+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

осциллограф

 

 как проверить детали     работа с цифровым мультиметром    звуковые генераторы     генератор радиочастоты      цифровой частотомер   осциллограф  измерители емкости и RCL   микрометр

            ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

В радиолюбительской практике весьма полезным прибором является осциллограф. Осциллограф — прибор для визуальной регистрации импульсов. Используя простые приставки к имеющемуся осциллографу можно измерять практически все параметры радиоэлементов и собираемых вами конструкций. Рассмотрим структурную схему осциллографа:

 

Как видно из структурной схемы, осциллограф состоит из электроннолучевой трубки и нескольких блоков.

Блок усилителя Y служит для усиления слабых входных исследуемых сигналов до величины, достаточной для нормального отклонения луча трубки (обычно это напряжение колеблется от 80 до 140 вольт, в зависимости от типа трубки). Блок развертки служит для получения пилообразного напряжения развертки, необходимого для получения на экране трубки горизонтальной полосы. С выхода генератора развертки сигнал пилообразной формы поступает на усилитель развертки (усилитель Х). Частота генератора развертки синхронизируется (для получения на экране неподвижного изображения исследуемого сигнала) подачей части исследуемого сигнала на вход генератора. По этому принципу работают практически все любительские и промышленные осциллографы.

В качестве примера ниже приводится принципиальная схема простого низкочастотного осциллографа на трубке типа 3ЛО1И:

 

В данном осциллографе применены германиевые транзисторы старых типов. Все транзисторы работают в режиме лавинного пробоя. Этот режим характеризуется высоким коллекторным питанием, что позволяет значительно улучшить усилительные свойства транзисторов.

Следует учесть, что не все транзисторы способны работать в таких режимах!На транзисторе VT1 собран эмиттерный повторитель — для повышения входного сопротивления. Транзистор VT2 работает в усилителе вертикальных пластин и обеспечивает усиление сигнала около 900. На транзисторе VT3 собран генератор пилообразного напряжения (развертка). Грубо частота развертки регулируется переключением конденсаторов, а плавно — переменным резистором R10. С выхода генератора развертки пилообразный сигнал поступает на усилитель горизонтального отклонения. Этот усилитель по схеме аналогичен усилителю вертикальных пластин.

Блок трубки:

 

Этот блок обеспечивает нормальные режимы работы электроннолучевой трубки. Резистор R1 регулирует яркость, резистор R2 - фокусировку луча, резисторы R7 и R8 обеспечивают регулировку луча соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскости. Контакты блока, обозначенные цифрами и латинскими буквами объединяются с соответствующими контактами других блоков.

Источник питания — служит для получения всех необходимых напряжений для питания схемы:

 

Данный осциллограф, несмотря на простоту, обладает неплохими электрическими параметрами и может использоваться для настройки низкочастотных устройств. Усилители осциллографа имеют полосу пропускания от 20 герц до 20-25 килогерц. Схема была проверена автором этих строк и показала неплохие результаты. Схема после сборки налаживания не требует. Иногда приходится подобрать экземпляр транзистора развертки, так как не все транзисторы способны работать в режиме лавинного пробоя.

.. Конденсаторы в эмиттерных и коллекторных цепях транзисторов должны иметь рабочее напряжение не менее 300 вольт! Постоянные резисторы должны иметь мощность не менее 0,5 ватта, за исключением резисторов в коллекторных цепях транзисторов усилителей и генератора развертки. Эти резисторы должны иметь мощность рассеяния не менее 1 ватта. Резистор R1 в источнике питания должен иметь мощность не менее 2 ватт.

Трансформатор питания осциллографа имеет две вторичных обмотки. Обмотка 2 — накальная (6,3в, при токе 300 миллиампер) — для питания цепей накала трубки. Обмотка 3 должна обеспечивать на выходе напряжение около 280 вольт при токе нагрузки не менее 40 миллиампер.

Данные некоторых осциллографических трубок лежат здесь.

Для неискушенного радиолюбителя В. А.Новопольский написал книгу «Как работать с осциллографом» скачать которую (около 3.5 мегабайт) вы можете здесь.

 Статью с аналогичным осциллографом, но на современной элементной базе и с трубкой 5ЛО38 вы можете найти по этой ссылке.

 

Современный осциллограф на микроконтроллере схема. Карманный осциллограф «Лори» на микроконтроллере STM32F103. Приставка для компьютера

Осциллограф выполнен на микроконтроллере ATmega32. Индикатор графический ЖКИ 128 х 64 точек. Схема данного устройства очень проста. Один из недостатков данного осциллографа – это низкая максимальная частота измеряемого сигнала, для меандра это всего лишь 5 кГц. Программа написана на Си в WinAVR, в связке с AVRStudio 4. Графическая библиотека была написана специально для этого проекта.

Описание:

Напряжение питания схемы 12 вольт. Из этого напряжения на выходе преобразователя получаем +8. 2V для IC1 и +5V для IC2 для IC3. Данная схема имеет входной диапазон от -2,5вольт до +2,5 вольт или от 0 до +5 вольт в зависимости от положения S1(переем./пост. ток). Используя делитель можно расширить диапазон измеряемых напряжений. Регулировка контраста дисплея производится потенциометром P2. Максимальное входное напряжение 30 вольт для постоянного и 24 вольта для переменного тока.

Более продвинутую схему осциллографа на базе микроконтроллере ATxmega128A3 вы можете посмотреть .

Схема:
Прошивка микроконтроллера:

Файл прошивки AVR_oscilloscope.hex , при прошивке выставьте Fuse биты микроконтроллера для тактирования от внешнего кристалла. Обязательно отключите JTAG интерфейс.

Недавно я уже делал обзор на один конструктор, сегодня продолжение небольшой серии обзоров о всяких самодельных вещах для начинающих радиолюбителей.
Скажу сразу, это конечно не Тектроникс, и даже не DS203, но по своему интересная штучка, хоть по сути и игрушка.
Обычно перед тестами сначала вещь разбирают, здесь сначала надо собрать:)

На мой взгляд, это «глаза» радиолюбителя. Этот прибор редко обладает высокой точностью, в отличие от мультиметра, но позволяет увидеть процессы в динамике, т.е. в «движении».

Иногда такой секундный «взгляд» может помочь больше, чем день ковыряния с тестером.

Раньше осциллографы были ламповыми, потом их сменили транзисторные, но отображался результат все равно на экране ЭЛТ. Со временем на смену им пришли их цифровые собратья, маленькие, легкие, ну а логическим продолжением стало появление и конструктора для сборки такого прибора.
Несколько лет назад я на некоторых форумах встречал попытки (порой удачные) разработать самодельный осциллограф. Конструктор конечно проще их и слабее по техническим характеристикам, но могу сказать с уверенностью, собрать его сможет даже школьник.
Разработан этот конструктор фирмой jyetech. этого прибора на сайте производителя.

Возможно специалистам этот обзор покажется излишне подробным, но практика общения с начинающими радилюбителями показала, что они так лучше воспринимают информацию.

В общем обо всем я расскажу немного ниже, а пока стандартное вступление, распаковка.

Прислали конструктор в обычном пакетике с защелкой, правда двольно плотном.
Как по мне, то для такого набора очень не помешала бы красивая упаковка. Не с целью защиты от повреждений, а с целю внешней эстетики. Ведь вещь должна быить приятной уже даже на этапе распаковки, ведь это конструктор.

В пакете находилось:
Инструкция
Печатная плата
Кабель для подключения к измеряемым цепям
Два пакетика с компонентами
Дисплей.

Технические характиристики устройства очень скромные, как по мне это скорее обучающий набор, чем измерительный прибор, хотя и при помощи даже этого прибора можно проводить измерения, пусть и простые.

Также в комплект входит подробная цветная инструкция на двух листах.
В инструкции расписана последовательность сборки, калибровки и краткое руководство по использованию.
Единственный минус, это все на английском, но картинки сделаны понятно, потому даже в таком варианте большая часть будет понятна.
В инструкции даже обозначены позиционные места элементов и сделаны «чекбоксы», где надо ставить галочку после завершения определенного этапа. Очень продуманно.

Отдельным листом идет табличка со списком SMD компонентов.
Стоит отметить, что существует как минимум два варианта устройства. На первой исходно распаян только микроконтроллер, на втором распаяны все SMD компоненты.
Первый вариант рассчитан на чуть более опытных пользователей.
В моем обзоре учавствует именно такой вариант, о существовании второго варианта я узнал позже.

Печатная плата двухсторонняя, как и в прошлом обзоре, даже цвет тот же.
Сверху нанесена маска с обозначением элементов, одна часть элементов обозначена полностью, вторая имеет только позиционный номер по схеме.

С обратной стороны маркировки нет, есть только обозначение перемычек и наименование модели устройства.
Плата покрыта маской, причем маска очень прочная (невольно пришлось проверить), на мой взгляд то что надо именно для начинающих, так как тяжело что то повредить в процессе сборки.

Как я выше писал, на плату нанесены обозначения устанавливаемых элементов, маркировка четкая, претензий к этому пункту нет.

Все контакты имеют лужение, паяется плата очень легко, ну почти легко, об этом нюансе в разделе сборки:)

Как я выше писал, на плате предустановлен микроконтроллер
Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™-M3 ядре.
Максимальная частота работы 72МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП.

С обоих сторон платы указана ее модель, DSO138.

Вернемся к перечислению комплектующих.
Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой.

Высыпаем на стол содержимое большого пакета. Внутри находятся разъемы, стойки и электролитические конденсаторы. Также в пакете находятся еще два маленьких пакетика:)

Раскрыв все пакеты мы видим довольно много радиодеталей. Хотя с учетом того что это цифровой осциллограф, то я ожидал больше.
Приятно то, что SMD резисторы подписаны, хотя как по мне, не мешало бы подписать и обычные резисторы, или дать в комплекте небольшую памятку по цветовой маркировке.

Дислей упакован в мягкий материал, как оказалось, он не скользит, потому болтаться в пакете не будет, а печатная плата защищает его от повреждений при транспортировке.
Но все равно, я считаю что нормальная упаковка не помешала бы.

В устройстве применен 2.4 дюйма TFT LCD индикатор со светодиодной подсветкой.
Разрешение экрана 320х240 пикселей.

Также в комплект входит небольшой кабель. Для подключения к осциллографу применен стандартный BNC разъем, на втором конце кабеля пара «крокодилов».
Кабель средней мягкости, «крокодилы» довольно большие.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

В прошлый раз я начинал сборку с резисторов, как с самых низких элементов на плате.
При наличии SMD компонентов сборку лучше начать с них.
Для этого я разложил все SMD компоненты на прилагаемом листе с указанием их номинала и позиционного обозначения на схеме.

Когда приготовился уже паять, то подумал, что элементы в слишком мелком, для начинающего, корпусе, вполне можно было применить резисторы размером 1206 вместо 0805. Разница в занимаемом месте незначительна, но паять проще.
Вторая мысль была — вот потеряю сейчас резистор и не найду. Ладно я, открою стол и достану второй такой резистор, но не у всех есть такой выбор. В данном случае производитель позаботился об этом.
Всех резисторов (жалко что и не микросхем) дал на один больше, т.е. в запас, очень предусмотрительно, зачет.

Дальше я немного расскажу о том, как паяю такие компоненты я, и как советую делать другим, но это просто мое мнение, естественно каждый может делать по своему.
Иногда SMD компоненты паяют при помощи специальной пасты, но она нечасто есть у начинающего радиолюбителя (да и у неначинающего тоже), потому я покажу как проще работать без нее.
Берем пинцетом компонент, прикладываем к месту установки.

Вообще часто я сначала промазываю место установки компонента флюсом, это облегчает пайку, но усложняет промывку платы, вымыть флюс из под компонента иногда бывает сложно.
Поэтому я в данном случае использовал просто 1мм трубчатый припой с флюсом.
Придерживая компонент пинцетом, набираем на жало паяльника капельку припоя и припаиваем одну сторону компонента.
Не страшно если пайка получилась некрасивая или не очень прочная, на данном этапе достаточно того, что компонент держится сам.
Затем повторяем операцию с остальными компонентами.
После того как мы таким образом закрепили все компоненты (или все компоненты одного номинала), можно спокойно припаять как надо, для этого поворачиваем плату так, чтобы уже припаянная сторона была слева и держа паяльник в правой руке (если вы правша), а припой в левой, проходим все незапаянные места. Если пайка второй стороны не устраивает, то поворачиваем плату на 180 градусов и аналогично пропаиваем другую сторону компонента.
Так получается проще и быстрее, чем запаивать каждый компонент индивидуально.

Здесь на фото видно несколько установленных резисторов, но пока припаянных только с одной стороны.

Микросхемы в SMD корпусе маркируются точно так же как в обычном, слева около метки (хотя обычно слева снизу если смотреть на маркировку) находится первый контакт, остальные считаются против часовой стрелки.
На фото место для установки микросхемы и пример, как она должна устанавливаться.

С микросхемами поступаем полностью аналогично примеру с резисторами.
Выставляем микросхему на площадках, припаиваем любой один вывод (лучше крайний), немного корректируем положение микросхемы (при необходимости) и запаиваем остальные контакты.
С микросхемой- стабилизатором можно поступить по разному, но я советую припаивать сначала лепесток, а потом контактные площадки, тогда микросхема точно будет ровно прилегать к плате.
Но никто не запрещает припаять сначала крайний вывод, а потом все остальные.

Все SMD компоненты установлены и припаяны, осталось несколько резисторов, по одному каждого номинала, откладываем их в пакетик, может когда нибудь пригодятся.

Переходим к монтажу обычных резисторов.
В прошлом обзоре я рассказывал немного о цветовой маркировке. В этот раз я скорее посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра.
Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет).
Изначально я искал в инструкции список номиналов и позиционных обозначений, но не нашел, так как искал их в виде таблички, а уже после монтажа выяснилось, что они есть на картинках, причем с чекбоксами для отметки установленных позиций.
Из-за моей невнимательности мне пришлось сделать свою табличку, по которой я рядом разложил устанавливаемые компоненты.
Слева отдельно виден резистор, при составлении таблички он был лишним, потому я оставил его под конец.

С резисторами поступаем похожим образом как в прошлом обзоре, формуем выводы при помощи пинцета (либо специальной оправки) так, чтобы резистор легко становился на свое место.
Будье внимательны, позиционные обозначения компонетов на плате могут быть не только надписаны, а и ПОДписаны и это может сыграть с вами злую шутку, особенно если на плате присутствует много компонентов в один ряд.

Вот тут вылез небольшой минус печатной платы.
Дело в том, что отверстия под резисторы имеют очень большой диаметр, а так как монтаж относительно плотный, то я решил выводы загибать, но несильно и потому в таких отверстиях держатся они не очень хорошо.

Из-за того, что резисторы держались не очень хорошо, я рекомендую не набивать сразу все номиналы, а установить половину или треть, потом запаять их и установить остальные.
Не бойтесь сильно обкусывать выводы, двухсторонняя плата с металлизацией прощает такие вещи, всегда можно припаять резистор хоть сверху, чего не сделаешь при односторонней печатной плате.

Все, резисторы запаяны, переходим к конденсаторам.
Я поступил с ними также как с резисторами, разложив согласно табличке.
Кстати у меня все таки остался один лишний резистор, видимо случайно положили.

Несколько слов о маркировке.
Такие конденсаторы маркируются также как и резисторы.
Первые две цифры — число, третья цифра — количество нулей после числа.
Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.
Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22пФ.
Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Сначала запаиваю мелкие конденсаторы согласно позиционным обозначениям (тот еще квест).

С конденсаторами емкостью 100нФ я немного ступил, не добавив их в табличку сразу, пришлось делать это потом от руки.

Выводы конденсаторов я также загибал не полностью, а примерно под 45 градусов, этого вполне достаточно чтобы компонент не выпал.
Кстати, на этом фото видно, что пятачки, соединенные с общим контактом платы, выполнены правильно, есть кольцевой промежуток для уменьшения теплоотдачи, это облегчает пайку таких мест.

Как то я немного расслабился на этой плате и вспомнил о дросселях и диодах уже после запаивания керамических конденсаторов, хотя лучше было их впаять перед ними.
Но особо ситуацию это не изменило, потому перейдем к ним.
В комплекте к плате дали три дросселя и два диода (1N4007 и 1N5815).

С диодами все ясно, место подписано, катод обозначен белой полосой на самом диоде и на плате, перепутать очень сложно.
С дросселями бывает немного сложнее, они иногда также имеют цветовую маркировку, благо в данном случае все три дросселя имеют один номинал:)

На плате дроссели обозначаются буквой L и волнистой линией.
На фото участок платы с запаянными дросселями и диодами.

В осциллографе применено два транзистора разной проводимости и две микросхемы стабилизаторы, на разную полярность. В связи с этим будьте внимательны при монтаже, так как обозначение 78L05 очень похоже на 79L05, но если поставить наоборот, то вы скорее всего поедете за новыми.
С транзисторами немного проще, хоть на плате и указана просто проводимость без указания типа транзистора, но тип транзистора и его позиционное обозначение можно без труда посмотреть по схеме или карте установки компонентов.
Выводы здесь формовать заметно тяжелее, так как отформовать надо все три вывода, лучше не спешить, чтобы не отломать выводы.

Формуются выводы одинаково, это упрощает задачу.
На плате положение транзисторов и стабилизаторов обозначено, но на всякий случай я сделал фото, как они должны быть установлены.

В комплекте был мощный (относительно) дроссель, который используется в преобразователе для получения отрицательной полярности и кварцевый резонатор.
Им выводы формовать не надо.

Теперь о кварцевом резонаторе, он изготовлен под частоту 8МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.
не удивляйтесь, что я в начале указал что процессор имеет максимальную частоту 72МГц, а кварц стоит всего на 8, внутри процессора есть как делители частоты, так иногда и умножители, потому ядро вполне может работать например на частоте 8х8=64МГц.
Почему то на плате контакты дросселя имеют квадратную и круглую форму, хотя сам по себе дроссель — элемент неполярный, потому просто впаиваем его на место, выводы лучше не загибать.

В комплекте дали довольно много электролитических конденсаторов, все они имеют одинаковую емкость в 100мкФ и напряжение в 16 Вольт.
Их надо запаивать обязательно с соблюдением полярности иначе возможны пиротехнические эффекты:)
Длинный вывод конденсатора это плюсовой контакт. На плате присутствует маркировка полярности как около соответствующего вывода, так и рядом с кружком, отмечающим положение конденсатора, довольно удобно.
Отмечен плюсовой вывод. Иногда маркируют минусовой, в этом случае примерно половина кружочка заштриховывается. А еще есть такой производитель компьютерного железа как Асус, который заштриховывает плюсовую сторону, потому всегда надо быть внимательным.

Потихоньку мы подошли к довольно редкому компоненту, подстроечному конденсатору.
Это конденсатор, емкость которого можно изменять в небольших пределах, например 10-30пФ, обычно и емкость этих конденсаторов невелика, до 40-50пФ.
Вообще это элемент неполярный, т.е. формально не имеет значения как его впаивать, но иногда имеет значение как его впаивать.
Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов. ТАк вот в данной схеме один вывод конденсатора подключен к общему проводнику платы, а второй к остальным элементам.
Чтобы было меньше влияние отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом соединялся с общим проводом платы.
На плате указана маркировка как впаивать, а дальше по ходу обзора будет и фотка, где это видно.

Кнопки и переключатели.
Ну здесь тяжело что то сделать неправильно, так как очень тяжело их вставить как нибудь не так:)
Скажу лишь, что выводы корпуса переключателей надо припаять к плате.
В случае переключателя это не просто добавит прочности, а и соединит корпус переключателя с общим контактом платы и корпус переключателя будет работать как экран от помех.

