобы случайно не запустить канал 1 при отображении, например, канала 2.

Режимы запуска

Режим триггера определяет, рисует ли осциллограф осциллограмму в зависимости от состояния сигнала. Общие режимы триггера включают нормальный и автоматический:

• В нормальном режиме осциллограф выполняет развертку только в том случае, если входной сигнал достигает установленной точки запуска.В противном случае экран будет пустым (на аналоговом осциллографе) или замороженным (на цифровом осциллографе) на последней полученной форме сигнала. Нормальный режим может дезориентировать, поскольку вы можете сначала не увидеть сигнал, если регулятор уровня настроен неправильно.
• В автоматическом режиме осциллограф выполняет развертку даже без запуска. Если сигнал отсутствует, таймер в осциллографе запускает развертку. Это гарантирует, что дисплей не исчезнет, ​​если сигнал не вызовет триггер.

На практике вы, вероятно, будете использовать оба режима: нормальный режим, потому что он позволяет вам видеть только интересующий сигнал, даже когда триггеры происходят с медленной скоростью, и автоматический режим, потому что он требует меньшей настройки.Многие осциллографы также включают специальные режимы для одиночной развертки, запуска по видеосигналам или автоматической установки уровня запуска.

Муфта спускового крючка

Так же, как вы можете выбрать связь по переменному или постоянному току для вертикальной системы, вы можете выбрать тип связи для сигнала запуска.

Помимо связи по переменному и постоянному току, ваш осциллограф может также иметь триггерную связь с подавлением высоких и низких частот и подавлением шумов. Эти специальные настройки полезны для устранения шума из сигнала запуска и предотвращения ложного срабатывания.

Задержка срабатывания триггера

Иногда для того, чтобы заставить осциллограф запускаться по правильной части сигнала, требуется большое мастерство. Многие осциллографы имеют специальные функции, облегчающие эту задачу.

Задержка запуска — это регулируемый период времени после действительного запуска, в течение которого осциллограф не может запускаться. Эта функция полезна при запуске по сигналам сложной формы, так что осциллограф запускается только по подходящей точке запуска.

На рисунке 36 показано, как использование задержки запуска помогает создать удобный дисплей.

Рисунок 36 : Задержка триггера помогает создать удобный дисплей

Осциллограф высокочастотный от компьютера своими руками. Как сделать осциллограф из компьютера

Ниже представлен черновой USB-осциллограф, который можно собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач он подойдет. Также схема этого USB-осциллографа может быть использована как основа для построения более серьезных схем.Схема построена на микроконтроллере Atmel Tiny45.

Осциллограф имеет два аналоговых входа и питается от интерфейса USB. Один вход активируется потенциометром, что позволяет снизить уровень входного сигнала.

Программное обеспечение для микроконтроллера tiny45 написано на C и скомпилировано с использованием Obdev V-USB, который реализует HID-устройство из микроконтроллера.
Схема не использует внешний кварц, но программа использует частоту от USB 16.5 МГц. Естественно, от этой схемы дискретизации 1 Гбит / с ожидать не приходится.

Осциллограф работает через USB в режиме HID, не требующий установки каких-либо специальных драйверов. Софт для Windows написан с использованием .NET C #. На основе моей исходной программы вы можете добавлять программное обеспечение по мере необходимости.

Принципиальная схема USB-осциллографа очень проста!

Список используемых радиоэлементов:
1 светодиод (любой)
1 резистор для светодиода, от 220 до 470 Ом
2 резистора 68 Ом для USB D + и D-линий
1 1.Резистор 5K для обнаружения USB-устройств
2 стабилитрона 3,6 В для выравнивания уровней USB
2 конденсатора 100 нФ и 47 мкФ
2 фильтрующих конденсатора на аналоговых входах (от 10 до 470 нФ), возможно без них
1 или 2 потенциометра на аналоговых входах для уменьшения уровень входного напряжения (при необходимости)
1 разъем USB
1 микроконтроллер Atmel Tiny45-20.