Разъемы.
Самая сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, потому для BNC разъема лучше взять паяльник помощнее.

На фото можно увидеть —
Пайка BNC разъема, дополнительного разъема питания (единственный разъем здесь, который можно поставить наоборот) и USB разъема.

С индикатором, а вернее с разъемами для его подключения, вышла небольшая неприятность.
В комплекте забыли положить пару двойных контактов (пинов), они тут используются для закрепления стороны индикатора, обратной сигнальному разъему.

Но посмотрев на распиновку сигнального разъема я понял, что некоторые контакты можно запросто откусить и использовать вместо недостающих.
Я мог открыть ящик стола и достать оттуда такой разъем, но это было бы неинтересно и в какой то степени нечестно.

Запаиваем гнездовые (так называемые — мамы) части разъемов на плату.

На плате присутствует выход встроенного генератора 1КГц, он нам потом понадобится, хоть эти два контакта и соединяются друг с другом, но мы все равно впаиваем перемычку, она будет удобна для подключения «крокодила» сигнального кабеля.
Для перемычки удобно использовать обкушенный вывод электролитического конденсатора, они длинные и довольно жесткие.
Находится эта перемычка слева от разъема питания.

Также на плате присутствует пара важных перемычек.
Одну из них, под названием JP3 надо закоротить сразу, делается это при помощи капельки припоя.

Со второй перемычкой, немножко сложнее.
Сначала надо подключить мультиметр в режиме измерения напряжения в контрольной точке, находящейся над лепестком микросхемы-стабилизатора. Второй щуп подключается к любому контакту соединенному с общим контактом платы, например к USB разъему.
На плату подается питание и проверяется напряжение в контрольной точке, если все в порядке, то там должно быть около 3.3 Вольта.

После этого перемычка JP4 , находящаяся чуть левее и ниже стабилизатора, также соединяется при помощи капли припоя.

На обратной стороне платы есть еще четыре перемычки, их трогать не надо, это технологические перемычки, для диагностики платы и перевода процессора в режим прошивки.

Возвращаемся к дисплею. Как я выше писал, мне пришлось откусить несколько контактных пар, чтобы применить их взамен отсутствующих.
Но при сборке я решил выкусить не крайние пары, а как бы из середины, а крайнюю запаять на место, так будет сложнее перепутать что то при установке.

Хоть на дисплее и наклеена защитная пленка, я бы рекомендовал при припаивании разъема накрыть экран куском бумаги, в таком случае капли флюса, который кипит при пайке, будут отлетать на бумагу, а не на экран.

Все, можно подавать питание и проверять:)
Кстати, один из диодов, который мы запаивали ранее, служит для защиты электроники от неправильного подключения питания, со стороны разработчика это полезный шаг, так как спалить плату неправильной полярностью можно в секунду.
На плате указано питание 9 Вольт, но при этом оговорен диапазон до 12 Вольт.
В тестах я пита плату от 12 Вольт блока питания, но попробовал и от двух последовательно соединенных литиевых аккумуляторов, разница была только в чуть меньшей яркости подсветки экрана, думаю что применив стабилизатор 5 Вольт с низким падением и убрав защитный диод (или подключив его параллельно питанию и установив предохранитель), можно вполне спокойно питать плату от двух литиевых аккумуляторов.
Как вариант, использовать преобразователь питания 3.7-5 Вольт.

Так как запуск платы прошел успешно, то перед настройкой плату лучше промыть.
Я пользуюсь ацетоном, хотя он запрещен к продаже, но есть небольшие запасы, как вариант еще использовали толуол, ну или в крайнем случае медицинский спирт.
Но плату надо промыть обязательно, целиком «купать» ее не надо, достаточно пройтись снизу ваткой.

В конце ставим плату «на ноги», используя комплектные стойки, они конечно чуть меньше чем надо и немного болтаются, но все равно так удобнее, чем просто класть на стол, не говоря о том, что выводы деталей могут поцарапать крышку стола, ну и так ничего не попадает под плату и не закоротит ничего под ней.

Первая проверка от встроенного генератора, для этого подключаем «крокодил» с красным изолятором к перемычке около разъема питания, черный провод никуда подключать не надо.

Чуть не забыл, несколько слов о назначении переключателей и кнопок.
Слева расположены три трехпозиционных переключателя.
Верхний переключает режим работы входа.
Заземлен
Режим работы без учета постоянной составляющей, или АС, или режим работы с закрытым входом. Хорошо подходит для измерения переменного тока.
Режим работы с возможностью измерения постоянного тока, или режим работы с открытым входом. Позволяет проводить измерения с учетом постоянной составляющей напряжения.

Второй и третий переключатели позволяют выбрать масштаб по оси напряжения.
Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.
При этом средний переключатель позволяет выбрать напряжение, а нижний множитель, потому при помощи трех переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней напряжения от 10мВ до 5 Вольт на клетку.

Справа расположены кнопки управления режимами развертки и режима работы.
Описание кнопок сверху вниз.
1. При коротком нажатии включает режим HOLD, т.е. фиксация показаний на дисплее. при длинном (более 3 секунд) включает или выключает режим цифрового вывода данных параметра сигнала, частоту, период, напряжения.
2. Кнопка увеличения выбранного параметра
3. Кнопка уменьшения выбранного параметра.
4. Кнопка перебора режимов работы.
Управление временем развертки, диапазон от 10мкс до 500сек.
Выбор режима работы триггера синхронизации, Авто, нормальный и ждущий.
Режим захвата сигнала синхронизации триггером, по фронту или тылу сигнала.
Выбор уровня напряжения захвата сигнала триггера синхронизации.
Прокрутка осциллограммы по горизонтали, позволяет просмотреть сигнал «за пределами экрана»
Установка позиции осциллограммы по вертикали, помогает при измерении напряжений сигнала и когда осциллограмма не влазит на экран…
Кнопка сброса, просто перезагрузка осциллографа, как выяснилось иногда бывает очень удобна.
Рядом с кнопкой есть зеленый светодиод, он моргает когда осциллограф синхронизировался.

Все режимы при выключении прибора запоминаются и включается он потом в том режиме, в котором его выключили.

Еще на плате есть разъем USB, но как я понял, он в этом варианте не используется, при подключении к компьютеру выдает что обнаружено неизвестное устройство.
Также есть контакты для перепрошивки устройства.

Все режимы, выбранные кнопками или переключателями, дублируются на экране осциллографа.

Версию ПО я не обновлял, так как стоит последняя на текущий момент 113-13801-042

Настройка прибора очень проста, помогает в этом встроенный генератор.
Скорее всего при подключении к встроенному генератору прямоугольных импульсов вы увидите следующую картину, вместо ровных прямоугольников будет либо «завал» угла верха/низа, вниз или вверх.

Корректируется это вращением подстроечных конденсаторов.
Конденсаторов два, в режиме 0.1 Вольта подстраиваем С4, в режиме 1 Вольт соответственно С6. В режиме 10мВ корректировка не производится.

Регулировкой необходимо добиться ровных прямоугольных импульсов на экране, как это показано на фотографии.

Я посмотрел этот сигнал другим осциллографом, на мой взгляд он достаточно «ровный» для калибровки данного осциллографа.

Хоть конденсаторы и установлены правильно, но даже в таком варианте небольшое влияние от металлической отвертки присутствует, пока удерживаем жало на регулируемом элементе, результат один, стоит убрать жало, результат чуть меняется.
В таком варианте либо подкручивать маленькими сдвигами, либо использовать пластмассовую (диэлектрическую) отвертку.
Мне такая отвертка досталась с какой то камерой Хиквижн.

С одной стороны у нее крестовое жало, причем срезанное, именно для таких конденсаторов, с другой — прямое.

Так как данный осциллограф больше прибор для изучения принципов работы, чем действительно полноценный прибор, то и проводить полноценное тестирование я не вижу смысла, хотя основные вещи покажу и проверю.
1. Совсем забыл, иногда при работе внизу экрана вылазит реклама производителя:)
2. Отображения цифровых значений параметра сигнала, подан сигнал от встроенного генератора прямоугольных импульсов.
3. Вот такой собственный шум входа осциллографа, в интернет я встречал упоминания об этом, а так же о том, что новая версия имеет меньший уровень шумов.
4. Для проверки, что это действительно шум аналоговой части, а не наводки, я перевел осциллограф в режим с закороченным входом.

1. Переключил время развертки в режим 500сек на деление, как по мне, ну это уж совсем для экстремалов.
2. Уровень входного сигнала можно менять от 10мВ на клетку
3. До 5 Вольт на клетку.
4. Прямоугольный сигнал частотой 10КГц с генератора осциллографа DS203.

1. Прямоугольный сигнал частотой 50КГц с генератора осциллографа DS203. Видно что на такой частоте сигнал уже сильно искажен. 100КГц подавать уже не имеет особого смысла.
2. Синусоидальный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
3. Сигнал треугольной формы частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
4. Пилообразный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

Дальше я решил немного посмотреть как ведет себя прибор при работе с синусоидальным сигналом, поданным от аналогового генератора и сравнить его со своим DS203
1. Частота 1КГц
2. Частота 10КГц

1. Частота 100КГц, в конструкторе нельзя выбрать время развертки меньше 10мс, потому только так:(
2. А вот так может выглядеть синусоидальный сигнал частотой 20КГц, поданный с DS203, но в другом режиме входного делителя. Выше был скриншот такого сигнала, но поданный в положении делителя 1 Вольт х 1, здесь сигнал в режиме 0.1 Вольт х 5.
Ниже видно как выглядит этот сигнал при подаче на DS203

Сигнал 20КГц, поданный с аналогового генератора.

Сравнительное фото двух осциллографов, DSO138 и DS203. Оба подключены к аналоговому генератору синуса, частота 20КГц, на обоих осциллографах выставлен одинаковый режим работы.

Резюме.
Плюсы
Интересная обучающая конструкция
Качественно изготовленная печатная плата, прочное защитное покрытие.
Собрать конструктор под силу даже начинающему радиолюбителю.
Продуманная комплектация, порадовали запасные резисторы в комплекте.
В инструкции хорошо расписан процесс сборки.

Минусы
Небольшая частота входного сигнала.
Забыли положить в комплект пару контактов для крепления индикатора
Простенькая упаковка.

Мое мнение. Скажу коротко, был бы у меня в детстве такой конструктор, я был бы наверное очень счастлив, даже несмотря на его недостатки.
А если длинно, то конструктор приятно порадовал, я считаю его хорошей базой как в получении опыта сборки и наладки электронного устройства, так и в опыте работы с очень важным для радиолюбителя прибором — осциллографом. Пусть простым, пусть без памяти и с низкой частотой, но это куда лучше возни с аудиокартами.
Как серьезный прибор считать его конечно нельзя, но он таким и не позиционируется, а как конструктор, более чем.
Зачем я заказал этот конструктор? Да просто было интересно, ведь все мы любим игрушки:)

Надеюсь что обзор был интересен и полезен, жду предложений по поводу вариантов тестирования:)
Ну и как всегда, дополнительные материалы, прошивки, инструкции, исходники, схема, описание —

  • режимы работы:
    • осциллограф смешанных сигналов;
    • генератор сигналов произвольной формы;
    • 8-канальный логический анализатор;
    • анализатор спектра;
  • возможность одновременной работы генератора и осциллографа;
  • графический OLED дисплей, размер 0. 96″», разрешение 128×64 точки;
  • PDI интерфейс для программирования и отладки;
  • управление с помощью 4-кнопочной клавиатуры;
  • USB коннектор для питания устройства (в дальнейшем программная реализация USB интерфейса).
  • Спецификация измерительного прибора:

    • осциллограф:
      • 2 аналоговых канала;
      • 8 цифровых каналов;
      • аналоговая полоса пропускания — 318 кГц;
      • максимальная скорость выборки — 2 Msps;
      • разрешение — 8 бит;
      • аналоговая синхронизация и внешняя цифровая синхронизация;
      • вертикальный и горизонтальный курсоры;
      • входное сопротивление — 1 МОм;
      • размер буфера для каждого канала — 256;
      • максимальное входное напряжение — ±10 В;
    • генератор сигналов произвольной формы:
      • 1 аналоговый канал;
      • максимальная скорость конвертирования — 1 Msps;
      • аналоговая полоса пропускания — 66 кГц;
      • разрешение — 8 бит;
      • низкое выходное сопротивление;
      • размер буфера — 256;
      • максимальное выходное напряжение — ±2 В.

    Принципиальная схема прибора

    Входные аналоговые каналы осциллографа, выходной канал генератора сигналов — выполнены на JFET операционном усилителе TL064 с низким потреблением. На таком же операционном усилителе выполнен источник опорного напряжения для встроенного аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера.

    Питание прибор получает от USB интерфейса, однако можно применить внешний источник напряжения 5 В, но следует быть внимательным и необходимо исключить возможность одновременного подключения внешнего источника и USB интерфейса. Напряжение питания микроконтроллера составляет 3.3 В, с этой целью установлен регулятор напряжения 3.3 В AP7333 . Также, напряжение 3.3 В необходимо для питания контроллера дисплея.

    Для питания операционных усилителей требуется двуполярный источник напряжения + 5 В и -5 В. Для получения отрицательного напряжения -5 В установлен интегральный DC/DC преобразователь TPS60403 (charge pump).

    Источником тактовой частоты для микроконтроллера является внешний кварцевый резонатор 16 МГц.

    Управление, навигация по меню, настройка параметров осуществляются с помощью клавиатуры K1-K4.

    Для программирования (а также для отладки ПО) микроконтроллера используется 2-проводный интерфейс PDI. Данный интерфейс поддерживает высокоскоростное программирование всех пространств энергонезависимой памяти, в т.ч. Flash-память, EEPOM, Fuse-биты, Lock-биты и сигнатурный код пользователя. Программирование осуществляется путем доступа к контроллеру энергонезависимой памяти (NVM-контроллер) и выполнения NVM-контроллером команд.

    Внешний вид печатной платы

    Демонстрация работы прибора

    Есть такой замечательный USB осциллограф китайской фирмы Instrustar с маркировкой ISDS205A. Он привлекателен в первую очередь своим софтом, он очень удобен и функционален как для USB осциллографа, ну и конечно же характеристиками, которые очень даже не плохие учитывая цену осциллографа. На Aliexpress она составляет около 55$ за весь комплект. Поэтому если не уверены в своих силах повторить прибор, то целесообразнее будет приобрести готовый прибор. Тем более разница в цене не такая и большая. Вообще вся эта затея по повторению, исключительно из спортивного интереса. Одно из отличий это то что в авторском варианте питание реле осуществляется от +5В, которые выходят из преобразователя, тем самым нагружая последний и перекашивает напряжения. В нашем случае питание реле будет осуществляться от отдельного стабилизатора, и преобразователь также будет другой. Ниже приведена схема Instrustar ISDS 205A (модифицированная).

    В аналоговой части отрисован лишь один канал, второй такой же. Осциллограф построен на базе процессора CY7C68013A , и двухканальной микросхеме АЦП AD9288-40BRSZ. Все полученные данные процессор передает по USB на компьютер, поэтому его работа очень сильно зависит от производительности компьютера. На старых машинах, вероятнее всего, этот осциллограф корректно работать не будет.

    Особенности сборки

    Печатная плата прикреплена внизу в архиве. Плата на которой я изготавливал осциллограф содержит небольшую ошибку в разводке, поэтому некорректно управляет реле. Пришлось применить инвертор (на фото видно микросхема расположена выводами вверх и распаяна на проводках).



    Плата довольно сложная, двухсторонняя и с металлизацией, поэтому ее изготовление советую Реле, который применены во входной части типа TX-4.5. Напряжение срабатывания должно быть не более 3,3 вольт. Операционные усилители AD8065 очень боятся перегрева и статики. Еще очень легко нарваться на подделку. Поэтому рекомендую паять их хорошо заземленным паяльником с регулировкой температуры, и стараться не перегревать, запаивать в одно касание. До запайки ОУ рекомендую изготовить DC-DC преобразователь и впаять его.
    Это нужно для контроля работоспособности ОУ. После установки первого, подаем питание и контролируем напряжение на входе и выходе. У нормального ОУ должно быть 0 вольт на входе и выходе. Ну и теперь про сам DC — DC. Он делает из 5 вольт +5 и -5 Вольт. Его схема и плата также есть в архиве. Там самое сложное — намотать транс. Нужно обязательно соблюдать полярность намотки и ничего не напутать.

    Можно также приобрести готовый DC-DC, при этом немного возрастает уровень шумов осциллографа. После сборки нужно прошить микросхему Eeprom. Для этого устанавливаем перемычку на плате, подключаем по USB к компьютеру, запускаем программу Cypress Suite, заходим в EZ Console, нажимаем кнопку LGeeprom, выбираем файл прошивки из архива (расширение.iic), и прошивка загружается. Подробнее о прошивке можно почитать в . Корпус применен стандартный с маркировкой BIS-M1-BOX-100-01BL. Размер корпуса — 100*78*27 мм. Идеально подходит для платы с архива. Ниже фото самого корпуса и процесса сборки.








    Технические характеристики:

    Оцифровка аналогового сигнала:

    Напряжение 0-3В

    Дискретизация до 153.9кГц.

    Генератор:

    Частота 0-533.3кГц

    Напряжение 3В

    Ток до 15мА

    Батарейка 1.5В

    Описание:

    Данный осциллограф может быть полезен при ремонте и настройке аудио аппаратуры, так как он имеет встроенный генератор, а частота дискретизации позволяет измерять сигналы практически во всём диапазоне звуковых частот.

    Осциллограф имеет 2 канала: аналоговый и цифровой. Оба канала отображаются на дисплее в виде временной диаграммы, аналоговый канал — синим цветом, цифровой — жёлтым. Синхронизация может осуществляться от обоихканалов. Также есть возможность переключения цифрового канала на выход и выдачи частоты от 20Гц до 533кГц с любой скважностью сигнала.

    Управление осуществляется с помощью одной кнопки, которая выбирает задаваемый параметр, и потенциометра, с помощью которого изменяется выбранный параметр.

    Интерфейс и управление

    Информация на дисплее имеет следующий вид:

    На канал 1(аналоговый вход) подана частота 50гц. Канал 2 включен в режим генератора и генерирует частоту 30Гц со скважностью 50%.

    U 100 — это уровень синхронизации. Параметр влияет только когда синхронизация идёт от канала 1 (аналоговый вход).

    T 025 — это смещение синхронизации по времени. 25 — четверть экрана. Таким образом, передний фронт смещён от левого края дисплея на 25 отчётов. Всего отчётов 100.

    048мс — период развёртки. Между 2мя зелёными вертикальными полосками будет 48мс.

    Стрелочка слева от цифры 048 – курсор, он указывает на текущий выбранный параметр.

    /1 показывает режим синхронизации. Сейчас выбран передний фронт канала 1.Также может быть выбран задний, передний фронт любого из каналов или отключена синхронизация (символ “NO”).

    30 – это частота генератора. Может быть значение частоты или значение IN – это указывает на то что канал 2 будет входным и частота не выдаётся.

    Следующий параметр 000 указывает на скважность импульса. Он не выбран, поэтому скважность установлена по умолчанию — 50%.

    Для того чтобы установить соответствующее значение параметра, необходимо нажатием на кнопку установить крусор « » напротив необходимого параметра, после чего поворотом потенциометра установить необходимое значение.

    Если выбранный параметр привёл к зависанию — такое бывает, если включена синхронизация, а сигнала для синхронизации нет. В этом случае программа ждёт входной сигнал и не опрашивает потенциометр. Для выхода из этого режима необходимо кнопкой установить курсор на нужный параметр и, удерживая её, изменить параметр на подходящий, при котором синхронизация возможна или выключена.

    Схема осциллографа

    Схема осциллографа составлена на основе контроллера ATTiny 43U . Данный контроллер имеет встроенный DC -DC преобразователь, который позволяет питать схему от одной батарейки. Я применял элемент ААА. Встроенный DC-DC преобразователь поднимает напряжение батарейки (0.7В – 1.8В) до напряжения 3В., и питание ядра контроллера (и портов) происходит от 3В.

    В качестве дисплея выбран дисплей от сотового телефона NOKIA6100, так как он цветной, имеет достаточно приличное разрешение 132х132 точек, управляется по протоколу SPI (для экономии портов) и уже имеет встроенную подсветку. К тому же он очень дешевый.

    Также в схеме применён ещё один DC -DC преобразователь на основе микросхемы MC34063, он нужен для питания подсветки дисплея, поскольку на подсветку должно приходить примерно 6В с копейками.

    В особой настройке схема не нуждается.

    Программная часть:

    Программа осциллографа написана на ассемблере в AVR Studio .

    При реализации программы я столкнулся со следующими нюансами:

    Поскольку дисплей имеет последовательный интерфейс, причём SPI с передачей 9 бит (подробно протокол работы с дисплеем описан в более ранней статье про БП), не получается реализовать передачу данных аппаратно. Поэтому обновление дисплея занимает длительное время. Полностью закрашивание дисплея происходит примерно около секунды (это нас никак не устраивает), поэтому при выводе на дисплей осциллограммы затирание происходит по предыдущему контуру совместно с прорисовкой новых данных. Это позволило ускорить процесс прорисовки осциллограммы почти в 100 раз. ОЗУ как раз хватило для хранения 2х буферов оцифрованных данных.

    Для уменьшения объёма хранимой информации в ОЗУ данные обоих каналов хранятся в одном буфере, то есть в одном байте буфера хранятся значения состояний обоих каналов. Биты от 0 по 6 — это данные АЦП (поскольку нас вполне устраивает 7 бит оцифрованных данных) и бит 7 — это состояние канала 2.

    Также для улучшения отображаемой картинки в программе рассчитываются промежуточные точки. Расчёт происходит как среднее арифметическое двух соседних значений АЦП, то есть при выводе текущей точки происходит вывод ещё одной точки в этом же ряду. Таким образом, происходит дополнение картинки и заполнения промежутков между отчётами.

    Для устранения дребезга потенциометра применён метод накопления значений, расчёт значения потенциометра происходит вот по такой формуле:

    A п=A п-Ап/256+АЦП, где Ап – это накопленное значение.

    Таким образом, происходит как бы усреднение 256 значений потенциометра..

    Про АЦП

    По даташиту на чип частота дискретизации АЦП составляет 15кГц с максимальным разрешением при тактовой примерно 200кГц. Но допускается тактирование АЦП до 1Мгц. При частоте 1Мгц частота дискретизации получается 76кГц. А делителями можно задать гораздо больше. В ходе экспериментов тактированием АЦП получилось, что оно вполне себе работает при частоте 2МГц. Если больше, то уже увеличивается цикл измерения, и период измерений начинает гулять. В программе при изменении частоты дискретизации тактовая АЦП меняется от 62кГц до 2Мгц.

    Самодельный измеритель. Самодельные приборы — конструкция, описание. Схема проверки полевых транзисторов

    Авометром, схема которого показана па рис. 21, можно измерять: постоянные токи от 10 до 600 ма; постоянные напряжения от 15 до 600 в; переменные напряжения от 15 до 600 в; сопротивления от 10 ом до 2 Мом; напряжения высоких частот 100 кгц—100 Мгц в пределах от 0,1 до 40 в. коэффициент усиления транзисторов по току В до 200.

    Для измерения напряжений высокой частоты используется выносной пробник (ВЧ головка).

    Внешний вид авометра и ВЧ головки показан на рис. 22.

    Прибор монтируют в корпусе из алюминия или в пластмассовой коробочке размерами примерно 200X115X50 мм. Лицевая панель из листового текстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Корпус и переднюю панель можно также сделать из фанеры толщиной 3 мм, пропитанной бакелитовым лаком.

    Рис. 21. Схема авометра.

    Детали. Микроамперметр типа М-84 на ток 100 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом. Переменный резистор типа ТК с выключателем Вк1. Выключатель надо снять с корпуса резистора, повернуть на 180° и поставить на прежнее место. Такое изменение делают для того, чтобы контакты включателя замыкались, когда резистор полностью выведен. Если этого не сделать, то универсальный шунт будет всегда подключен к прибору, уменьшая его чувствительность.

    Все постоянные резисторы, кроме R4—R7, должны быть с допуском номиналов сопротивлений не более ±5%. Резисторы R4—R7 шунтирующие прибор при измерении токов, — проволочные.

    Выносной пробник для измерения напряжений высокой частоты размещают в алюминиевом корпусе от электролитического конденсатора Его детали монтируют на пластинке из оргстекла. На ней же крепят два контакта от штепсельной вилки, которые являются входом пробника. Проводники входной цепи надо располагать возможно дальше от проводников выходной цепи пробника.

    Полярность диода пробника должна быть только такой, как на схеме. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. То же касается и диодов авометра.

    Универсальный шунт изготовляют из проволоки с большим удельным сопротивлением и монтируют непосредственно на гнездах. Для R5—R7 подойдет константановая проволока диаметром 0,3 мм, а для R4 можно использовать резистор типа ВС-1 сопротивлением 1400 ом, намотав на его корпус константановую проволоку диаметром 0,01 мм, чтобы их общее сопротивление было 1 468 ом.

    Рис 22. Внешний вид авометра.

    Градуировка. Шкала авометра показана на рис. 23. Градуировку шкалы вольтметра производят по эталонному контрольному вольтметру постоянного напряжения по схеме, показанной на рис. 24, а. Источником постоянного напряжения (не менее 20 в) может быть низковольтный выпрямитель или батарея, составленная из четырех КБС-Л-0,50. Поворачивая движок переменного резистора, наносят на шкалу самодельного прибора отметки 5, 10 и 15 б, а между ними — по четыре деления. По этой же шкале измеряют и напряжения до 150 в, умножая показания прибора на 10, и напряжения до 600 в, умножая на 40 показания прибора.
    Шкала измерений тока до 15 ма должна точно соответствовать шкале вольтметра постоянных напряжений, что проверяют по эталонному миллиамперметру (рис. 24,6). Если показания авометра отличаются от показаний контрольного прибора, то изменяя длину провода на резисторах R5—R7, подгоняют сопротивления универсального шунта.

    Точно так же градуируют шкалу вольтметра переменных напряжений.

    Для градуировки шкалы омметра надо использовать магазин сопротивлений или использовать в качестве эталонных постоянные резисторы с допуском ±5%. Прежде чем начать градуировку, резистором R11 авометра устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение — против цифры 15 шкалы постоянных токов и напряжений. Это будет «0» омметра.

    Диапазон сопротивлений, измеряемых авометром, большой — от 10 ом до 2 Мом, шкала получается плотной, поэтому на шкалу наносят только цифры сопротивлений 1 ком, 5 ком, 100 ком, 500 ком и 2 Мом.

    Авометром можно измерять статический коэффициент усиления транзисторов по току Вст до 200. Шкала этих измерений равномерная, поэтому Делят ее на равные промежутки заранее и проверяют по транзисторам с известными значениями Вст Если показания прибора несколько отличаются от фактических значений, то изменяют сопротивление резистора R14 до действительных значений этих параметров транзисторов.

    Рис. 23. Шкала авометра.

    Рис. 24. Схемы градуировки шкал вольтметра и миллиамперметра авометра.

    Для проверки выносного пробника при измерении высокочастотного напряжения нужны вольтметры ВКС-7Б и любой высокочастотный генератор, параллельно которому подключают пробник. Провода от пробника включают в гнездо «Общий» и «+15 в» авометра. Высокую частоту подают на вход лампового вольтметра через переменный резистор, как при градуировке шкалы постоянных напряжений. Показания лампового волтьметра должны соответствовать шкале постоянного напряжения на 15 в авометра.

    Если показания при проверке прибора по ламповому вольтметру не совпадают, то несколько изменяют сопротивление резистора R13 пробника.

    С помощью пробника измеряют напряжения высокой частоты только до 50 в. При большем напряжении может произойти пробой диода. При измерении напряжений частот выше 100—140 Мгц прибор вносит значительные погрешности измерений ввиду шунтирующего действия диода.

    Все градуировочные отметки на шкале омметра делают мягким карандашом и только после проверки точности измерений обводят их тушью.

    В.В. Вознюк. В помощь школьному радиокружку

    Ключевые теги: измерения, Вознюк

    БМК-Миха , самый главный недостаток этого прибора это низкое разрешение — 0,1Ом которое невозможно повысить чисто программным путём. Если бы не этот недостаток, прибор был бы идеальным!
    Диапазоны оригинальной схемы: ESR=0-100Ом, C=0pF-5000µF.
    Хочу обратить особое внимание на то что прибор до сих пор находится в процессе доработки как программной так и аппаратной, однако продолжает активно эксплуатироваться.
    Мои доработки относительно :
    Аппаратные
    0. Убрал R4,R5. Сопротивление резисторов R2,R3 уменьшил до 1,13К, и подобрал пару с точностью до одного ома (0,1%). Таким образом увеличил тестовый ток с 1мА до 2мА, при этом уменьшилась нелинейность источника тока (за счёт удаления R4,R5), повысилось падение напряжение на конденсаторе что способствует увеличению точности измерения ESR.
    Ну и конечно подкорректировал Кусил. U5b.
    1. Ввёл фильтры питания на входе и выходе преобразователя +5V/-5V (на фото платка стоящая вертикально и есть преобразователь с фильтрами)
    2. поставил разъём ICSP
    3. ввёл кнопку переключения режимов R/C (в «оригинале» режимы переключались аналоговым сигналом поступающим на RA2 , происхождение которого в статье описывается крайне туманно…)
    4. Ввёл кнопку принудительной калибровки
    5. Ввёл зуммер подтверждающий нажатие кнопок и подающий сигнал включённости каждые 2 минуты.
    6. Умощнил инверторы их параллельным попарным включением (при тестовом токе в 1-2мА не обязательно, просто мечтал повысить ток измерения до 10мА, что до сих пор не удалось)
    7. Последовательно с Р2 поставил резистор 51ом (во избежании КЗ).
    8.Выв. регулировки контрастности зашунтировал конденсатором 100нф(напаял на индикатор). Без него при касании отвёрткой движка Р7 индикатор начинал потреблять 300мА! Чуть LM2930 не спалил вместе с индикатором!
    9.на питание каждой МС поставил блокировочный конденсатор.
    10. скорректировал печатную плату.
    Программные
    1. убрал режим DC (скорее всего верну его обратно)
    2. Ввёл табличную коррекцию нелинейности (при R>10Ом).
    3. ограничил диапазон ESR до 50Ом (с оригинальной прошивкой прибор «зашкаливал» при 75,6 Ом )
    4. дописал подпрограмму калибровки
    5. написал поддержку кнопок и зуммера
    6. ввёл индикацию заряда батареи — цифры от 0 до 5 в последнем разряде дисплея.

    В блок измерения ёмкости не вмешивался ни программно ни аппаратно, за исключением добавления резистора последовательно с Р2.
    Принципиальную схему отражающую все доработки пока не начертил.
    прибор был очень чувствителен к влажности! как дыхнёшь на него так показания начинают «плыть» .Всему виной большое сопротивление R19, R18,R25,R22. Кстати может мне кто нибудь объяснить, нах*ена каскаду на U5a такое большое входное сопротивление???
    Короче говоря, аналоговую часть залил лаком — после чего чувствительность полностью пропала.

    Журнал ELEKTOR насколько я знаю, немецкий, авторы статей немцы и печатают его в Германии, по крайней мере немецкую версию.
    m.ix , давайте шутить во флейме

    Для измерения напряжений высокой частоты используется выносной пробник (ВЧ головка).

    Внешний вид авометра и ВЧ головки показан на рис. 22.

    Прибор монтируют в корпусе из алюминия или в пластмассовой коробочке размерами примерно 200X115X50 мм. Лицевая панель из листового текстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Корпус и переднюю панель можно также сделать из фанеры толщиной 3 мм, пропитанной бакелитовым лаком.

    Рис. 21. Схема авометра.


    Детали. Микроамперметр типа М-84 на ток 100 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом. Переменный резистор типа ТК с выключателем Вк1. Выключатель надо снять с корпуса резистора, повернуть на 180° и поставить на прежнее место. Такое изменение делают для того, чтобы контакты включателя замыкались, когда резистор полностью выведен. Если этого не сделать, то универсальный шунт будет всегда подключен к прибору, уменьшая его чувствительность.

    Все постоянные резисторы, кроме R4—R7, должны быть с допуском номиналов сопротивлений не более ±5%. Резисторы R4—R7 шунтирующие прибор при измерении токов, — проволочные.

    Выносной пробник для измерения напряжений высокой частоты размещают в алюминиевом корпусе от электролитического конденсатора Его детали монтируют на пластинке из оргстекла. На ней же крепят два контакта от штепсельной вилки, которые являются входом пробника. Проводники входной цепи надо располагать возможно дальше от проводников выходной цепи пробника.

    Полярность диода пробника должна быть только такой, как на схеме. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. То же касается и диодов авометра.

    Универсальный шунт изготовляют из проволоки с большим удельным сопротивлением и монтируют непосредственно на гнездах. Для R5—R7 подойдет константановая проволока диаметром 0,3 мм, а для R4 можно использовать резистор типа ВС-1 сопротивлением 1400 ом, намотав на его корпус константановую проволоку диаметром 0,01 мм, чтобы их общее сопротивление было 1 468 ом.

    Рис 22. Внешний вид авометра.

    Градуировка. Шкала авометра показана на рис. 23. Градуировку шкалы вольтметра производят по эталонному контрольному вольтметру постоянного напряжения по схеме, показанной на рис. 24, а. Источником постоянного напряжения (не менее 20 в) может быть низковольтный выпрямитель или батарея, составленная из четырех КБС-Л-0,50. Поворачивая движок переменного резистора, наносят на шкалу самодельного прибора отметки 5, 10 и 15 б, а между ними — по четыре деления. По этой же шкале измеряют и напряжения до 150 в, умножая показания прибора на 10, и напряжения до 600 в, умножая на 40 показания прибора.
    Шкала измерений тока до 15 ма должна точно соответствовать шкале вольтметра постоянных напряжений, что проверяют по эталонному миллиамперметру (рис. 24,6). Если показания авометра отличаются от показаний контрольного прибора, то изменяя длину провода на резисторах R5—R7, подгоняют сопротивления универсального шунта.

    Точно так же градуируют шкалу вольтметра переменных напряжений.

    Для градуировки шкалы омметра надо использовать магазин сопротивлений или использовать в качестве эталонных постоянные резисторы с допуском ±5%. Прежде чем начать градуировку, резистором R11 авометра устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение — против цифры 15 шкалы постоянных токов и напряжений. Это будет «0» омметра.

    Диапазон сопротивлений, измеряемых авометром, большой — от 10 ом до 2 Мом, шкала получается плотной, поэтому на шкалу наносят только цифры сопротивлений 1 ком, 5 ком, 100 ком, 500 ком и 2 Мом.

    Авометром можно измерять статический коэффициент усиления транзисторов по току Вст до 200. Шкала этих измерений равномерная, поэтому Делят ее на равные промежутки заранее и проверяют по транзисторам с известными значениями Вст Если показания прибора несколько отличаются от фактических значений, то изменяют сопротивление резистора R14 до действительных значений этих параметров транзисторов.

    Рис. 23. Шкала авометра.

    Рис. 24. Схемы градуировки шкал вольтметра и миллиамперметра авометра.

    Для проверки выносного пробника при измерении высокочастотного напряжения нужны вольтметры ВКС-7Б и любой высокочастотный генератор, параллельно которому подключают пробник. Провода от пробника включают в гнездо «Общий» и «+15 в» авометра. Высокую частоту подают на вход лампового вольтметра через переменный резистор, как при градуировке шкалы постоянных напряжений. Показания лампового волтьметра должны соответствовать шкале постоянного напряжения на 15 в авометра.

    Если показания при проверке прибора по ламповому вольтметру не совпадают, то несколько изменяют сопротивление резистора R13 пробника.

    С помощью пробника измеряют напряжения высокой частоты только до 50 в. При большем напряжении может произойти пробой диода. При измерении напряжений частот выше 100—140 Мгц прибор вносит значительные погрешности измерений ввиду шунтирующего действия диода.

    Все градуировочные отметки на шкале омметра делают мягким карандашом и только после проверки точности измерений обводят их тушью.

    В процессе изготовления радиолюбительских схем, при её настройке, а также при регулировке аппаратуры радиолюбителю необходим целый набор измеритель­ных приборов. В первую очередь понадобятся: мультиметр, ос­циллограф, генераторы высокой и низкой (звуковой) частот , цифровой часто­томер , универсальный высокочастотный вольтметр с высокоомным входом…

    Сейчас многие приборы можно купить, а некоторых и можно не найти в продаже. Их самостоя­тельное изготовление не отличается большой трудностью и вполне доступно радиолюбителям.

    В число таких приборов-помощников входят:

    • индика­тор высокочастотного поля,
    • индикатор излучения,
    • прибор для проверки транзисторов,
    • ВЧ и универсальный вольтметр.

    Схемы приборов построены на старой советской элементной базе, поэтому многие компоненты можно заменить на современные аналоги.

    Принципиальная схема индикатора поля

    На рисунке показана схема простого индикатора напряженно­сти поля. Индикатор высокочастотного поля используют для обнаружения излучения-передатчика и грубого измерения частоты колебаний, а также как индикатор на­пряженности поля при согласовании выхода передатчика с сопротивлением из­лучения антенны. Индикатор представляет собой детекторный приемник, нагрузкой ко­торого служит микроамперметр на ток полного отклонения стрелки 100 мкА.

    Главная особенность этого индикатора — отсутствие питания. Стрелка индикаторной головки отклоняется от наводящего в антенне ВЧ поля.

    Прибор собирают на изоляционной плате. Антенна — тонкий металлический штырь длиной 20 — 30 см. Для диапазона 25 — 31 МГц контурную катушку L1 заматывают на каркасе диаметром 12 мм. Она содержит 12 — 14 витков прово­да ПЭВ-1, Конденсатор С1 — подстроечнный с воздушным диэлектриком. Ось ротора выводят на переднюю панель и снабжают лимбом с нанесенной шкалой, проградуированной в Мегагерцах.

    Принципиальная схема индикатора излучения

    На рисунке, выше представлена схема индикатора излучения передатчи­ка с визуальным контролем. Для контроля использована небольшая лампочка, рассчитанная на напряжение 1 В или светодиод. В случае использования светодиода, нужно последовательно подключить сопротивление 30-100Ом.

    Индикатор представля­ет собой детекторный приемник с двухкаскадным усилителем постоянного тока на транзисторах МП16Б (или им аналогичных отечественных или зарубежных). В цепь коллектора выходно­го транзистора VT3 включена индикаторная лампа.

    Индикатор смонтирован на изоляционной плате и вместе с батареями питания размещен в пластмассовом футляре подходящих размеров. Каждую батарею питания можно составить из 3-x аккумуляторов по 1,2в.