Перечень радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	сумма	Примечание	Оценка	Мой блокнот
	MK AVR 8-битный	ATtiny45	1		Искать в Chip and Dip	В записной книжке
D1, D2	Стабилитрон	BZX84C3V6	2	3.6B	Искать в Chip and Dip	В записной книжке
C1, C3, C4	Конденсатор	100 нФ	3		Искать в Chip and Dip	В записной книжке
C2	Конденсатор электролитический	47 мкФ	1		Искать в Chip and Dip	В записной книжке
R1, R5	Резистор	68 Ом	2		Искать в Chip and Dip	В записной книжке
R2	Резистор	330 Ом	1		Искать в Chip and Dip	В записной книжке
R3	Резистор	2.2 кОм	1

В наши дни использование различных измерительных приборов, построенных на основе взаимодействия с персональным компьютером, является довольно широким. Существенным преимуществом их использования является возможность сохранять полученные значения достаточно большого объема в памяти устройства с последующим их анализом.

Осциллограф

Digital usb от компьютера , описание которого мы приводим в этой статье, является одним из вариантов аналогичных измерительных приборов радиолюбителя.Его можно использовать как осциллограф и устройство, записывающее электрические сигналы в ОЗУ и на жесткий диск компьютера.

Схема несложная и содержит минимум компонентов, в результате чего достигнута хорошая компактность устройства.

Основные характеристики осциллографа USB:

• АЦП: 12 бит.
• Развертка по времени (осциллограф): 3 … 10 мсек / деление.
• Шкала времени (самописец): 1 … 50 секунд / отсчет.
• Чувствительность (без делителя): 0.3 вольта / дел.
• Синхронизация: внешняя, внутренняя.
• Запись данных (формат): ASCII, текст.
• Максимальное входное сопротивление: 1 МОм параллельно емкости 30 пФ.

Описание осциллографа от компьютера

Для обмена данными между USB-осциллографом и персональным компьютером используется интерфейс универсальной последовательной шины (USB). Этот интерфейс работает на базе микросхемы FT232BM (DD2) компании Future Technology Devices. Это преобразователь интерфейса.Микросхема FT232BM может работать либо в режиме прямого управления битами BitBang (с использованием драйвера D2XX), либо в режиме виртуального COM-порта (с использованием драйвера VCP).

В качестве АЦП используется интегральная схема AD7495 (DD3) от Analog Devices. Это не что иное, как аналого-цифровой преобразователь с 12 битами, с внутренним источником напряжения и последовательным интерфейсом.

AD7495 также имеет синтезатор частоты, который определяет скорость обмена информацией между FT232BM и AD7495.Чтобы создать необходимый протокол связи, программа Oscilloscope usb заполняет выходной буфер USB отдельными значениями битов для сигналов SCLK и CS, как показано на следующем рисунке:

Измерение одного цикла определяется серией из девятисот шестидесяти последовательных преобразований. Микросхема FT232BM с частотой, определяемой встроенным синтезатором частоты, отправляет электрические сигналы SCLK и CS параллельно с передачей данных преобразования по линии SDATA.Период 1-го полного преобразования АЦП FT232BM, который устанавливает частоту дискретизации, соответствует длительности периода отправки 34 байтов данных, выводимых микросхемой DD2 (16 бит данных + импульс линии CS). Поскольку скорость передачи данных FT232BM определяется частотой внутреннего синтезатора частоты, для изменения значений развертки вам нужно только изменить значения синтезатора частоты FT232BM.

Данные, полученные персональным компьютером, после определенной обработки (изменение шкалы, настройка нуля) отображаются на экране монитора в графическом виде.

Анализируемый сигнал поступает на разъем XS2. Операционный усилитель OP747 предназначен для согласования входных сигналов с остальной схемой USB-осциллографа.

На модулях DA1.2 и DA1.3 построена схема сдвига биполярного входного сигнала в зону положительного напряжения. Поскольку внутренний опорный источник микросхемы DD3 имеет напряжение 2,5 вольта, без использования делителей охват входных напряжений составляет -1,25 .. + 1,25 В.