    Приближенно проградуировать шка­лу индикатора поля можно по сиг­налу от измерительного генератора высокой частоты. К его выходу подклю­чают отрезок провода длиной 30 см. Вблизи этого провода располагают шты­ревую антенну градуируемого индикато­ра поля.

    Схема вольтметра постоянного напряжения

    Вольтметр измеряет постоянные напряжения величиной до 100 В. Он выполнен по мостовой схеме на транзисторах — Т1 и Т2. В одну диагональ моста включен измерительный прибор, в другую — источник питания.

    Регулировка вольтметра состоит из двух этапов. Сначала, изменяя значения резисторов R4 и R5, добиваются равенства напряжений на коллекторах транзисторов Т1 и Т2. Затем с помощью переменного резистора R6 устанавливают стрелку измерительного прибора на ноль.

    Измеряемое напряжение через резисторы R1, R2 и R3 подается на базу транзистора Т1. При этом нарушается равновесие моста, и через миллиамперметр начинает протекать ток, пропорциональный напряжению.

    Резисторы R1 — R3 подбирают с точностью ±5%.

    Эту схему можно использовать как приставку к авометру с малым входным сопротивлением.

    Схема универсального вольтметра

    Универсальный вольтметр, схема которого изображена на рисунке прост изготовлении и налаживании.

    Входное сопротивление его около 2 МОм на пределе измерения постоянного напряжения 1 В и 4,5 МОм на остальных пределах (10, 100, 1000 В). Напря­жение высокой и звуковой частот можно измерять в пределах от 0,1 до 25 В. Транзисторы VT1 и VT2 образуют парафазный истоковый повторитель. Измеря­емое напряжение приложено к затворам транзисторов и одновременно к цепи R5, R14. В результате между затвором и истоком каждого транзистора действу­ет половина измеряемого напряжения, но с разной полярностью. Это приводят к тому, что в одном плече ток стока уменьшается, в другом — увеличивается я между точками а и б появляется разность потенциалов, отклоняющая стрелку микроамперметра РА1 пропорционально приложенному напряжению.

    Детекторная цепь C1,VD1,R7, C2 предназначена для измерения напряжения ЗЧ. А напря­жение ВЧ измеряют с помощью выносной головки, схема которой показана на рисунке слева. Питают прибор от батареи с напряжением 9 В.

    Транзисторы для вольт­метра должны быть подобраны близкими по параметрам. Для подборки тран­зисторов можно воспользоваться устройством, схема которого изображена на рисунках, ниже.

    Схема проверки маломощных биполярных транзисторов

    Одно из условий безотказной работы аппаратуры радиоуправления — применение в ней проверенных радиоэлементов и особенно транзисторов. Известно, что разброс параметров транзисторов одного типа может быть трехкратным и более. Например, у транзистора значение коэффициента передачи по постоянному току h31Э может находиться в пределах 40-160. В ряде случаев при изготовлении аппаратуры устанавливают ограничения на параметры применяемых транзисторов. Обычно это относится к значениям h31Э.

    Часто при построении схем необходимо подобрать пары одинаковых по параметрам транзисторов.
    У маломощных транзисторов обычно проверяют обратный или так называемый неуправляемый ток коллектора Iкбо при отключенном эмиттерном выводе, а также h31э в схеме с заземленным эмиттером.

    На рисунке, ниже приведена схема стенда для проверки маломощных транзисторов как с р-n-р, так и с n-р-n переходами. I кбо измеряется непосредственно микроамперметром ИП-1 с пределом до 100 мкА. У микроамперметра ИП-1 должна быть шкала с нулем посередине. h31э определяется как отношение измеренного тока коллектора Iк к установленному по прибору ИП-1 значению тока Iо в цепи базы транзистора. Ток в цепи базы устанавливается с помощью переменных резисторов R3, («грубо») и R 2 («точно»). При точном измерении шунт прибора отключают кнопкой Kн1.

    Схема проверки биполярных транзисторов средней мощности

    Транзисторы средней мощности необходимо проверять при рабочем коллекторном токе (0,5 — 1,0 А и более). При подборе пар одинаковых транзисторов, необходимых для качественной работы оконечных каскадов усилителей и других схем. Эти измерения можно сделать с помощью простого стенда (см. схему ниже).

    Чтобы не усложнять коммутацию, подключение измерительных приборов осуществляют гибкими проводами с одиночными штыревыми разъемами. На схеме (в скобках) показана полярность подключения батареи и приборов при проверке транзисторов со структурой типа p-n-р.

    Подключение к выводам транзистора следует осуществлять с помощью зажимов «крокодил», подпаянных к гибким проводам. Транзисторы проверяют в течение короткого промежутка времени в связи с тем, что при больших токах коллектора происходит нагрев транзистора, а это ведет к изменению его параметров и увеличению погрешности измерений.

    Проверяемый транзистор можно крепить на теплоотводящий радиатор, но это усложнит процесс проверки. В качестве источника питания следует применить мощный стабилизированный источник низковольтного напряжения или составить батарею из аккумуляторов.

    Схема проверки полевых транзисторов

    Проверку полевых транзисторов можно проводить на стенде, схема которого приведена на рисунке ниже. С помощью этого стенда осуществляют подбор пар одинаковых транзисторов.

    Полярность подключения батарей Б1, Б2 и измерительных приборов показана для случая проверки полевых транзисторов с р-каналом и п-р переходом (например, КП103). При проверке полевых транзисторов с n-каналом и р-п переходом (например КП303) необходимо указанную полярность изменить на обратную.

    С помощью такого стенда можно снять выходные и проходные характеристики полевых транзисторов. На рисунках приведена выходная характеристика полевого транзистора КП303Д и проходные характеристики этого же транзистора. Пунктирной линией изображена динамическая проходная характеристика при включенном в цепь истока резисторе с сопротивлением 560 Ом. Рабочая точка находится в средней части линейного участка этой характеристики.


    ВНИМАНИЕ! При проверке полевых транзисторов с МОП-структурой необходимо соблюдать осторожность, поскольку они подвержены влиянию статического электричества! Их следует подключать с предварительно закороченными (гибким неизолированным проводником) выводами, которые подсоединяют к стенду при выключенном питании. Затем с вывода транзистора снимают закорачивающие проводники и включают питание.

    После этого проверяют транзистор. Отключение такого транзистора ведут в обратном порядке, а именно, выключают питание, закорачивают выводы и после этого отсоединяют его от стенда.

    Конструкции стендов для проверки транзисторов могут быть произвольными. Рекомендуется монтировать их на панелях из стеклотекстолита или другого изоляционного листового материала. На стенде следует поместить его принципиальную схему. Для удобства пользования производят гравировку у выводов гнезд и других элементов стенда или вместо гравировки можно приклеить бумажные полоски с надписями.

    Здесь рассматриваются вопросы самостоятельного изготовления и эксплуатации измерительных приборов, используемых в радиолюбительской практике.

    Самодельные радиолюбительские измерительные приборы.

    Самодельные и промышленные измерительные приборы на базе компьютера.

    Измерительные приборы промышленного производства.

    Обновляемый файловый архив по теме «Измерительные приборы» находится , со временем, я надеюсь подготовить обзор с комментариями.

    Функциональный генератор качающейся частоты и тональных посылок.

    Настоящая статья — отчёт о проделанной работе, выполненной в начале нулевых годов, в те времена, самостоятельное изготовление измерительных приборов и оснастки своих лабораторий для радиолюбителей считалось обычным делом. Надеюсь, таковые увлечённые и заинтересованные умельцы встречаются и теперь.

    Прототипами для рассматриваемого ФГКЧ стали «Генератор тональных посылок» Николая Сухова (Радио №10 1981 стр. 37 – 40)

    и «Приставка к осциллографу для наблюдения АЧХ» О. Сучкова (Радио № 1985 стр 24)

    Схема приставки О. Сучкова:

    Разработанный на основе указанных источников и другой литературы (см. Заметки на полях схемы) ФГКЧ формирует напряжения синусоидальной, треугольной и прямоугольной (меандр) формы, амплитудой 0 – 5В со ступенчатым ослаблением –20, -40, -60 дБ в диапазоне частот 70Гц – 80КГц. Регуляторами ФГКЧ можно задать любой участок качания или значения перескока частоты, при формировании пачек, внутри рабочего диапазона частот.

    Управление и синхронизация перестройки частот, осуществляется нарастающим пилообразным напряжением развёртки осциллографа.

    ФГКЧ позволяет оперативно оценить АЧХ, линейность, динамический диапазон, реакцию на импульсные сигналы и быстродействие аналоговых радиоэлектронных устройств звукового диапазона.

    Схема ФГКЧ представлена на Рисунке .

    Схема в высоком разрешении находится или загружается по клику на рисунок.

    В режиме качающейся частоты, на вход ОУ А4 подаётся пилообразное напряжение из блока развёртки осциллографа (как и в схеме ГКЧ О. Сучкова). Если на вход управления частотой А4 подавать не пилу, а меандр, частота будет меняться скачком с низкой на высокую. Формирование меандра из пилы, производится обычным триггером Шмитта, на транзисторах Т1 и Т2, разной проводимости. C выхода ТШ меандр поступает на электронный ключ А1 К1014КТ1, предназначенный для согласования уровня напряжения управляющего перестройкой ФГКЧ по частоте. На вход ключа подаётся напряжение +15В, с выхода ключа, прямоугольный сигнал подаётся на вход ОУ А4. Переключение частоты происходит в средней части горизонтальной развёртки, синхронно. После ОУ А4 стоят два ЭП на транзисторах Т7 — ПНП и Т8 — НПН (для термокомпенсации и выравнивания сдвига уровня) В эмиттере Т7 стоит переменный резистор RR1, задающий нижнюю границу качания или формирования пачек импульсов в диапазоне 70Гц — 16КГц. Резистор R8 (по Сучкову) заменён на два RR2 — 200КОм и RR3 — 68 КОм. RR2 задаёт верхнюю границу диапазона качания 6,5 — 16,5 КГц, а RR3 — 16,5 — 80 КГц. Интегратор на ОУ А7, тришшег Шмитта на ОУ А7 и коммутатор фазы коэффициента передачи усилителя А5 – Т11, работают как описано в О. Сучкова.

    После буферного усилителя на ОУ А7 стоит переключатель формы сигнала с подстроечными резисторами PR6 – подстройка уровня треугольного сигнала и PR7 – подстройка уровня меандра. нормирующими уровень выходных сигналов. Формирователь синусоидального сигнала состоит из ОУ А8 – не инвертирующему усилителя с подстройкой усиления в диапазоне 1 — 3 раза (подстроечным резистором PR3) и классического преобразователя пилообразного напряжения в синусоидальное на полевом транзисторе Т12 — КП303Е. С истока Т12, синусоидальный сигнал подаётся на селектор формы импульса S2 напрямую, так как уровень синусоидального сигнала определяется нормирующим усилителем на ОУ А8 и величиной PR3. С выхода регулятора уровня RR4, сигнал подаётся на буферный усилитель на умощнённом А9. Коэффициент усиления буферного усилителя около 6, задаётся резистором в цепи обратной связи ОУ. На транзисторах Т9б Т10 и переключателях S3, S5, собран узел синхронизации, используемый для проверки тракта записи — воспроизведения магнитофона, в настоящее время совершенно не актуальный. Все ОУ — с ПТ на входе (К140 УД8 и К544УД2). Стабилизатор напряжения питания двухполярный +/- 15В, собран на ОУ А2 и А3 — К140УД6 и транзисторах Т3 — КТ973, Т4 — КТ972. Источники тока стабилитронов опорного напряжения на ПТ Т5, Т6 — КП302В.

    Работа с рассматриваемым функциональным ГКЧ, производится следующим образом.

    Переключатель S1 «Режим», устанавливается в положение «Fниз» и переменным резистором RR1 «Fниз» устанавливается нижняя частота диапазона качания, или меньшая частота пачек импульсов, в диапазоне 70Гц – 16КГц. После этого, переключатель S1 «Режим», устанавливается в положение «Fверх» и переменными резисторами RR2 «6-16КГц» и RR3 «16 – 80КГц» задаётся верхняя частота диапазона качания, или бОльшая частота пачек импульсов, в диапазоне 16 – 80 КГц. Далее переключатель S1 переводится в положение «Кач» или «Пачки» для формирования выходного напряжения качающейся частоты или двух пачек импульсов меньшей и бОльшей частоты, сменяющихся синхронно с развёрткой, при прохождении луча через середину экрана (для пачек импульсов). Форма выходного сигнала выбирается переключателем S2. Уровень сигнала регулируется плавно переменным резистором RR4 и ступенчато – переключателем S4.

    Осциллограммы испытательных сигналов в режимах «Качание частоты» и «Пачки» представлены на следующих рисунках.

    Фото генератора в сборе, представлено на рисунке.

    В том же корпусе широкополосный генератор синусоидального напряжения и меандра (Важно: R6 в схеме этого генератора – 560КОм, а не 560Ом, как на рисунке, и если вместо R9 поставить пару из постоянного резистора 510Ком и подстроечного 100Ком, можно, регулировкой подстроечника, установить минимально возможный Кг.)

    и частотомера, прототип которого описан в .

    Важно отметить, что в дополнение к проверкам аналоговых трактов звуковоспроизводящей аппаратуры, в режимах качания частоты и формирования пачек частотных посылок, рассматриваемый функциональный ГКЧ можно использовать и просто как функциональный генератор. Сигналы треугольной формы помогают очень чётко отследить возникновение ограничения в усилительных каскадах, выставить ограничения сигнала симметричным (борьба с чётными гармониками – более заметными на слух), проконтролировать наличие искажений типа «ступенька» и оценить линейность каскада по мере искривления фронта и спада треугольного сигнала.

    Ещё более интересна проверка УМЗЧ и других звуковых узлов, сигналом прямоугольной формы, со скважностью 2 – меандром. Считается, что для корректного воспроизведения меандра определённой частоты, требуется, чтобы рабочая (без ослабления) полоса тестируемого такта, была, по меньшей мере, в десять раз больше, чем частота испытательного меандра. В свою очередь, ширина полосы частот, воспроизводимых, например, УМЗЧ определяет такой важный качественный показатель, как коэффициент интермодуляционных искажений, столь значительный для, ламповых УМЗЧ, что его благоразумно не измеряют и не публикуют, чтобы не разочаровывать общественность.

    На следующем рисунке – фрагмент статьи Ю. Солнцева «Функциональный» генератор» из Радиоежегодника .

    На рисунке – типовые искажения меандра, возникающие в звуковом тракте, и их толкования.

    Ещё более наглядными, измерения при помощи функционального генератора, можно производить, подавая сигнал с его выхода на вход X осциллографа, напрямую, и на вход Y через исследуемое устройство. В этом случае на экране будет отображаться амплитудная характеристика проверяемой схемы. Примеры таких измерений приведены на рисунке.

    Вы можете повторить мой вариант функционального ГКЧ, как он есть или принять его за альфа – версию Вашей собственной разработки, выполненной на современной элементной базе, с применением схемотехнических решений, которые Вы считаете более прогрессивными или доступными в реализации. В любом случае, применение такого многофункционального измерительного устройства, позволит Вам существенно упростить настройку звуковоспроизводящих трактов и контролируемо повысить их качественные характеристики в процессе разработки. Это конечно справедливо только в том случае, если вы считаете, что настраивать схемы «на слух» — весьма сомнительный приём радиолюбительской практики.

    Автомат включения ждущего режима для осциллографа С1-73 и других осциллографов с регулятором «Стабильность».

    Пользователи советских и импортных осциллографов, оснащённых регулятором режима развёртки «Стабильность», сталкивались в работе со следующим неудобством. При получении на экране устойчивой синхронизации сложного сигнала, стабильное изображение сохраняется до тех пор, пока на вход подаётся сигнал или его уровень остаётся достаточно стабильным. При исчезновении входного сигнала, развёртка может оставаться в ждущем режиме сколь угодно долго, при этом луч на экране отсутствует. Для переключения развёртки в автоколебательный режим, иногда достаточно лишь чуть повернуть ручку «Стабильность», и луч появляется на экране, что требуется при привязке горизонтальной развёртки к масштабной сетке на экране. При возобновлении измерений, изображение на экране может «плыть» до тех пор, пока регулятором «Стабильность» не будет восстановлен ждущий режим развёртки.

    Таким образом, в процессе измерений, приходится постоянно крутить ручки «Стабильность» и «Уровень синхронизации», что замедляет процесс измерений и отвлекает оператора.

    Предлагаемая доработка осциллографа C1-73 и других, подобных ему приборов (С1-49, С1-68 и др) оснащённых регулятором «Стабильность», предусматривает автоматическое изменение выходного напряжения переменного резистора регулятора «Стабильность», переводящее блок развёртки осциллографа в автоколебательный режим при отсутствии входного синхросигнала.

    Схема автоматического переключателя «Ждущий – Авто» для осциллографа С1-73, приведена на рисунке 1.

    Рисунок 1 . Схема автоматического переключателя «Ждущий – Авто» для осциллографа С1-73 (кликни для увеличения).

    На транзисторах Т1 и Т2 собран одновибратор, запускаемый, через конденсатор С1 и диод D1 импульсами положительной полярности с выхода формирователя импульсов запуска развёртки осциллографа С1-73 (контрольная точка 2Гн-3 блока У2-4 на рисунке 2)

    Рисунок 2

    (полностью, схема осциллографа С1-73 находится здесь: (Fig5) и (Gif 6)

    В исходном состоянии, при отсутствии запускающих развёртку импульсов, все транзисторы автомата «Ждущий – Авто» закрыты (см. Рис. 1). Диод D7 открыт и на правый по схеме (см Рис. 2) вывод переменного резистора R8 «Стабильность», по цепи R11 D7, подаётся постоянное напряжение, переводящее генератор развёртки в автоколебательный режим, при любом положении движка переменного резистора R8 «Стаьильность».

    По приходу очередного импульса, запуска развёртки, последовательно открываются транзисторы T2, T1, T3, T4, а диод D7 закрывается. С этого момента схема синхронизации развёртки осциллографа С1-73, работает в типовом режиме, заданном напряжением на выходе переменного резистора R8 (см. Рис. 2). В частном случае, может быть задан ждущий режим развёртки, обеспечивающий стабильное положение изображения исследуемого сигнала на экране осциллографа.

    Как было отмечен выше, при поступлении очередного синхроимпульса, все транзисторы автомата управления развёрткой открываются, что приводит к быстрой разрядке электролитического конденсатора C4 через диод D4, открытый транзистор Т2 и резистор R5. Конденсатор C4 находится в разряженном состоянии всё то время, пока на вход одновибратора поступают запускающие импульсы. По окончании поступления импульсов запуска, транзистор T2 закрывается, и конденсатор C4 начинает заряжаться базовым током транзистора T3 через резистор R7 и диод D5. Ток зарядки конденсатора C4, поддерживает открытыми транзисторы T3 и T4, сохраняя ждущий режим развёртки, заданный напряжением на выходе переменного резистора R8 «Стабильность» в течение нескольких сотен миллисекунд, в ожидании следующего сихроимпульса. Если таковой не поступает, транзистор T3 закрывается полностью, светодиод D6, индицирующий включение ждущего режима, гаснет, закрывается транзистор T4, открывается диод D7 и развёртка осциллографа переходит в автоколебательный режим. Для обеспечения ускоренного перехода в ждущий режим, при поступлении первого синхроимпульса в серии, применён элемент «Логическое ИЛИ» на диодах D3 и D5. При срабатывании одновибратора, приводящем к открыванию транзистора T2, транзистор T3 открывается без задержки, по цепи R7,D3,R5 ещё до окончания разряда конденсатора C4. Это может быть важно, если требуется наблюдать одиночные импульсы в ждущем режиме синхронизации.