Чтобы иметь возможность исследовать сигналы с отрицательной полярностью при практически униполярном питании от разъема USB (a), используется преобразователь напряжения DD1, который для питания операционного усилителя OP747 создает напряжение отрицательной полярности.Компоненты R5, L1, L2, C3, C7-C11 используются для защиты аналоговой части осциллографа от помех.

Программа uScpoe предназначена для вывода информации на экран монитора компьютера. С помощью этой программы можно визуально оценить величину исследуемого сигнала, а также его форму в виде осциллограммы.

Используйте кнопки ms / div для управления разверткой осциллографа. Программа может сохранять форму сигнала и данные в файл, используя соответствующие пункты меню.Для включения и выключения осциллографа используйте кнопки Power ON / OF. При отключении схемы осциллографа от компьютера программа uScpoe автоматически переходит в режим OFF.

В режиме регистратора программа создает текстовый файл, имя которого можно задать следующим образом: Файл-> Выбор файла данных. Первоначально создается файл data.txt. Дальнейшие файлы можно импортировать в другие приложения (Excel, MathCAD) для дальнейшей обработки.

(3,0 Мб, скачано: 3610)

Технологии не стоят на месте, и догнать их не всегда легко.Есть новинки, в которых хотелось бы разобраться более подробно. Особенно это касается разнообразия, позволяющего поэтапно собрать практически любое простое устройство. Теперь среди них есть платы Arduino с их клонами, китайские микропроцессорные компьютеры и готовые решения, которые идут с программным обеспечением на борту.

Однако для работы со всем перечисленным выше ассортиментом интересных новинок, а также для ремонта цифровой техники требуется дорогостоящий высокоточный инструмент. Среди такого оборудования есть осциллограф, позволяющий снимать показания частоты и проводить диагностику.Часто его стоимость довольно высока, и начинающим экспериментаторам не по карману столь дорогостоящая покупка. На помощь приходит решение, появившееся на многих радиолюбительских форумах практически сразу после появления планшетов в системе Android. Его суть — сделать осциллограф из планшета с минимальными затратами, не внося никаких доработок и доработок вашего гаджета, а также исключив риск поломки.

Что такое осциллограф

Осциллограф — как устройство для измерения и отслеживания колебаний частоты в электрической сети — известен с середины прошлого века.Этими приборами оснащены все учебные и профессиональные лаборатории, так как можно только выявить некоторые неисправности или отрегулировать оборудование. Он может отображать информацию как на экране, так и на бумажной ленте. Показания позволяют увидеть форму волны, вычислить ее частоту и интенсивность и в результате определить источник ее возникновения. Современные осциллографы позволяют рисовать трехмерную цветовую частотную графику. Сегодня мы остановимся на простой версии стандартного двухканального осциллографа и реализуем ее с помощью приставки для смартфона или планшета и соответствующего программного обеспечения.

Самый простой способ создать карманный осциллограф

Если измеренная частота находится в диапазоне частот, слышимых человеческим ухом, а уровень сигнала не превышает стандартную частоту микрофона, то вы можете собрать осциллограф из планшета в устройство Android без дополнительных модулей. Для этого достаточно разобрать любую гарнитуру, на которой должен присутствовать микрофон. Если подходящей гарнитуры нет, нужно будет купить аудиоразъем 3,5 мм с четырьмя контактами.Перед тем, как паять щупы, проверьте распиновку разъема вашего гаджета, ведь их два типа. Зонды должны быть подключены к контактам, соответствующим подключению микрофона на вашем устройстве.

Далее вам необходимо загрузить из Маркета программное обеспечение, которое может измерять частоту на входе микрофона и строить график на основе принятого сигнала. Таких вариантов довольно много. Поэтому при желании будет из чего выбрать. Как уже говорилось ранее, переделки планшета не производились.Осциллограф будет готов сразу после калибровки приложения.