    Сборка автомата ждущего режима выполнена объёмным монтажом.

    Рисунок 3. Объёмный монтаж автомата ждущего режима осциллографа.

    Рисунок 4. Изоляция элементов автомата ждущего режима осциллографа бумажными вставками и расплавленным парафином.

    Перед монтажом, модуль завёрнут в полоску бумаги, проклеенную прозрачным скотчем, как минимум с одной стороны, так же для уменьшения утечек. Сторона бумаги, поклеенная скотчем, обращена к собранному модулю. Объёмный монтаж автомата позволил сократить время сборки и отказаться от разработки и изготовления печатной платы. Кроме того, модули получились достаточно компактными, что важно при их установке в малоразмерный корпус осциллографа С1-73. В отличие от заливки устройства, собранного объёмным монтажом, эпоксидным компаундом и тп твердеющими смолами, использование парафина позволяет сохранить ремонтопригодность устройства и возможность его доработки, при необходимости. В радиолюбительской практике, при штучном производстве, это может быть важным фактором выбора конструктивного исполнения устройства.

    Вид автомата ждущего режима, смонтированного на плате У2-4, осциллографа С1-73, показан на рисунке 5.

    Рисунок 5. Размещение модуля автомата ждущего режима на плате синхронизации осциллографа С1-73.

    Светодиод, индицирующий включение ждущего режима, размешён на 15 мм правее регулятора УРОВЕНЬ, как показано на рисунке 6.

    Рисунок 6. Размещение индикатора включения ждущего режима на лицевой панели осциллографа C1-73.

    Опыт эксплуатации осциллографа С1-73, оснащённого автоматом включения ждущего режима развёртки, показал значительное увеличение оперативности измерений, связанное с отсутствием необходимости вращать ручку СТАБИЛЬНОСТЬ, при установке линии развёртки на желаемое деление градуировочной сетки экрана и после этого, для достижения устойчивого положения изображения на экране. Теперь, в начале измерений, достаточно установить регуляторы УРОВЕНЬ и СТАБИЛЬНОСТЬ, в положение, обеспечивающее неподвижное изображение сигнала на экране, и при снятии сигнала со входа осциллографа, горизонтальная линия развёртки появляется автоматически, а при очередной подаче сигнала возвращается стабильная картинка.

    Вы можете приобрести подобный автомат ждущего режима осциллографа, сэкономив время на сборку. Используйте кнопку обратной связи. 🙂

    Блок защиты и автоотключения мультиметра M830 и ему подобных «Цифровых китайских мультиметров».

    Цифровые мультиметры, построенные на АЦП семейства (отечественный аналог ), благодаря своей простоте, достаточно высокой точности и низкой стоимости, очень широко используются в радиолюбительской практике.

    Некоторое неудобство использования прибора связано с:

    1. Отсутствием автоотключения мультиметра
    2. относительной дороговизной девятивольтовых батарей большой ёмкости
    3. отсутствием защиты от перенапряжения (за исключением плавкого предохранителя на 0,25А)

    Различные способы решения вышеупомянутых проблем предлагались радиолюбителями раньше. Некоторые из них (схемы защиты АЦП мультиметра, автоотключения, и его питания от низковольтных источников питания, через повышающий преобразователь, приведены доработок и измерительных приставок к мультиметрам семейства M830.

    Предлагаю Вашему вниманию ещё один вариант доработки «цифрового китайского мультиметра» на АЦП 7106, сочетающей четыре важных, для таких приборов, потребительских функции:Автоотключение по таймеру через несколько минут после включения.

    1. Защита от перенапряжения с гальваническим отключением входного гнезда UIR от схемы мультметра.
    2. Автоотключение при срабатывании защиты.
    3. Полуавтоматическая отсрочка автоотключения при длительных измерениях.

    Для пояснения принципов работы и взаимодействия узлов китайского мультиметра на IC7106 используем две схемы.

    Рис.1 — один из вариантов схемы мультиметра M830B (кликни, чтобы увеличить).

    Схема Вашего мультиметра может быть другой или её может не быть вообще – важно лишь определить точки подачи питания на ИС АЦП и точки подключения контактов реле, отключающих питание и вход UIR прибора. Для этого, обычно, достаточно внимательно рассмотреть печатную плату мультиметра, справляясь по даташиту на IC7106 или КР572ПВ5. Точки подключения и врезки в схему / печатный монтаж мультиметра показаны синим цветом.



    Рис.2 Собственно схема блоказащиты и автоотключения мультиметра (кликни, чтобы увеличить).

    Схема включает датчики перегрузки мультиметра на транзисторных оптронах U1 и U2 – АОТ128, Компаратор на ОУ с низким током потребления – U3 КР140УД1208, ключевой МОП-транзистор U4 таймера автоотключения – КР1014КТ1. Коммутация входа UIR и напряжения питания мультиметра, выполняется контактными группами двухобмоточного поляризованного реле PR1 – РПС-46.

    Работа блока защиты и автоотключения мультиметра.

    Включение мультиметра и автоотключение по стабатыванию таймера.

    В исходном состоянии все элементы мультиметра и блока защиты обесточены. Перекидные контакты поляризованного реле PR1 замкнуты в положениях 1-4 и 6-9 (см рис. 2 ). Вход UIR мультиметра, отключён, входной делитель замкнут на общий провод – разъём «COM». «Плюсовой» вывод батареи питания отключён от всех потребителей так как кнопка Кн1 «Вкл» и контакты 5-9 реле PR1 разомкнуты. Электролитический конденсатор C2, ёмкость которого определяет время работы мультиметра до автоотключения, разряжен через замкнутые контакты 6-9 реле PR1 и схему мультиметра.

    При нажатии на кнопку Кн1 «Вкл», ток от батареи питания, проходя через обмотку 2-8 реле PR1, заряжает конденсатор С2. При этом контакты 6-9 и 1-4 размыкаются, а контакты 5-9 и 10-4 замыкаются. Вход UIR мультиметра, подключается к схеме замкнутыми контактами 10 – 4, реле PR1, а питание от батареи, подаётся через замкнутые контакты 5 – 9, соответственно. В штатных режимах работы мультиметра, напряжение с вывода 37 ЦАП IC7106, подаваемое на инвертирующий вход (вывод 2), ОУ U3, оказывается больше напряжения заданного на прямом входе (вывод 3), на выходе ОУ, вывод 6, устанавливается напряжение низкого уровня, недостаточное, для открывания транзистора Т1. Электролитический конденсатор, заряженный при нажатии кнопки Кн1 «Вкл», через обмотку 2 – 8 реле PR1 до напряжения питания (9В), после отпускания кнопки Кн1, начинает медленно разряжаться через делитель R11,R12. До тех пор, напряжение на затворе МОП-транзистора U4 не снизится до уровня, примерно, 2В, транзистор U4 остаётся в открытом состоянии, поддерживая диод D6 в закрытом состоянии.

    Мультиметр работает в обычном режиме.

    При падении напряжения на делителе R11,R12 ниже уровня 2В, транзистор U4 закрывается, положительное напряжение через резистор R13 и диод D6 поступает на вывод 3 ОУ4, что приводит к появлению положительного потенциала на выходе ОУ (вывод 6) и открыванию транзистора Т1, коллектор которого подключён к выводу 7 реле PR1. Через обмотку 3 – 7 реле PR1, вызывает обратное переключение контактных групп реле PR1. При этом оказываются разомкнутыми контакты 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

    Полуавтоматическая отсрочка срабатывания таймера автоотключения.

    Если во время работы мультиметра повторно нажать кнопку Кн1 «Вкл», ток, проходя через обмотку 2 – 8 реле PR1, произведёт подзарядку конденсатора C2, продлевая временной промежуток включённого состояния мультиметра. Состояние контактных групп поляризованного реле PR1, при этом, не изменяется.

    Принудительное отключение мультиметра.

    Принудительное отключение мультиметра можно выполнить двумя способами.

    1. Как обычно, переведя переключатель выбора пределов/ режимов измерения в положение OFF – «Выключено». При этом состояние контактных групп поляризованного реле PR1, при этом, не изменяется и вход UIR останентся подключённым к резистивному делителю мультиметра.
    2. При нажатии на кнопку Кн2 «Выкл», положительное напряжение, через резистор R5, подаётся на вход 3 ОУ U3, повышая его потенциал, по сравнению с опорным напряжением (-1В) на инвертирующем входе ОУ U3 — выводе 2. Это приводит к открыванию транзистора Т1 и появлению тока в «отключающей» обмотке 3 – 7, поляризованного реле PR1. При этом оказываются разомкнутыми контакты 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

    Автоотключение мультиметра при возникновении перегрузки.

    Наиболее вероятной причиной выхода из строя, мультиметра на основе АЦП семейства 7106, является подача на его измерительный вход (вывод 31), напряжения, превышающего напряжение питания приложенное к выводу 1, относительно общего провода (вывод 32). В общем случае, при питании мультиметра от батареи напряжением 9В, не рекомендуется подавать на вход ЦАП, вывод 31, напряжение, более 3В, в любой полярности. В описанных ранее схемах защиты цифрового мультиметра типа M830, предлагалось включит пару встречно – параллельно включённых стабилитронов между входом ЦАП и общим проводом. При этом, высокоомный резистор входного RC ФНЧ ЦАП (R17C104 в схеме на Рис. 1 ), ограничивал ток через стабилитроны на безопасном уровне, однако резистивный делитель мультиметра и токоведущие дорожки печатной платы оставались незащищёнными, играя роль дополнительных предохранителей и сгорая при перегрузке.

    В предлагаемом блоке защиты и автоотключения мультиметра, повышенное, сверх допустимого, напряжение на входе ФНЧ R17C104 (См. Рис. 1), используется для формирования сигнала отключения входного гнезда, с шунтированием сигнального входа мультиметра на корпус. Сигнал о наличии перенапряжения, формируется двумя встречно-параллельно включёнными цепями D1, D2, U1.1 и D3, D4, U2.1, состоящими из последовательно соединённых: кремниевого диода, светодиода зелёного свечения и светодиода диодно-транзисторного оптрона. Подобные цепи, выполняющие, так же, функцию пассивной защиты, широко используются во входных каскадах осциллографов (например, ). При достижении, в точке А, напряжения, превышающего 3В, в любой полярности, диоды (D1, D2, U1.1 или D3, D4, U2.1), в соответствующей цепочке начинают открываться, шунтируя вход мультиметра на общий провод. При этом светодиод U1.1 или U2.1 одной из оптопар, начинает светиться, вызывая открывание соответствующего оптотранзистора U1.2 или U2.2. Ток, с плюсовой шины питания, через открывшийся оптотранзистор, подаётся на неинвертирующий вход ОУ U3, вызывая повышение потенциала на выходе ОУ (вывод 6) и открывание транзистора Т1. Ток через транзистор Т1 и подключённую к нему обмотку 3 – 7, поляризованного реле PR1, приводит к размыканию контактов 10 – 4 (вход UIR мультиметра отключается) и 5 – 9 (батарея питания отключается от схемы). Происходит автоотключение мультиметра с размыканием входной цепи.

    Мультиметр переходит в выключенное состояние с размыканием входа UIR.

    Конструктивно, модуль защиты и автоотключения напряжения, выполнен навесным монтажом и размещён в корпусе мультимера, с обратной стороны переключателя диапазонов измерения. (см. рис. 3 )

    В доработанных мультиметрах марки DT830-C (0 ), отсутствует режим измерения коэффициента усиления транзисторов, что позволило разместить кнопки включения и выключения прибора на месте, где обычно устанавливается клеммная колодка подключения транзисторов. Кнопка выключения взята с более высоким толкателем, чтобы при переноске и хранении, при случайных нажатиях, она срабатывала с большей вероятностью.

    Практика использования устройства защиты и автоотключения, реализованного в двух китайских цифровых

    При работе, можно действовать двумя способами, предварительно выбрав проводимость и тип транзистора (биполярный/ полевой (про полевой – далее)).

    1) Подключаем транзистор, и крутим ручку базового резистора до появления генерации. Так понимаем, что транзистор исправен и имеет определённый коэффициент передачи.

    2) Выставляем заранее требуемый коэффициент передачи и, подключая, по порядку, имеющиеся транзисторы, отбираем соответствующие установленному требованию.

    Я сделал этому измерителю две доработки.

    1) Отдельная фиксируемая кнопка включает в «базу» проверяемого транзистора резистор, сопротивлением 100 КОм, заземленный с другой стороны. Так измеритель может проверять полевые транзисторы с p-n переходом и p или n каналом (КП103 КП303 и им подобные). Также, без переделки, в этом режиме можно проверять МОП транзисторы с изолированным затвором n- и p- типа (IRF540 IRF9540 итп)

    2) В коллектор второго транзистора измерительного мультивибратора (выход НЧ сигнала) я включил детектор с удвоением, по обычной схеме нагруженный на базу КТ 315го. Таким образом, К- Э переход этого ключевого транзистора замыкается, когда в измерительном мультивибраторе возникает генерация (определён коэффициент передачи). Ключевой транзистор, открываясь, заземляет эмиттер ещё одного транзистора, на котором собран простейший генератор с резонатором на трёхвыводном пьезоэлементе – типовая схема генератора вызывного сигнала «китайского» телефона. Фрагмент схемы мультиметра – узел проверки транзисторов – приведён на Рис. 3.

    Такое схемное награмаждение было вызвано желанием использовать тот же вызывной генератор в узле сигнализации перегрузки по току лабораторного блока питания (первый, собранный мной, по упомянутой схеме, испытатель параметров транзисторов, был встроен в ЛБП Рис.4).

    Второй измеритель был встроен самодельный в многофункциональный стрелочный мультиметр, где один трёхвыводной пьезоизлучатель использовался как сигнализатор в режиме «пробник» (звуковая проверка короткого замыкания) и испытатель транзисторов Рис. 5.

    Теоретически (я не пробовал), этот испытатель можно переделать для проверки мощных транзисторов, уменьшив, например, на порядок сопротивления резисторов в обвязке проверяемого транзистора.

    Так же, возможно зафиксировать резистор в базовой цепи (1КОм или 10 КОм) и изменять сопротивление в коллекторной цепи (для мощных транзисторов).

    Цифровой USB осциллограф из компьютера. Схема и описание

    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.

    (cкачиваний: 7523)


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


    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.

    Осциллограф — инструмент, который имеется почти у каждого радиолюбителя. Но для начинающих он стоит слишком дорого.

    Проблема высокой стоимости решается просто: есть много вариантов изготовления осциллографа.

    Компьютер отлично подойдёт для такой переделки, причём его функциональность и внешний вид никак не пострадают.

    Устройство и назначение

    Принципиальная схема осциллографа сложна для понимания начинающего радиолюбителя, поэтому рассматривать её нужно не целиком, а предварительно разбив на отдельные блоки:

    Каждый блок представляет собой отдельную микросхему, или плату .

    Сигнал с исследуемого устройства поступает через вход Y на входной делитель, задающий чувствительность измерительного контура. После прохождения предварительного усилителя и линии задержки он попадает на конечный усилитель, который управляет вертикальным отклонением индикаторного луча. Чем выше уровень сигнала — тем больше отклоняется луч. Так устроен канал вертикального отклонения.

    Второй канал — горизонтального отклонения, нужен для синхронизации луча с сигналом. Он позволяет удерживать луч в заданном настройками месте.

    Без синхронизации луч уплывет за границы экрана.

    Синхронизация бывает трёх видов: от внешнего источника, от сети и от исследуемого сигнала. Если сигнал имеет постоянную частоту, то синхронизацию лучше использовать от него. В качестве внешнего источника обычно выступает лабораторный генератор сигналов. Вместо него для этих целей подойдёт смартфон с установленным на него специальным приложением, которое модулирует импульсный сигнал и выводит его в гнездо для наушников.

    Осциллографы применяются при ремонте, проектировании и настройке различных электронных устройств. Сюда входят диагностика систем автомобиля, устранение неисправностей в бытовой технике и многое другое.

    Осциллограф измеряет:

    • Уровень сигнала.
    • Его форму.
    • Скорость нарастания импульса.
    • Амплитуду.

    Также он позволяет развёртывать сигнал до тысячных долей секунды и просматривать его в мельчайших подробностях.

    Большинство осциллографов имеют встроенный частотомер.

    Осциллограф, подключаемый через USB

    Есть множество вариантов изготовления самодельных USB осциллографов, но не все из них доступны новичкам. Самым простым вариантом будет его сборка из уже готовых комплектующих. Они продаются в радиомагазинах. Более дешёвым вариантом будет купить эти радиодетали в китайских интернет-магазинах, но нужно помнить о том, что купленные в Китае комплектующие могут прийти в неисправном состоянии, а деньги за них возвращают далеко не всегда. После сборки должна получиться небольшая приставка, подключаемая к ПК.

    Этот вариант осциллографа имеет самую высокую точность. Если встает проблема, какой осциллограф выбрать для ремонта ноутбуков и другой сложной техники, лучше остановить свой выбор на нём.

    Для изготовления понадобятся:

    • Плата с разведёнными дорожками.
    • Процессор CY7C68013A.
    • Микросхема аналого-цифрового преобразователя AD9288−40BRSZ.
    • Конденсаторы, резисторы, дроссели и транзисторы. Номиналы этих элементов указаны на принципиальной схеме.
    • Паяльный фен для запайки SMD компонентов.
    • Провод в лаковой изоляции сечением 0,1 мм².
    • Тороидальный сердечник для намотки трансформатора.
    • Кусок стеклотекстолита.
    • Паяльник с заземлённым жалом.
    • Припой.
    • Флюс.
    • Паяльная паста.
    • Микросхема памяти EEPROM flash 24LC64.
    • Корпус.
    • USB разъём.
    • Гнездо для подключения щупов.
    • Реле ТХ-4,5 или другое, с управляющим напряжением не более 3,3 В.
    • 2 операционных усилителя AD8065.
    • DC-DC преобразователь.

    Собирать нужно по этой схеме:

    Обычно для изготовления печатных плат радиолюбители пользуются методом травления. Но сделать таким образом двухстороннюю печатную плату со сложной разводкой самостоятельно не получится, поэтому её нужно заранее заказать на заводе, выпускающем подобные платы.

    Для этого нужно отослать на завод чертёж платы, по которому её изготовят. На одном и том же заводе делают разные по качеству платы. Оно зависит от выбранных при оформлении заказа опций.

    Для того чтобы получить в итоге хорошую плату, нужно указать в заказе следующие условия:

    • Толщина стеклотекстолита — не менее 1,5 мм.
    • Толщина медной фольги — не менее 1 OZ.
    • Сквозная металлизация отверстий.
    • Лужение контактных площадок свинецсодержащим припоем.

    После получения готовой платы и покупки всех радиодеталей можно приступать к сборке осциллографа.

    Первым собирается DC-DC преобразователь, выдающий напряжения +5 и -5 вольт.

    Его нужно собрать на отдельной плате и подключить к основной с помощью экранированного кабеля .

    Припаивать микросхемы к основной плате нужно аккуратно, не перегревая их. Температура паяльника не должна быть выше трехсот градусов, иначе паяемые детали выйдут из строя.

    После установки всех компонентов собирают устройство в подходящий по размеру корпус и подключают к компьютеру USB кабелем. Замыкают перемычку JP1.

    Нужно установить и запустить на ПК программу Cypress Suite, перейти во вкладку EZ Console и кликните по LG EEPROM. В появившемся окне выбрать файл прошивки и нажать Enter. Дождаться появления надписи Done, говорящей об успешном завершении процесса. Если вместо неё появилась надпись Error, значит, на каком-то этапе произошла ошибка. Нужно перезапустить прошивальщик и попробовать снова.

    После прошивки изготовленный своими руками цифровой осциллограф будет полностью готов к работе.

    Вариант с автономным питанием

    В домашних условиях радиолюбители обычно пользуются стационарными устройствами. Но иногда возникает ситуация, когда нужно отремонтировать что-то находящееся вдали от дома. В таком случае понадобится портативный осциллограф с автономным питанием.

    Перед началом сборки приготовьте следующие комплектующие:

    • Ненужные Bluetooth наушники или аудиомодуль.
    • Планшет или смартфон на Android.
    • Литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650.
    • Холдер для него.
    • Контроллер заряда.
    • Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.
    • Разъем для подключения измерительных щупов.
    • Сами щупы.
    • Выключатель.
    • Пластиковая коробочка из-под губки для обуви.
    • Экранированный провод сечением 0,1 мм².
    • Тактовая кнопка.
    • Термоклей.

    Нужно разобрать беспроводную гарнитуру и достать из неё плату управления. Отпаять от неё микрофон, кнопку включения и аккумулятор. Отложить плату в сторонку.

    Вместо блютус-наушников можно использовать Bluetooth аудиомодуль.

    Ножом соскрести с коробочки остатки губки и хорошо почистить её с использованием моющих средств. Подождать, пока она высохнет, и вырезать отверстия под кнопку, выключатель и разъёмы.

    Припаять провода к гнёздам, холдеру, кнопке и выключателю. Установить их на свои места и закрепить термоклеем.

    Провода нужно соединять так, как показано на схеме:

    Расшифровка обозначений:

    1. Холдер.
    2. Выключатель.
    3. Контакты «BAT + и «BAT — .
    4. Контроллер заряда.
    5. Контакты «IN + и «IN — .
    6. Разъём Jack 2,1 Х 5,5 мм.
    7. Контакты «OUT+ и «OUT — .
    8. Контакты батареи.
    9. Плата управления.
    10. Контакты кнопки включения.
    11. Тактовая кнопка.
    12. Гнездо для щупов.
    13. Контакты микрофона.

    Затем скачать из плеймаркета приложение виртуального осциллографа и установить его на смартфон. Включить блютус модуль и синхронизировать его со смартфоном. Подключить щупы к осциллографу и открыть на телефоне его программную часть.

    При касании щупами источника сигнала на экране Android-устройства появится кривая, показывающая уровень сигнала. Если она не появилась, значит, где-то была допущена ошибка.

    Следует проверить правильность подключения и исправность внутренних компонентов. Если все в порядке, нужно попробовать запустить осциллограф снова.

    Установка в корпус монитора

    Этот вариант самодельного осциллографа легко устанавливается в корпус настольного ЖК монитора. Такое решение позволяет сэкономить немного места на вашем рабочем столе.

    Для сборки понадобятся:

    • Компьютерный ЖК монитор.
    • DC-DC инвертор.
    • Материнская плата от телефона или планшета с HDMI-выходом.
    • USB разъём.
    • Кусок HDMI кабеля.
    • Провод сечением 0,1 мм².
    • Тактовая кнопка.
    • Резистор на 1 кОм.
    • Двусторонний скотч.

    Встроить своими руками в монитор осциллограф сможет каждый радиолюбитель. Для начала нужно снять с монитора заднюю крышку и найти место для установки материнской платы. После того как определились с местом, рядом с ним нужно вырезать в корпусе отверстия для кнопки и USB разъёма.

    Второй конец кабеля нужно припаять к плате от планшета. Перед припаиванием каждой жилки прозванивать её мультиметром. Это поможет не перепутать порядок их подключения.

    Следующим шагом нужно выпаять с платы планшета кнопку включения и micro USB разъём. К тактовой кнопке и USB гнезду припаять провода и закрепить их в вырезанных отверстиях.

    Затем соединить все провода так, как это показано на рисунке, и припаять их:

    Поставить перемычку между контактами GND и ID в микро ЮСБ разъёме. Это нужно для перевода USB порта в режим OTG.

    Нужно приклеить инвертор и материнку от планшета на двусторонний скотч, после чего защёлкнуть крышку монитора.

    Подключить к USB порту мышку и нажать кнопку включения. Пока устройство загружается, включить Bluetooth передатчик. Затем нужно синхронизировать его с приёмником . Можно открыть приложение осциллографа и убедиться в работоспособности собранного устройства.

    Вместо монитора отлично подойдёт и старый ЖК телевизор, в котором нет Смарт ТВ. Начинка от планшета по своим возможностям превосходит многие Smart TV системы. Не стоит ограничивать её применение одним лишь осциллографом.

    Изготовление из аудиокарты

    Осциллограф, собранный из внешнего аудиоадаптера, обойдётся всего в 1,5-2 доллара и займёт минимум времени на своё изготовление. По размеру он получится не больше обычной флешки, а по функционалу не уступит своему большому собрату.

    Необходимые детали:

    • USB аудиоадаптер.
    • Резистор на 120 кОм.
    • Штекер mini Jack 3,5 мм.
    • Измерительные щупы.

    Нужно разобрать аудиоадаптер, для этого стоит поддеть и расщёлкнуть половинки корпуса.

    Выпаять конденсатор C6 и припаять на его место резистор. Затем установить плату обратно в корпус и собрать его.

    Следует отрезать от щупов стандартный штекер и припаять на его место мини-джек. Подключить щупы ко звуковому входу аудиоадаптера.

    Затем нужно скачать соответствующий архив и распаковать его. Вставить карту в USB разъём.

    Осталось самое простое: зайти в Диспетчер устройств и во вкладке «Аудио, игровые и видеоустройства» найти подключённый USB аудиоадаптер. Щёлкнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать пункт «Обновить драйвер».

    Затем переместить файлы miniscope.exe, miniscope.ini и miniscope.log из архива в отдельную папку. Запустить «miniscope.exe».

    Перед использованием программу нужно настроить. Необходимые настройки показаны на скриншотах:

    Если коснуться щупами источника сигнала, в окне осциллографа должна появиться кривая:

    Таким образом, чтобы превратить аудиоадаптер в осциллограф , нужно приложить минимум усилий. Но стоит помнить, что погрешность такого осциллографа составляет 1-3%, чего явно недостаточно для работы со сложной электроникой. Он отлично подойдёт для начинающего радиолюбителя, а мастерам и инженерам стоит присмотреться к другим, более точным осциллографам.

    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 . 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.

    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 ( а), 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.

    (3,0 Mb, скачано: 5 285)

    Осциллограф — это портативное устройство, которое создано для тестирования микросхем. Дополнительно многие модели подходят для промышленного контроля и могут использоваться с целью проведения различных измерений. Сделать осциллограф своими руками нельзя без стабилитрона, который является основным его элементом. Устанавливается данная деталь в прибор различной мощности.

    Дополнительно приборы в зависимости от модификации могут включать в себя конденсаторы, резисторы и диоды. К основным параметрам модели можно отнести количество каналов. В зависимости от этого показателя меняется предельная полоса пропускания. Также при сборке осциллографа следует учитывать частоту дискретизации и глубину памяти. Для того чтобы делать анализ полученных данных, устройство подключается к персональному компьютеру.

    Схема простого осциллографа

    Схема простого осциллографа включает в себя стабилитрон на 5 В. Пропускная способность его зависит от типов резисторов, которые устанавливаются на микросхему. Для увеличения амплитуды колебаний используются конденсаторы. Изготовить щуп для осциллографа своими руками можно из любого проводника. При этом порт подбирается в магазине отдельно. Резисторы первой группы минимум сопротивление в цепи должны выдерживать на уровне 2 Ом. При этом элементы второй группы должны быть более мощными. Также следует отметить наличие на схеме диодов. В некоторых случаях они выстраиваются в мосты.

    Одноканальная модель

    Сделать одноканальный цифровой осциллограф своими руками можно только с применением стабилитрона на 5 В. При этом более мощные модификации в данном случае недопустимы. Связано это с тем, что повышенное предельное напряжение в цепи приводит к увеличению частоты дискретизации. В итоге резисторы в устройстве не справляются. Конденсаторы для системы побираются только емкостного типа.

    Минимум резистор сопротивление должен держать на уровне 4 Ом. Если рассматривать элементы второй группы, то параметр пропускания в данном случае должен составлять 10 Гц. Для того чтобы его повысить до нужного уровня, используются различного типа регуляторы. Некоторые специалисты для одноканальных осциллографов советуют применять ортогональные резисторы.

    В данном случае следует отметить, что показатель частоты дискретизации они поднимают довольно быстро. Однако негативные моменты в такой ситуации все же присутствуют, и их следует учитывать. В первую очередь важно отметить резкое возбуждение колебаний. Как следствие, растет асимметричность сигналов. Дополнительно существуют проблемы с чувствительностью устройства. В конечном счете, точность показаний может быть не самой лучшей.

    Двухканальные устройства

    Сделать двухканальный осциллограф своими руками (схема показана ниже) довольно сложно. В первую очередь следует отметить, что стабилитроны в данном случае подходят как на 5 В, так и на 10 В. При этом конденсаторы для системы необходимо использовать только закрытого типа.

    За счет этого полоса пропускания устройства способна возрасти до 9 Гц. Резисторы для модели, как правило, применяются ортогонального типа. В данном случае они стабилизируют процесс передачи сигнала. Для выполнения функций сложения микросхемы подбираются в основном серии ММК20. Сделать делитель для осциллографа своими руками можно из обычного модулятора. Это не особенно сложно.

    Многоканальные модификации

    Для того чтобы собрать USB-осциллограф своими руками (схема показана ниже), стабилитрон потребуется довольно мощный. Проблема в данном случае заключается в повышении пропускной способности цепи. В некоторых ситуациях работа резисторов может нарушаться из-за смены предельной частоты. Для того чтобы решить эту проблему, многие используют вспомогательные делители. Указанные устройства во многом помогают повысить порог предельного напряжения.

    Сделать делитель можно при помощи модулятора. Конденсаторы в системе необходимо устанавливать только возле стабилитрона. Для повышения полосы пропускания используются аналоговые резисторы. Параметр отрицательного сопротивления в среднем колеблется в районе 3 Ом. Диапазон по блокированию зависит исключительно от мощности стабилитрона. Если предельная частота резко падает во время включения устройства, то конденсаторы необходимо заменить на более мощные. Некоторые специалисты в данном случае советуют устанавливать диодные мосты. Однако важно понимать, что чувствительность системы в этой ситуации значительно ухудшается.

    Дополнительно необходимо сделать щуп для устройства. Для того чтобы осциллограф не конфликтовал с персональным компьютером, целесообразнее микросхему использовать типа ММР20. Сделать щуп можно из любого проводника. В конечном итоге человеку останется только прибрести порт для него. Затем при помощи паяльника вышеуказанные элементы можно соединить.

    Сборка устройства на 5 В

    На 5 В осциллограф-приставка своими руками делается только с применением микросхемы типа ММР20. Подходит она как для обычных, так и мощных резисторов. Максимум сопротивление в цепи должно составлять 7 Ом. При этом полоса пропускания зависит от скорости передачи сигнала. Делители для устройств могут применяться самых разных видов. На сегодняшний день более распространенными принято считать статические аналоги. Полоса пропускания в такой ситуации будет находиться на отметке 5 Гц. Чтобы ее повысить, необходимо использовать тетроды.

    Подбираются они в магазине, исходя из параметра предельной частоты. Для увеличения амплитуды обратного напряжения многие специалисты советуют устанавливать только саморегулируемые резисторы. При этом скорость передачи сигнала будет довольно высокой. В конце работы необходимо сделать щуп для подключения цепи к персональному компьютеру.

    Осциллографы на 10 В

    Изготавливается осциллограф своими руками со стабилитроном, а также резисторами закрытого типа. Если рассматривать параметры устройства, то показатель вертикальной чувствительности должен находиться на уровне 2 мВ. Дополнительно следует рассчитать полосу пропускания. Для этого берется емкость конденсаторов и соотносится с предельным сопротивлением системы. Резисторы для устройства больше всего подходят полевого типа. Чтобы минимизировать частоту дискретизации, многие специалисты советуют применять только диоды на 2 В. За счет этого можно добиться большой скорости передачи сигнала. Для того чтобы функция слежения выполнялась довольно быстро, микросхемы устанавливаются типа ММР20.

    Если запланировать режимы хранения и воспроизведения, то необходимо воспользоваться другим типом. Курсорные измерения в данном случае будут недоступны. Основной проблемой этих осциллографов можно считать резкое падение предельной частоты. Связано это, как правило, с быстрой разверткой данных. Решить поставленную задачу можно только с применением высококачественного делителя. При этом многие также полагаются на стабилитрон. Сделать делитель можно при помощи обычного модулятора.

    Как сделать модель на 15 В?

    Собирается осциллограф своими руками при помощи линейных резисторов. Предельное сопротивление они способны выдерживать на уровне 5 Мм. За счет этого на стабилитрон не оказывается большого давления. Дополнительно следует позаботиться о выборе конденсаторов для устройства. С этой целью необходимо сделать замеры порогового напряжения. Специалисты для этого используют тестер.

    Если применять для осциллографа настроечные резисторы, то можно столкнуться с повышенной вертикальной чувствительностью. Таким образом, полученные данные вследствие тестирования могут быть некорректными. Учитывая все вышесказанное, необходимо применять только линейные аналоги. Дополнительно следует позаботиться об установке порта, который подсоединяется в микросхеме через щуп. Делитель в данном случае целесообразнее устанавливать через шину. Чтобы амплитуда колебаний не была слишком большой, многие советуют использовать диоды вакуумного типа.

    Использование резисторов серии ППР1

    Изготовить USB-осциллограф своими руками с данными резисторами — задача непростая. В этом случае необходимо в первую очередь оценить емкость конденсаторов. Для того чтобы предельное напряжение не превышало 3 В, важно использовать не более двух диодов. Дополнительно следует помнить о параметре номинальной частоты. В среднем этот показатель составляет 3 Гц. Ортогональные резисторы для такого осциллографа не подходят однозначно. Построечные изменения можно проводить только при помощи делителя. В конце работы надо заняться непосредственно установкой порта.

    Модели с резисторами ППР3

    Сделать USB-осциллограф своими руками можно с использованием только сеточных конденсаторов. Особенность их заключается том, что уровень отрицательного сопротивления в цепи может достигать 4 Ом. Микросхемы для таких осциллографов подходят самые разнообразные. Если взять стандартный вариант типа ММР20, то необходимо конденсаторов в системе предусмотреть как минимум три.

    Дополнительно важно обратить внимание на плотность диодов. В некоторых случаях от этого зависит показатель полосы пропускания. Для стабилизации процесса деления специалисты советуют тщательно проверять проводимость резисторов перед включением устройства. В последнюю очередь подсоединяется непосредственно регулятор к системе.

    Устройства с подавлением колебаний

    Осциллографы с блоком подавления колебаний используются в наше время довольно редко. Подходят они больше всего именно для тестирования электроприборов. Дополнительно следует отметить их высокую вертикальную чувствительность. В данном случае параметр предельной частоты в цепи не должен превышать 4 Гц. За счет этого стабилитрон во время работы сильно не перегревается.

    Делается осциллограф своими руками с применением микросхемы сеточного типа. При этом необходимо в самом начале определиться с типами диодов. Многие в данной ситуации советуют применять только аналоговые типы. Однако в этом случае скорость передачи сигнала может значительно снизиться.

    Технологии не стоят на месте, и угнаться за ними не всегда просто. Появляются новинки, в которых хотелось бы разобраться более детально. Особенно это касается разнообразных позволяющих собирать практически любое простое устройство пошагово. Сейчас в их числе и платы Ардуино со своими клонами, и китайские микропроцессорные компьютеры, и готовые решения, идущие уже с программным обеспечением на борту.

    Однако для работы со всем вышеперечисленным спектром интересных новинок, равно как и для ремонта цифровой техники, требуется дорогостоящий высокоточный инструмент. Среди такого оборудования — и осциллограф, позволяющий считывать частотные показания и проводить диагностику. Зачастую его стоимость довольно высока, и начинающие экспериментаторы не могут позволить себе такую дорогостоящую покупку. Тут на помощь приходит решение, которое появилось на многих радиолюбительских форумах почти сразу после появления планшетов на системе Андроид. Его суть заключается в том, чтобы с минимальными затратами изготовить осциллограф из планшета, не внося при этом в свой гаджет никаких доработок либо модификаций, а также исключая риски его повреждения.

    Что такое осциллограф

    Осциллограф — как прибор для измерения и отслеживания частотных колебаний в электрической сети — известен с середины прошлого века. Данными приборами комплектуются все учебные и профессиональные лаборатории, поскольку обнаружить некоторые неисправности или произвести точную настройку оборудования можно только лишь с его помощью. Он может выводить информацию как на экран, так и на бумажную ленту. Показания позволяют увидеть форму сигнала, рассчитать его частоту и интенсивность, а в результате определить источник его появления. Современные осциллографы позволяют рисовать трехмерные цветные частотные графики. Мы же сегодня остановимся на простом варианте стандартного двухканального осциллографа и реализуем его с помощью приставки к смартфону или планшету и соответствующего программного обеспечения.

    Самый простой вариант создания карманного осциллографа

    Если замеряемая частота находится в диапазоне слышимых человеческим ухом частот, а уровень сигнала не превышает стандартный микрофонный, то собрать осциллограф из планшета на «Андроид» своими руками можно без каких бы то ни было дополнительных модулей. Для этого достаточно разобрать любую гарнитуру, на которой должен обязательно присутствовать микрофон. Если подходящей гарнитуры нет, то потребуется купить звуковой штекер 3,5 мм обязательно с четырьмя контактами. Перед припаиванием щупов уточните распиновку разъема вашего гаджета, ведь их бывает два вида. Щупы необходимо подключить к пинам, соответствующим подключению микрофона на вашем устройстве.

    Далее следует загрузить из «Маркета» программное обеспечение, способное замерять частоту на микрофонном входе и рисовать график на основе полученного сигнала. Таких вариантов довольно много. Поэтому при желании будет из чего выбрать. Как и говорилось ранее, не потребовалась переделка планшета. Осциллограф будет готов сразу же после калибровки приложения.

    Плюсы и минусы вышеприведенной схемы

    К плюсам такого решения однозначно можно отнести простоту и дешевизну сборки. Старая гарнитура или один новый разъем практически ничего не стоят, а времени потребуется всего несколько минут.

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

    • Малый диапазон измеряемых частот (в зависимости от качества звукового тракта гаджета колеблется в пределах от 30 Гц до 15 кГц).
    • Отсутствие защиты планшета или смартфона (при случайном подключении щупов к участкам схемы с повышенным напряжением можно в лучшем случае сжечь микросхему, отвечающую за обработку аудиосигнала на вашем гаджете, а в худшем — полностью вывести из строя ваш смартфон или планшет).
    • На очень дешевых устройствах присутствует значительная погрешность в измерении сигнала, достигающая 10-15 процентов. Для точной настройки оборудования такая цифра недопустима.

    Реализация защиты, экранирования сигнала и снижения погрешности

    Для того чтобы частично защитить свое устройство от возможного выхода из строя, а также стабилизировать сигнал и расширить диапазон входных напряжений, может использоваться схема простого осциллографа для планшета, которая уже долгое время успешно применяется для сборки приборов для компьютера. В ней применяются дешевые компоненты, среди которых стабилитроны КС119А и два резистора на 10 и 100 кОм. Стабилитроны и первый резистор подключаются параллельно, а второй, более мощный, резистор используется на входе схемы, чтобы расширить максимально возможный диапазон напряжений. В результате пропадает большое количество помех, а напряжение повышается до 12 В.