Плюсы и минусы приведенной выше схемы

К преимуществам данного решения однозначно можно отнести простоту и дешевизну сборки. Старая гарнитура или один новый разъем почти ничего не стоят, и их установка занимает всего несколько минут.

Но у данной схемы есть ряд существенных недостатков, а именно:

• Небольшой диапазон измеряемых частот (в зависимости от качества звукового тракта гаджета колеблется от 30 Гц до 15 кГц).
• Отсутствие защиты планшета или смартфона (при случайном подключении щупов к высоковольтным частям цепи можно в лучшем случае сжечь микросхему, отвечающую за обработку аудиосигнала на вашем гаджете, а в худшем — полностью отключить смартфон или планшет).
• На очень дешевых приборах значительная погрешность измерения сигнала, достигающая 10-15 процентов. Для точной настройки оборудования такая цифра недопустима.

Реализовать защиту, экранировать сигнал и уменьшить ошибку

Чтобы частично защитить ваше устройство от возможного сбоя, а также стабилизировать сигнал и расширить диапазон входного напряжения, можно использовать схему простого осциллографа для планшета, который был Успешно используется для сборки приборов для компьютера уже давно.В нем используются дешевые компоненты, в том числе стабилитроны KS119A и два резистора 10 и 100 кОм. Стабилитроны и первый резистор включены параллельно, а второй, более мощный резистор используется на входе схемы для расширения максимально возможного диапазона напряжений. В результате пропадает большое количество помех, и напряжение повышается до 12 В.

Конечно, следует отметить, что осциллограф от планшета работает в первую очередь со звуковыми импульсами. Поэтому стоит позаботиться о качественном экранировании как самой схемы, так и щупов.При желании подробную инструкцию по сборке данной схемы можно найти на одном из тематических форумов.

Программное обеспечение

Для работы с такой схемой требуется программа, способная рисовать графику на основе входящего аудиосигнала. Найти его в «Маркете» несложно, вариантов много. Практически все они предполагают дополнительную калибровку, поэтому можно добиться максимально возможной точности и сделать из планшета профессиональный осциллограф. В остальном эти программы выполняют, по сути, одну и ту же задачу, поэтому окончательный выбор зависит от требуемой функциональности и удобства использования.

Самодельная консоль с модулем Bluetooth

Если требуется более широкий диапазон частот, то указанный выше вариант не подойдет. Здесь на помощь приходит новая опция — отдельный гаджет, представляющий собой приставку с аналого-цифровым преобразователем, обеспечивающим передачу цифрового сигнала. Звуковой тракт смартфона или планшета в этом случае больше не задействован, а это означает, что вы можете добиться более высокой точности измерения. Фактически на данном этапе они представляют собой только переносной дисплей, а вся информация собирается отдельным устройством.

Собрать осциллограф из планшета на «Андроид» с беспроводным модулем можно самостоятельно. В сети есть пример, когда подобное устройство было реализовано в 2010 году с использованием двухканального аналого-цифрового преобразователя на базе микроконтроллера PIC33FJ16GS504, а передатчиком сигнала служил модуль Bluetooth LMX9838. Устройство получилось достаточно функциональным, но сложным в сборке, поэтому для новичков это будет невыполнимая задача. Но, при желании, найти аналогичный проект на тех же радиолюбительских форумах — не проблема.

Опции консоли с поддержкой Bluetooth

Инженеры не дремлют, и, помимо поделок, в магазинах появляется все больше и больше консолей, выполняющих функцию осциллографа и передающих сигнал по каналу Bluetooth на смартфон или планшет . Осциллограф-приставка к планшету, подключенная по Bluetooth, часто имеет следующие основные характеристики:

• Предел измеряемой частоты: 1MHz.
• Напряжение на щупе: до 10 В.
• Дальность: около 10 м.

Этих характеристик вполне достаточно для домашнего использования, но все же в профессиональной деятельности иногда бывают случаи, когда этого диапазона катастрофически не хватает, а реализовать больший с медленным протоколом Bluetooth нереально. Какое решение в этой ситуации?

Осциллографы с передачей данных по Wi-Fi

Этот вариант передачи данных значительно расширяет возможности измерительного прибора. Сейчас рынок осциллографов с таким типом обмена информацией между приставкой и планшетом набирает обороты в силу своей востребованности.Такие осциллографы практически не уступают профессиональным, поскольку без задержек передают измеренную информацию на планшет, который сразу отображает ее в виде графика на экране.

Управление осуществляется через простые, интуитивно понятные меню, копирующие элементы конфигурации обычных лабораторных устройств. Кроме того, такое оборудование позволяет записывать или транслировать в реальном времени все, что происходит на экране, что может быть незаменимым помощником, если вам нужно попросить совета у более опытного мастера, находящегося в другом месте.

Характеристики осциллографа для приставки с подключением Wi-Fi увеличиваются в несколько раз по сравнению с предыдущими версиями. Такие осциллографы имеют диапазон измерения до 50 МГц, при этом их можно модифицировать с помощью различных адаптеров. Часто в них есть аккумуляторы для автономного питания, чтобы максимально разгрузить рабочее место от лишних проводов.

Самодельные версии современных пультов-осциллографов

Конечно, на форумах идет всплеск различных идей, с помощью которых энтузиасты пытаются осуществить свою давнюю мечту — самостоятельно собрать осциллограф из планшет на «Андроид» с каналом Wi-Fi.Некоторые модели успешны, другие — нет. Вам решать, попытать счастья и сэкономить несколько долларов, собрав устройство самостоятельно, или приобрести готовую версию. Если вы не уверены в своих силах, то лучше не рисковать, чтобы не пожалеть о потраченных средствах.

В противном случае добро пожаловать в одно из сообществ радиолюбителей, в котором можно дать дельный совет. Возможно, позже, именно по вашей схеме новички построят свой первый в жизни осциллограф.

Программное обеспечение консоли

Часто вместе с покупкой осциллографов к приставке прилагается компакт-диск с программой, которую можно установить на планшет или смартфон. Если такого диска в комплекте нет, то внимательно прочтите инструкцию к устройству — скорее всего, он содержит названия программ, совместимых с устройством и находящихся в магазине приложений.

Также некоторые из этих устройств могут работать не только с устройствами под управлением операционной системы Android, но и с более дорогими устройствами Apple.В этом случае программа обязательно будет в AppStore, так как другого варианта установки нет. Сделав осциллограф из планшета, не забудьте проверить точность показаний и при необходимости откалибровать прибор.

USB-осциллографы

Если у вас нет портативного устройства вроде планшета, но есть ноутбук или компьютер, не расстраивайтесь. Из них тоже можно сделать замечательный. Самый простой вариант — подключить щупы к микрофонному входу компьютера по такому же принципу, как описано в начале статьи.

Однако, учитывая его ограничения, этот вариант не для всех. В этом случае можно использовать USB-осциллограф, который будет обеспечивать те же характеристики, что и приставка при передаче сигнала по Wi-Fi. Стоит отметить, что такие устройства иногда работают с некоторыми планшетами, поддерживающими технологию подключения внешних устройств OTG. Разумеется, осциллограф ЮСБ тоже пытаются обойтись своими силами, и довольно успешно. По крайней мере, этой поделке посвящено большое количество тем на форумах.

Осциллограф — одно из ключевых устройств, как и любая радиотехническая лаборатория промышленного назначения, а также обычная радиотехническая мастерская. С помощью такого устройства возможно обнаружение неисправностей. электронных схем, а также для отладки их работы при проектировании новых устройств. Однако цена на такие устройства очень высока, и купить такую ​​вещь может позволить себе далеко не каждый радиолюбитель. Эта статья посвящена тому, как сделать осциллограф из компьютера. Есть много способов изготовления такого устройства, но основа везде одинакова: звуковая карта ПК выполняет роль карты, которая будет принимать импульсы, и к ней прилагается специальный адаптер.Он служит для согласования уровней измеряемых сигналов и входа звуковой карты компьютера.