    Само собой, следует учитывать, что осциллограф из 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 подобной схемой требуется программа, способная рисовать графики на основании входящего звукового сигнала. Найти ее в «Маркете» несложно, вариантов много. Почти все они предполагают дополнительную калибровку, поэтому можно добиться максимально возможной точности, и сделать профессиональный осциллограф из планшета. В остальном данные программы выполняют по сути одну и ту же задачу, поэтому окончательный выбор зависит от требуемого функционала и удобства использования.

    Самодельная приставка с Bluetooth-модулем

    Если же требуется более широкий диапазон частот, то приведенным выше вариантом ограничиться не получится. Тут на помощь приходит новый вариант — отдельный гаджет, представляющий собой приставку с аналогово-цифровым преобразователем, обеспечивающий передачу сигнала в цифровом виде. Аудиотракт смартфона или планшета в данном случае уже не задействуется, а значит, можно достигнуть более высокой точности измерений. По сути, на этом этапе они представляют собой только портативный дисплей, а вся информация собирается уже отдельным устройством.

    Собрать осциллограф из планшета на «Андроид» с беспроводным модулем можно самому. В сети есть пример, когда похожее устройство еще в 2010 году реализовывалось с помощью двухканального аналогово-цифрового преобразователя, созданного на базе микроконтроллера PIC33FJ16GS504, а в качестве передатчика сигнала служил Bluetooth-модуль LMX9838. Устройство получилось довольно функциональным, но сложным в сборке, поэтому для новичков его сделать будет непосильной задачей. Но, при желании, найти подобный проект на тех же радиолюбительских форумах не проблема.

    Готовые варианты приставок с Bluetooth

    Инженеры не дремлют, и, кроме кустарных поделок, в магазинах появляется все больше приставок, выполняющих функцию осциллографа и передающих сигнал через Bluetooth-канал на смартфон или планшет. Осциллограф-приставка к планшету, подключаемая посредством Bluetooth, зачастую имеет следующие основные характеристики:

    • Предел измеряемой частоты: 1МГц.
    • Напряжение на щупе: до 10 В.
    • Радиус действия: около 10 м.

    Этих характеристик вполне достаточно для бытового применения, и все же в профессиональной деятельности иногда возникают случаи, когда и этого диапазона катастрофически не хватает, а реализовать больший с медлительным протоколом Bluetooth попросту нереально. Какой же выход может быть в этой ситуации?

    Осциллографы-приставки с передачей данных по Wi-Fi

    Данный вариант передачи данных существенно расширяет возможности измерительного устройства. Сейчас рынок осциллографов с таким видом обмена информацией между приставкой и планшетом набирает обороты ввиду своей востребованности. Такие осциллографы практически не уступают профессиональным, поскольку без задержки передают измеряемую информацию на планшет, который тут же выводит ее в виде графика на экран.

    Управление осуществляется через простые, интуитивно понятные меню, которые копируют настроечные элементы обычных лабораторных устройств. Кроме того, подобное оборудование позволяет записывать или транслировать в режиме реального времени все происходящее на экране, что может стать незаменимым подспорьем, если нужно попросить совета у более опытного мастера, находящегося в другом месте.

    Характеристики осциллографа для в виде приставки с Wi-Fi подключением вырастают в несколько раз, по сравнению с предыдущими вариантами. Подобные осциллографы имеют диапазон измерения до 50 МГц, при этом их можно модифицировать посредством разнообразных переходников. Зачастую в них установлены аккумуляторы для автономного питания, с целью максимально разгрузить рабочее место от ненужных проводов.

    Самодельные варианты современных приставок-осциллографов

    Само собой, на форумах наблюдается всплеск разнообразных идей, с помощью которых энтузиасты пытаются осуществить свою давнюю мечту — самостоятельно собрать осциллограф из планшета на «Андроид» с Wi-Fi-каналом. Одни модели получаются удачными, другие нет. Тут уже остается вам решать, попытать ли тоже счастья и сэкономить несколько долларов, собрав прибор самостоятельно, или же приобрести готовый вариант. Если не уверены в своих силах, то лучше не рисковать, чтобы потом не сожалеть о потраченных впустую средствах.

    В противном случае — добро пожаловать в одно из сообществ радиолюбителей, в котором вам смогут дать дельный совет. Возможно, впоследствии именно по вашей схеме новички будут собирать свой первый в жизни осциллограф.

    Программное обеспечение для приставок

    Зачастую вместе с покупными осциллографами-приставками поставляется диск с программой, которую можно установить на свой планшет или смартфон. Если такого диска в комплекте нет, то внимательно изучите инструкцию к устройству — скорее всего, в ней есть названия программ, совместимых с приставкой и находящихся в магазине приложений.

    Также некоторые из подобных приборов могут работать не только с устройствами под управлением операционной системы «Андроид», но также и с более дорогими «яблочными» девайсам. В таком случае программа будет однозначно находиться в AppStore, поскольку другой вариант установки не предусмотрен. 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 имеется ноутбук или компьютер, не стоит расстраиваться. Из них также можно сделать прекрасный Самым простым вариантом будет подключение щупов к микрофонному входу компьютера по такому же принципу, как описывалось в начале статьи.

    Однако, учитывая его ограничения, этот вариант подойдет далеко не всем. В таком случае может использоваться USB-осциллограф, который обеспечит такие же характеристики, как и приставка с передачей сигнала по Wi-Fi. Стоит отметить, что такие приборы иногда работают с некоторыми планшетами, которые поддерживают технологию подключения внешних устройств OTG. Само собой, ЮСБ-осциллограф также пытаются сделать самостоятельно, причем довольно успешно. По крайней мере, именно этой поделке посвящено большое количество тем на форумах.

    Facebook

    Twitter

    Вконтакте

    Одноклассники

    Google+

    XO welcome: схемы приставки осциллографа к компьютеру. — 1 September 2015 — Blog

    XO welcome: схемы приставки осциллографа к компьютеру.

    XO welcome: схемы приставки осциллографа к компьютеру.

    Цифровой осциллограф выполнен в качестве приставки к компьютеру и имеет так

    Схема приставки осциллографа к компьютеру.

    XO welcome: схемы приставки осциллографа к компьютеру.

    Схема Осциллографическая приставка к компьютеру 2.

    Схема приставки осциллографа к компьютеру.

    Схема ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКАЯ ПРИСТАВКА К ТЕЛЕВИЗОРУ. Sign Up. 2 Сообщений.

    Схема приставки осциллографа к компьютеру.

    Каталог радиолюбительских схем. . Логический анализатор-приставка к осцилл

    Схема осциллографа — приставки к телевизору.

    Схема приставка к компьютеру осциллограф.

    Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?(часть 1) CVAV

    Простые схемы и конструкции самодельных радиолюбительских осциллографов и п

    XO welcome: схемы приставки осциллографа к компьютеру.

    Схема Осциллографическая приставка к компьютеру 4.

    Измерительная техника ВЧ ПРИСТАВКА К ОСЦИЛЛОГРАФУ Простое устройство, схема котор

    Новый осциллограф-приставка к. Новый осциллограф-приставка к компьютеру

    Схема Осциллографическая приставка к компьютеру 10.

    Принципиальная электрическая схема приставки к осциллографу. Информация о

    Картинки по запросу: Схема самодельного осциллографа из компьютера.

    Простая приставка превращает звуковую карту компьютера в высокоскоростной с

    Страница 1 из 2 — Usb-Осциллограф (Схема) — опубликовано в Измерительная те

    Цифровой осциллограф выполнен в качестве приставки к компьютеру и. Прошить

    Компьютер. Автолюбителям. Для шпионов. ТВ-техника. Телефоны. Блок-схем

    осциллограф приставка к компьютеру схема — Схемы.

    Схема Осциллографическая приставка к компьютеру 5.

    Цифровой осциллограф-приставка к персональному компьютеру DSO-2250 USB.

    Осциллограф для Автомобиля. Полная версия для компьютера. Скачать. Схема

    Осциллограф-приставка к ПК на ATtiny2313 — Всемирная схемотехника.

    Осциллограф звуковой карты

    — Build Electronic Circuits

    Осциллограф звуковой карты может быть именно тем, что вам нужно, если вы застряли в разочаровании: «Я не знаю, что не так с моей схемой!» штат.

    Осциллографы

    помогали мне бесчисленное количество раз при отладке аналоговых и цифровых схем. Но они обычно бывают дорогими. Так что делать?

    Самодельный осциллограф звуковой карты

    Что такое осциллограф звуковой карты?

    Осциллограф звуковой карты — это осциллограф, основанный на звуковой карте вашего компьютера.Используя звуковую карту, вы можете построить собственный осциллограф всего за несколько долларов. И это довольно круто, учитывая, что осциллографы часто стоят сотни или даже тысячи долларов!

    Для чего вы его используете?

    Осциллограф — это инструмент для наблюдения за постоянно меняющимися напряжениями сигнала. На дисплее осциллографа вы увидите измеренное напряжение за выбранный период времени. Как это:

    Аудиосигналы — это типичные сигналы для просмотра в осциллографе.

    Отладка с помощью осциллографа

    Представьте, что вы построили себе аудиоусилитель. Но вы обнаружите, что выходной сигнал действительно зашумлен. Как понять, что делать, чтобы это исправить?

    Вы используете осциллограф.

    Измеряя сигнал на разных этапах усилителя, вы можете увидеть, где сигнал становится зашумленным. Таким образом, вы можете узнать, какая часть вашей цепи вызывает проблему. Вы можете внести некоторые изменения в эту часть схемы и снова измерить, чтобы убедиться, что она работает.

    Без осциллографа приходится угадывать, в чем ошибка. А это не очень эффективный метод.

    Другой пример — связь между двумя электронными модулями (например, последовательная связь на Arduino). Если вы не получили ожидаемого результата, вы можете использовать осциллограф, чтобы проверить, действительно ли данные отправляются или нет. Я использовал этот метод отладки много раз.

    Как сделать свой собственный осциллограф звуковой карты

    Чтобы построить осциллограф звуковой карты, вам понадобится небольшая цепь между тем, что вы хотите измерить, и вашей звуковой картой.Это необходимо для защиты вашей звуковой карты от повреждения. Мы называем эту схему вместе с измерительными контактами зондом .

    Схема одного зонда.

    Поскольку звуковая карта обычно имеет стереовход, мы можем сделать два пробника и одновременно измерять два сигнала.

    Поскольку звуковые карты имеют разное внутреннее сопротивление, значения для использования в приведенной выше схеме различаются. Это также означает, что вы не будете знать уровень напряжения сигнала, если не создадите также схему настройки.

    Стив Гаррат написал отличную книгу под названием «Осциллограф звуковой карты ». Здесь он объясняет все этапы создания недорогого осциллографа для звуковой карты в домашних условиях. От сборки электроники до сборки коробки и превращения ее в красивый инструмент.

    Он объясняет, как выбрать правильные значения резистора и как построить схему настройки. Книга также дает вам несколько примеров того, как использовать осциллограф звуковой карты в реальной жизни. Я определенно рекомендую вам это проверить.

    Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с осциллографом звуковой карты Стива Гарратта.

    Возвращение от осциллографа звуковой карты к схемотехнике

    Постройте осциллограф Octopus | Журнал Nuts & Volts


    Этот универсальный инструмент, который иногда называют измерителем кривой VI, измерителем кривой IV или осциллографом Octopus, неоценим при поиске и устранении неисправностей (, рис. 1, ). Octopus генерирует возбуждение переменного тока на своих двух выводах, а затем отображает зависимость напряжения оттекущий сюжет в реальном времени. Полученный график можно использовать для отслеживания разрывов, коротких замыканий и шума в компоненте, а также для измерения напряжения пробоя и фазового соотношения между напряжением и током. Схема существует столько же, сколько и осциллографы, но этот Octopus представляет собой небольшой прибор с батарейным питанием и собственным дисплеем. Вместо запутанных кабелей, запутанных в осьминоге, теперь есть только пара тестовых проводов.

    РИСУНОК 1. Classic Octopus.


    Принцип работы

    Octopus (, рис. 2, ) подает синусоидальную волну 15 В с пиковым напряжением 60 Гц на два тестовых терминала.Ток через тестируемое устройство (DUT) и напряжение на DUT измеряются и затем отображаются на экране. Возбуждение ограничено по току для защиты ИУ. Результирующий декартов график имеет напряжение по оси X и ток по оси Y.

    РИСУНОК 2. Обзор.


    Схема

    Обзор
    Схема выполняет только несколько задач: генерировать возбуждение; измерить сигнал; а затем отобразите результаты.Silicon Labs EF8SB20 генерирует сигнал, измеряет его и затем отображает результаты на ЖК-дисплее Newhaven 128×64. Потребляемый ток важен для аккумуляторных батарей, поэтому микроконтроллер переходит в спящий режим после нескольких секунд бездействия.

    Возбуждение представляет собой пиковую синусоидальную волну 15 В, которая генерируется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) микроконтроллера, фильтруется, усиливается мостом для дополнительного тока и затем повышается через линейный трансформатор.

    ЖК-дисплей записывается через параллельный интерфейс, который обеспечивает очень удовлетворительную частоту кадров.Несмотря на то, что ЖК-дисплей имеет режим сна с низким током, такая конструкция включает или выключает питание ЖК-дисплея. Целью включения и выключения питания дисплея является защита конструкции от сбоев микропрограммы ЖК-дисплея, которые могут потребовать громоздкого извлечения батареи.

    При включении и выключении питания дисплея он также будет сбрасываться каждый раз, когда микроконтроллер выходит из спящего режима. Можно было использовать любой метод, но я счел его более надежным.

    Микроконтроллер
    EFM8SB20 — это увеличенная версия процессоров семейства Sleepy Bee от Silicon Labs.Микро основан на проверенном временем восьмибитном ядре 8051 с конвейерными улучшениями в скорости и доступе к памяти.

    PWM
    Процессор имеет полный набор периферийных устройств, который помогает упростить проектирование этого продукта. Первое важное периферийное устройство — это массив программируемых счетчиков (PCA), который можно настроить для решения широкого круга задач. Эта конструкция использует PCA для генерации ШИМ, значение которого регулярно изменяется, чтобы приблизиться к синусоиде. Отдельный таймер запрограммирован на срабатывание при частоте 960 Гц, что составляет 60 Гц * 16.

    Каждая подпрограмма обработки прерывания (ISR) загружает в PCA различное значение PWM. Будучи своего рода побочным продуктом PCA, базовые часы PCA также используются в качестве таймера общего назначения. См. Рисунок 3 .

    РИСУНОК 3. Генерация синуса.


    ADC
    Аналого-цифровой преобразователь (ADC) в процессоре поддерживает скорость до 300 ksps и разрешение 10 бит, что более чем достаточно для этого проекта. Конструкция потребует двух каналов преобразования: один для оси X с разрешением 128; и второй для оси Y с разрешением 64.

    Чтобы получить разрешение 128 пикселей при 60 Гц, два канала должны считываться каждые 130 мкс. Отдельный таймер запрограммирован на запуск каждого из интервалов 130 мкс.

    Спящий режим
    После нескольких секунд бездействия дисплей выключится, а процессор перейдет в спящий режим, в котором потребление тока будет составлять около 2 мкА.

    The Sleepy Bee — как следует из названия — имеет несколько различных типов режимов сна и способов выхода из них.В этом проекте используются часы реального времени (RTC) для выхода из спящего режима и опроса кнопок. Использование RTC для пробуждения также дает некоторые преимущества для отладки; подробнее об этом позже.

    Трансформатор / аудиоусилитель
    При наличии только трех вольт необходим некоторый метод повышения напряжения питания до пика 15 В, необходимого для возбуждения. Итак, частота возбуждения 60 Гц была выбрана как хороший компромисс между производительностью процессора и доступностью компонентов.

    Сетевой трансформатор на 60 Гц дешев, широко доступен и безупречно работает на низких частотах.Да, он тяжелый и громоздкий для необходимой мощности, но работает хорошо по очень низкой цене (, рис. 4, ).

    РИСУНОК 4. Сторона компонентов.


    Для правильного управления трансформатором требуется линейный привод с большим током. Несколько усилителей или транзисторов подойдут, но готовый монолитный усилитель звука спроектирован так, чтобы обеспечить именно ту производительность на необходимой частоте.

    В качестве бонуса усилитель работает в мостовом режиме для более высокого напряжения.NCS2211 компании ON Semiconductor был выбран из-за его стоимости, производительности и дополнительных преимуществ в виде вывода отключения для спящего режима.

    ЖК-дисплей
    Это дисплей Newhaven NHD-C12864LZ, 128×64 ЖК-дисплей с подсветкой. Несколько других дисплеев были рассмотрены и прототипированы для дизайна, но Newhaven был выбран из-за его надлежащего размера и правильного разрешения; 128 бит горизонтального разрешения — это почти предел возможностей процессора при работе с частотой возбуждения 60 Гц. Корпус должен быть достаточно большим, чтобы вместить аккумулятор и трансформатор, поэтому дисплей Newhaven большего размера — хороший эстетический выбор для этого корпуса.

    Схема
    Схема рассчитана на работу от четырех батареек АА. Питание подается на контактные площадки B + и B-, с защитой полярности, обеспечиваемой диодом D1. Нерегулируемое напряжение питания подается на аудиоусилитель и подсветку ЖК-дисплея, а регулятор U1 обеспечивает 3,3 В постоянного тока для микроконтроллера и ЖК-дисплея. См. Рисунок 5 .

    РИСУНОК 5. Схема.


    Микроконтроллер U2 выполняет всю работу; его интерфейс отладки — P1 и R13.Ознакомьтесь со схемой. Резисторы R16 – R23 включены последовательно с шиной данных на ЖК-дисплей. Назначение этих резисторов — предотвратить повреждение микроконтроллера из-за непреднамеренного конфликта на шине. Шина двунаправленная, и если и ЖК-дисплей, и микроконтроллер попытаются управлять шиной одновременно, микроконтроллер будет поврежден.

    Этого не должно происходить в нормальных условиях, но это произошло во время разработки, поэтому были добавлены резисторы.

    Параллельный интерфейс с ЖК-дисплеем также состоит из адресной строки A0, разрешения чтения RD и разрешения записи WR.Активное низкое энергопотребление подается на дисплей на выводе порта P1.7. Этот вывод работает совместно с делителем напряжения на R6. Выход ШИМ обеспечивается на выводе P2.0. Входы АЦП находятся на P1.3 и P1.6.

    LCD U3 имеет набор конденсаторов (C12 – C18), который используется с подкачкой заряда для повышения напряжения смещения LCD. R24 и C11 обеспечивают задержку линейного изменения для вывода сброса ЖК-дисплея. R14 — ограничитель тока подсветки ЖК-дисплея. Подсветка способна выдерживать ток до 100 мА, но такая конструкция позволяет пропускать через подсветку только около 6 мА.

    Дисплей хорошо читается при 6 мА; больший ток означает меньшее время автономной работы. Если вы хотите, чтобы дисплей был ярче, вы можете изменить R14 на более низкое значение. R15 работает параллельно с R14 для увеличения рассеивания, если вы хотите, чтобы дисплей был очень ярким. N1 — это N-канальный полевой МОП-транзистор, который включает подсветку. Его общая обязанность — подавать сигнал сна на U4, аудиоусилитель.

    Кнопки S1 и S2 позволяют пользователю вывести устройство из спящего режима и переместить масштабную сетку влево или вправо.Вы можете выполнить свою работу с помощью одной кнопки, но доступны две, чтобы обеспечить легкое расширение для дополнительных пользовательских функций.