Осциллограф на компьютере: программное обеспечение

Одним из основных элементов этого прибора является программа, которая на мониторе производит визуализацию измеренных импульсов. Выбор такого софта огромный, но не все утилиты работают стабильно. Особой популярностью у радиолюбителей пользуется программа осциллографа Osci, входящая в комплект AudioTester. Он имеет интерфейс, который выглядит как стандартное аналоговое устройство, а на экране есть сетка, которая позволит вам измерить длительность и амплитуду сигнала.Он удобен в использовании и имеет ряд дополнительных функций, которые недоступны для программ этого типа. Но каждый радиолюбитель сможет выбрать то программное обеспечение, которое ему больше нравится для работы.

Технические характеристики

Итак, чтобы сделать осциллограф из компьютера, необходимо собрать специальный аттенюатор (делитель напряжения), который может покрыть максимально широкий диапазон измеряемых напряжений. Вторая функция такого адаптера — защитить входной порт звуковой карты от повреждений, которые может вызвать высокий уровень напряжения.Для большинства аудиокарт входное напряжение ограничено 1-2 вольт. Осциллограф от компьютера имеет ограниченную звуковую карту. Для бюджетных карт он составляет от 0,1 Гц до 20 кГц (синусоидальный сигнал). Нижний предел напряжения, который можно измерить, ограничен уровнем фона и шума и составляет 1 мВ, а верхний ограничен параметрами адаптера и может составлять несколько сотен вольт.

Устройство делителя напряжения

Осциллограф от компьютера имеет очень простую электрическую схему.Он содержит только два стабилитрона и три в зависимости от используемой шкалы. виртуальный осциллограф. Этот делитель рассчитан на три разных масштаба, с коэффициентами 1: 1, 1:20 и 1: 100. Соответственно, устройство будет иметь три входа, к каждому из которых подключен резистор. Номинальное сопротивление прямого входного резистора составляет 1 МОм. Общий провод подключен через обратное соединение двух стабилитронов. Они предназначены для защиты звуковой карты от перенапряжения, когда переключатель находится в положении «прямой ввод».Параллельно резисторам можно подключить конденсаторы, они будут выравнивать амплитудно-частотную составляющую устройства.

Заключение

Такой компьютер осциллографа не изящен, однако простое схемотехническое решение позволит достичь широкого диапазона измеряемых напряжений. Этот прибор поможет при ремонте аудиоаппаратуры или может быть использован как тренировочный измерительный прибор.

Виртуальный осциллограф

| Academo.org — Бесплатное интерактивное обучение.

---

Осциллограф — полезный инструмент для всех, кто работает с электрическими сигналами, поскольку он обеспечивает визуальное представление формы сигнала или формы волны. Это позволяет вам измерять свойства волны, такие как амплитуда или частота.

Первоначальный сигнал выше — это синусоидальная волна 200 Гц с амплитудой 5 вольт. Частоту этой волны можно отрегулировать с помощью ползунка «Входная частота волны». (Вы также можете выбрать отображение прямоугольной волны.)

Если вы просматриваете с помощью последней версии Google Chrome, раскрывающийся список ввода позволяет вам выбрать «живой ввод».Это будет принимать данные с любого микрофона, подключенного к вашему компьютеру, и отображать аудиоданные в реальном времени. (Различные микрофоны посылают на компьютер разное напряжение, поэтому для единообразия мы нормализовали входной сигнал, поэтому необработанный входной сигнал всегда будет ограничен где-то между -5 и +5 вольт.)

Поскольку формы сигналов бывают самых разных форм, амплитуд и частот, осциллографы должны иметь ряд элементов управления для настройки отображения формы сигнала, чтобы она могла удобно поместиться в окне просмотра.

Freeze live input
Этот флажок фиксирует вход, позволяя вам эффективно делать снимок того, что отображается на осциллографе в данный момент времени. Это особенно полезно потому что вы по-прежнему можете регулировать развертку времени и настройку вольт на деление. Попробуйте свистеть и заморозить ввод. Настройка временной развертки по удобной шкале позволяет рассчитать частоту свистка путем подсчета периода одного полного сигнала.

Усиление осциллографа
Это число, на которое умножается входящий сигнал.Коэффициент усиления 1 не будет иметь никакого эффекта, коэффициент усиления меньше 1 сделает сигнал меньше, а коэффициент усиления больше 1 сделает его больше.

секунд / дел.
Этот элемент управления позволяет настроить продолжительность времени, которое представляет каждый квадрат сетки. При первой загрузке осциллографа этот параметр устанавливается на 1 мс и отображает одну полную форму сигнала на 4 квадратах. Это означает, что период волны составляет 4 мс или 0,004 с, что дает частоту (1 / 0,004) = 250 Гц. Если вы измените развертку на 500 мкс (половину от начальной), вы должны увидеть, что форма волны теперь занимает 8 квадратов для завершения одного полного колебания.Период (и, следовательно, частота) остается постоянным, потому что 8 умноженных на 500 мкс все еще равняются 0,004 с.

вольт / дел.
Эта настройка очень похожа на настройку временной развертки, описанную выше, но вместо того, чтобы растягивать волну по оси x, она включает в себя растяжение по оси y. Синусоидальная волна имеет амплитуду 5 В, что означает, что когда вольт / дел установлено на 5, форма волны достигает вершины первого квадрата. Если бы вы изменили настройку на 10 В / дел, форма волны теперь достигает только половины квадрата.

Смещения по горизонтали и вертикали
Эти два ползунка позволяют регулировать положение кривой осциллографа на сетке. Они особенно полезны для выравнивания частей форма волны с линиями сетки (это может упростить подсчет квадратов, например, при определении длины волны).

Если вы хотите встроить осциллограф на свой веб-сайт, скопируйте и вставьте следующий HTML-код на свою веб-страницу.

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии от Disqus.

DIY Аналоговый осциллограф из старого телевизора «Adafruit Industries — Создатели, хакеры, художники, дизайнеры и инженеры!

nerdlabs94 рассказывает, как вернуть свой старый телевизор к работе с инструкциями.

Осциллографы полезны для поиска и устранения неисправностей электроники. Но когда мой осциллограф недавно сломался, я решил заменить его самостоятельно. В отличие от современных телевизоров, старые телевизоры с ЭЛТ имеют 4 провода, которые контролируют все движения на экране. Введя сигнал в эти провода, вы можете использовать телевизор как осциллограф и видеть сигнал на экране!

Подробнее.

Прекратите макетирование и пайку — немедленно приступайте к изготовлению! Площадка Circuit Playground от Adafruit забита светодиодами, датчиками, кнопками, зажимами из кожи аллигатора и многим другим. Создавайте проекты с помощью Circuit Playground за несколько минут с помощью сайта программирования MakeCode с перетаскиванием, изучайте информатику с помощью класса CS Discoveries на code.org, переходите в CircuitPython, чтобы изучать Python и оборудование вместе, TinyGO или даже использовать Arduino IDE. Circuit Playground Express — это новейшая и лучшая плата Circuit Playground с поддержкой CircuitPython, MakeCode и Arduino.Он имеет мощный процессор, 10 NeoPixels, мини-динамик, инфракрасный прием и передачу, две кнопки, переключатель, 14 зажимов из кожи аллигатора и множество датчиков: емкостное прикосновение, ИК-приближение, температуру, свет, движение и звук. Вас ждет целый мир электроники и программирования, и он умещается на ладони.

Присоединяйтесь к 30 000+ создателям на каналах Discord Adafruit и станьте частью сообщества! http://adafru.it/discord

Хотите поделиться замечательным проектом? Выставка Electronics Show and Tell проходит каждую среду в 19:00 по восточному времени! Чтобы присоединиться, перейдите на YouTube и посмотрите чат в прямом эфире шоу — мы разместим ссылку там.