    Аудиоусилитель U4 принимает сигнал от ШИМ микроконтроллера, который фильтруется через R2, R3, C1, C2 и C5. R2 и R4 устанавливают коэффициент усиления по напряжению аудиоусилителя, но в этом приложении требуется только коэффициент усиления по току.

    Питание аудиоусилителя осуществляется напрямую от батарей, что защищает регулятор напряжения от ненужного рассеивания.

    Выход усилителя соединен мостом, что дает коэффициент усиления по напряжению, близкий к единице. Это повышается через трансформатор X1, который обеспечивает изоляцию по постоянному току и возбуждение 30VPP.

    Вывод 1 линии включения подключен к катоду подсветки. Это кажется немного странным, что говорит о том, что для странного соединения должна быть веская причина, и она есть. Усилитель питается от нерегулируемого источника питания 6 В, поэтому логический уровень отключения должен быть 0-6 В.

    Микроконтроллер работает от регулируемого 3.3 В и не обеспечит достаточно высокий логический уровень, чтобы предотвратить протекание чрезмерного тока смещения через разрешающий вывод. При использовании подсветки в качестве подтягивающего устройства контакт включения увидит резкий переход с 6 В на 0 В. Это сохранит ток сна ниже 1 мкА.

    Резисторы R6-R12 обеспечивают ограничение тока возбуждения. Резисторы R6 и R8 обеспечивают опорное напряжение 1 / 2VDD для АЦП. Эта ссылка включается и выключается через активный вывод низкой мощности ЖК-дисплея. Выход трансформатора удерживается на опорном уровне через R12.R5 и R9 образуют делитель напряжения для входа АЦП Y, а R10 и R11 — делитель напряжения для входа X.

    Программное обеспечение

    Со всеми периферийными устройствами Sleepy Bee требуется очень мало работы с программным обеспечением. Даже с начальным изображением для проекта требуется чуть более 2 КБ кода. Для Octopus используется шесть программных модулей, описание каждого из которых приведено ниже.

    InitDevice.c
    Этот модуль создается конфигуратором Silicon Labs.Конфигуратор — это надстройка, встроенная в Simplicity Studio. Конфигуратор позволяет разработчику настраивать периферийные устройства микроконтроллера с помощью графического интерфейса, вместо того, чтобы изучать руководство пользователя, пытаясь выяснить, как настроить PCA для правильного ШИМ.

    Конфигуратор может иметь несколько различных режимов работы. Например, в этом проекте у нас есть default и sleep. После настройки всех периферийных устройств конфигуратор автоматически сгенерирует файл InitDevice.C, а также заголовок InitDevice.h.

    Используемые периферийные устройства: ADC0, управление тактовой частотой, прерывания, канал 0 PCA, RTC, опорное напряжение, Timer1 и Timer2.

    IO.c
    Этот файл — вместе с IO.h — содержит определение и функции низкого уровня для периферийных устройств. Функция IOWaitUs ожидает x микросекунд, запрашивая время у счетчика PCA. Конечно, вызов IOWaitUs связан с накладными расходами, поэтому задержка в 5 мкс может оказаться фактически равной 8 мкс, но этого достаточно для большинства программных функций. IOWait ждет x миллисекунды, вызывая IOWaitUs с аргументом 1000.

    Sine_ISR — это ISR для Timer2. Этот таймер работает на частоте 960 Гц, что составляет 60 Гц * 16. В каждом из 16 интервалов частота ШИМ будет установлена ​​для следующего значения синусоидальной волны.

    IOLCDOn устанавливает высокий уровень шины данных ЖК-дисплея. Причина в том, что мощность ЖК-дисплея активно низкая, поэтому, когда ЖК-дисплей выключен, он будет плавать на высоком уровне. Если на шине данных низкий уровень, то через шину данных на ЖК-дисплей будет протекать чрезмерный ток.Это отрицательно скажется на токе сна.

    Keyboard.c
    Клавиатура обрабатывается через этот модуль, и это модуль, который я использую во всех своих проектах. Модуль имеет возможность повторять нажатие клавиши, если она удерживается, и повторять (поворачивать) быстрее, если клавиша удерживается в течение более длительного периода (, рис. 6, ).

    РИСУНОК 6. Дребезг клавиатуры.


    LCD.c
    Этот модуль — единственный, который имеет какую-либо сложность, как и следовало ожидать, когда приходит время манипулировать графикой.Сложность можно было бы обойтись без экрана-заставки, но экран-заставка добавляет к внешнему виду проекта, и код неплохо иметь для следующего проекта.

    LCDExtractRLE — это частная функция для распаковки растрового изображения, закодированного по длине серии. Большинство растровых изображений, особенно линейная графика, содержат огромное количество пробелов и других повторяющихся данных. Формат RLE имеет байт счетчика со знаком, который указывает, сколько раз будет повторяться байт данных или сколько байтов необработанных данных последует.

    Используя наш Octopus в качестве примера, файл Octopus.h показывает 0x0c, 0x00, что означает, что байт 0x00 повторяется 12 раз. Следующий байт счетчика — 0xf3, так как байт счетчика подписан. 0xf3 — отрицательное 13; это означает, что за ним последуют 13 байтов необработанных данных (, рис. 7, ).

    РИСУНОК 7. LCDExtractRLE.


    Функция имеет единственный аргумент. Если аргумент не равен нулю, аргумент указывает на расположение файла RLE для распаковки.Если аргумент равен нулю, функция продолжит распаковку текущего файла.

    LCDWriteRLE — это общедоступная функция для записи растрового изображения RLE на экран. Функция имеет аргумент для позиции X и Y растрового изображения и третий аргумент для указателя на растровое изображение. Обратите внимание на модификатор «код» в списке аргументов. Компилятор Keil, используемый Simplicity Studio, имеет расширение для обозначения типа памяти, на которую указывает указатель. Вам не нужно использовать указатель памяти, но размер кода меньше, и он выполняется быстрее, если вы это сделаете.

    Память ЖК-дисплея организована в виде 128 столбцов по 8 строк, где каждая строка содержит данные для восьми отдельных строк; по одному на каждый бит в байте строки. Буферы кадров были устроены таким образом с первых дней развития вычислительной техники, и, как бы это ни раздражало, мы к этому привыкли.

    С исторической точки зрения, это была отличная компоновка, когда у вас был символьный шрифт высотой восемь пикселей, но при попытке разместить растровое изображение возникает множество проблем. На этом дисплее столбец 0, строка 0 — это бит 0 первого байта.См. Рисунок 8 .

    РИСУНОК 8. LCDWriteBitmap.


    После определения ширины и высоты растрового изображения функция имеет два цикла for для ширины и высоты. LCDExtractRLE многократно вызывается для выборки байта битовой карты, и этот байт сдвигается вниз на соответствующее количество битов, требуемых для размещения изображения по оси Y. Обратите внимание, что растровое изображение переменной — это объединение. Это позволяет программному обеспечению сдвигать байт данных на четырехбайтовую длину, не беспокоясь о битах переноса.

    LCDInit — это общедоступная функция для настройки драйвера дисплея для работы со стеклом дисплея. Эти значения взяты из спецификаций Newhaven. Значение контрастности может быть изменено на ваш вкус.

    Остальные функции очень просты для правильного перемещения контактов для обмена данными по шине данных, а также примитивов для настройки страницы и столбца.

    Plot.c
    Выполняет фактическое отображение сигнала на дисплее.Изображение на экране строится путем выполнения 128 измерений АЦП, равномерно распределенных по частоте возбуждения 60 Гц. Это измерение двух каналов и построение графика каждые 130 мкс, поэтому он должен работать довольно быстро. Невозможно отправить данные на дисплей с такой скоростью, поэтому сначала отображаются все 128 показаний, а по завершении этот результат отправляется на дисплей.

    Время, затрачиваемое на отправку экранных данных на дисплей, не критично для точности измерения. Таким образом, когда запись завершена, следующая последовательность измерений может быть запущена в любое время.Если 128 измерений выполнены в нужное время, не имеет значения, когда последовательность началась.

    Этот дисплей имеет довольно медленное время отклика, что сделало бы измерения громоздкими, если бы каждая последовательность измерений должна была приостанавливаться, чтобы дисплей достиг полной яркости. Вместо того, чтобы ждать, программа добавляет некоторую стойкость к отображению, так что старые последовательности измерений не стираются при отрисовке новых. Вместо этого стирание происходит только время от времени, в этом примере это каждый пятый раз.Этот метод обеспечивает высококонтрастный дисплей и высокую частоту кадров.

    PlotScale — это частная функция, которая рисует сетку на дисплее. Хотя цикл для работал бы хорошо и был бы более читабельным, код для скорости написан в оперативном режиме. Переменная метка используется для перемещения сетки по дисплею, если она не отцентрирована должным образом, когда датчики закорочены. Вы можете настроить эту функцию для своей собственной сетки.

    График — это общедоступная функция, запускающая последовательность измерений.При входе Plot позиционирует сетку, а затем определяет, требует ли постоянство экрана очистки буфера кадра. Timer0 запрограммирован на период 130 мкс.

    Цикл для выполняет 128 пар измерений, сначала ожидая истечения таймера Timer0, а затем считывая канал X, а затем канал Y. Чтение канала Y имеет задержку 10 мкс для установки ADC MUX. Канал X не включает этот период ожидания, потому что конец цикла устанавливает мультиплексор для канала X, когда цикл завершен, поэтому нет необходимости ждать какое-либо дополнительное время.

    Octopus_main.c
    Часть этого модуля создается Конфигуратором. В файле есть меры предосторожности, чтобы не помещать свой собственный код между комментариями в квадратных скобках. Это связано с тем, что Конфигуратор помещает свой собственный код в комментарии, заключенные в квадратные скобки, и оставляет только код за пределами скобок (ваш код).

    Первый вызов функции устанавливает все периферийные устройства в режим по умолчанию. После этого вызова работает ШИМ, как и все таймеры.Следующие вызовы вызывают прерывания, инициализируют дисплей и включают подсветку. На этом этапе Осьминог нарисован для экрана-заставки. Через несколько секунд экран очищается перед входом в основной цикл.

    Главный цикл поддерживает sleepTimer , который представляет собой счетчик, предотвращающий переход устройства в спящий режим, когда он не равен нулю. Если таймер должен отсчитывать до нуля, дисплей отключается, сначала устанавливая шину данных на 0xFF, выключая дисплей, а затем устанавливая периферийные устройства в спящий режим.На этом этапе есть условие для DEBUG. Если вы отлаживаете устройство, вы не хотите, чтобы оно переходило в спящий режим, потому что это приведет к сбою отладчика. Таким образом, этот переключатель заставит устройство просто приостановить работу на 100 мс, а не фактически перейти в спящий режим.

    Если устройство все же переходит в спящий режим, обратите внимание на последовательность, задействованную в вызове спящего режима на компоненте Silicon Labs. Несоблюдение последовательности может привести к поломке вашей детали или сделать ее очень нестабильной, когда она проснется. Следует соблюдать меры предосторожности: отключить прерывания, сбросить флаги расширенного режима и затем установить флаги расширенного режима.

    На данный момент деталь спит. Следующие NOP очищают конвейер после того, как деталь просыпается, а затем вы можете включить прерывания.

    Если устройство не перешло в спящий режим, клавиатура дребезжит и сигнал отображается на графике. Этот цикл выполняется настолько быстро, насколько это возможно, поэтому блокировка клавиатуры не совсем такая, как указано в модуле клавиатуры.

    Образцы дисплеев

    Открыть
    При простейшей кривой — которая также является кривой по умолчанию — от -15 В до + 15 В, ток остается 0 ( Рисунок 9 ).

    РИСУНОК 9. Обрыв цепи.


    Прямое / обратное смещение
    Octopus полезен для определения того, ведет ли устройство в прямом, обратном или обоих направлениях. С его помощью вы можете определить полярность или повреждение компонентов. Устройство, которое выходит из строя в прямом направлении, будет отображать нулевой ток при отрицательном напряжении, а затем внезапно отобразить положительный ток при положительном напряжении (, рис. 10, ).

    РИСУНОК 10. Прямое смещение.


    Обратное смещение — это как раз наоборот, отображение высокого отрицательного тока при отрицательном напряжении и отсутствие тока при положительном напряжении. Некоторые устройства, такие как переходы база-эмиттер транзистора, будут отображать пробой в обоих направлениях (, рис. 11, ).

    РИСУНОК 11. Переход база / эмиттер.


    Напряжение пробоя
    Вероятно, самая полезная функция Octopus — это определение напряжения пробоя устройства.Сетка на осьминоге масштабируется с помощью второстепенных отметок 2V и основных отметок 10V.

    Реактивные устройства
    Поскольку у реактивного устройства напряжение и ток не совпадают по фазе, реактивное устройство будет отображать эллипс (, рис. 12, ), если реактивное сопротивление находится в пределах диапазона дисплея Octopus. Это конденсатор емкостью 0,1 мкФ.

    РИСУНОК 12. Конденсатор A 0,1 мкФ.


    Поиск и устранение неисправностей в цепи

    Большим преимуществом тестеров этого типа является то, что тестируемый компонент не нужно удалять из цепи.Просто помните, что эти тесты нужно проводить при выключенном питании.

    Одним из методов устранения неполадок является использование сигнатурного анализа, при котором неисправная плата сравнивается с исправной. Поместите черный щуп на землю тестовой схемы, а затем исследуйте каждый подозрительный узел, чтобы увидеть, совпадает ли подозрительный узел с тем же узлом на исправной плате.

    Строительство

    Перед сборкой доски вы можете использовать пустую доску в качестве направляющей для сверления. Проект был разработан для установки в корпус Hammond 1591T ( www.hammondmfg.com ), используя прозрачную пластиковую крышку. Чтобы просверлить крышку, поместите пустую печатную плату (PCB) между выступами крышки и просверлите монтажные отверстия. Прикрутите крышку к крышке, а затем просверлите центральное положение для двух переключателей.

    Шаг на всех компонентах достаточно велик для ручной пайки. Конечно, если у вас есть духовка или тепловая пушка, это то, что вам нужно. Сначала припаяйте все детали для поверхностного монтажа. В это время следует запрограммировать микроконтроллер, используя разъем отладки для подачи питания на плату.Размер кода достаточно мал, чтобы можно было использовать любую из 32-контактных частей QFP в семействе EFM8SB2.

    Если вы создаете проект самостоятельно, а не используете шестнадцатеричный файл, убедитесь, что вы создали версию Release, так как это переведет устройство в спящий режим и снизит текущую потребляемую мощность до нескольких микроампер.

    Установите трансформатор со стороны компонентов платы и обрежьте два вывода первичной обмотки как можно ближе к плате или обрежьте их перед установкой трансформатора.Эти провода находятся под дисплеем, поэтому вы не хотите, чтобы они попадали в область подсветки.

    Осторожно установите ЖК-дисплей и переключатели на тыльную сторону платы. Обратите внимание, что выемки на переключателях должны находиться в верхней части платы. Добавьте провода для зонда и прикрепите держатель батареи.

    Тестирование

    Если у вас есть блок питания с ограничением тока, вы должны использовать его для проверки платы перед установкой батарей. Устройство потребляет всего около 25 мА, поэтому ограничение подачи до 100 мА обеспечит достаточный ток и предотвратит любые сбои.

    После включения питания устройство должно отображать заставку в течение нескольких секунд, а затем начать отображение экрана измерений. Примерно через минуту отсутствия сигнала (то есть с разомкнутыми датчиками) устройство должно перейти в спящий режим, и ток должен упасть до нескольких микроампер.

    Модификации

    Аппаратное обеспечение
    Регулировка R11 и R12 обеспечит различное усиление Y для разного тока, который необходимо сбалансировать с изменением R9 для полной шкалы.Регулировка R4 обеспечит другое напряжение возбуждения, которое необходимо будет сбалансировать регулировкой R10 для полной шкалы.

    Яркость подсветки можно отрегулировать, изменив R14, но помните, что больший ток означает меньшее время автономной работы и меньшее рассеяние на R14.

    Прошивка
    Есть две кнопки, и дизайн действительно может обойтись только одной, поэтому можно добавить дополнительные функции, изменив способ работы кнопок. Дополнительные диапазоны могут быть добавлены путем изменения выхода ШИМ и регулировки усиления АЦП.

    Тайм-аут отображения можно легко изменить, изменив значение SLEEP_TIMER в Octopus_main.c. Сетка может быть изменена путем изменения процедуры построения графика в PlotScale , расположенном в Plot.c.

    Вы также можете поэкспериментировать с разными уровнями стойкости, изменив значение PERSISTANCE , также в Plot.c.

    Заключение

    Этот осьминог — отличное дополнение к вашему рабочему столу. Он небольшой, работает от батареи и не имеет восьми выводов, свисающих с него, поскольку он связывает ваш осциллограф.

    Кроме того, функции дисплея станут удобным дополнением к вашему следующему проекту графического дисплея. Надеюсь, у вас был шанс надрать шину на Silicon Labs Sleepy Bee. NV


    Ресурсы

    Silicon Labs
    www.silabs.com

    Дисплей Newhaven 128×64 COG
    www.newhavendisplay.com/nhdc12864lzfswfbw3v3-p-4161.html

    Кодирование длин серий
    https://en.wikipedia.org/wiki/Run-length_encoding

    Код Конструктор ракет
    www.Rapidqualitysystems.com/Products/CodeRocketDesigner


    Список запчастей

    Кол-во Значение Устройство Детали
    7 0,1 C-USC0603 C2, C4, C5, C7, C9, C10, C11
    11 1 C-USC0603 C1, C3, C6, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19
    1 1.8K R-US_R0603 R3
    4 1K R-US_R0603 R6, R8, R11, R13
    1 1M R-US_R0603 R10
    1 10 CPOL-USE2,5-6E C8
    1 10K R-US_R0603 R24
    2 18К R-US_R0603 R2, R4
    1 39K R-US_R0603 R9
    2 100 тыс. R-US_R0603 R5, R7
    10 470 R-US_R0603 R12, R14, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23
    1 4148 ДИОД-SOD80C D1
    1 АП2138Н-3.3TRG1 LDOSOT23 U1
    1 DMG3420 NMOSSOT23 N1
    1 EFM8SB20FxxGAQFP32 EFM8SB20QFP20 U2
    1 F24-045-C2 XFRMR_DUAL_SEC Х1
    2 КС-01Q DT6 S1, S2
    1 NCS2211 NCS2211 U4
    1 NHD12864 NHD12864 U3

    Загрузки

    Что в почтовом индексе?
    Файлы кода
    Файлы схем
    Файл CAD

    Amazon.com: JYETech Комплект для сборки осциллографа DSO Shell с корпусом, зондом 100 МГц, зажимным зондом и антистатическим силиконовым ковриком: Industrial & Scientific

    В комплекте:
    ✔ Платы осциллографа и комплект деталей
    ✔ Корпус осциллографа
    ✔ Пробник осциллографа 100 МГц с функцией 1x / 10x
    ✔ Зажим осциллографа с зажимом типа «крокодил»
    ✔ Силиконовый паяльный коврик, устойчивый к электростатическим разрядам и температуре
    ✔ Печатные инструкции по сборке, поиск и устранение неисправностей руководство и схема

    Создайте свой собственный функциональный осциллограф для своего рабочего места.Как это круто??

    DSO Shell (DSO 150) имеет такую ​​же полосу пропускания, что и популярный комплект DSO 138, но содержит значительные улучшения в структуре, сборке и работе.

    Одним из основных отличий DSO Shell является литой пластиковый корпус. Панели гибкие для легкой установки и модификации пользователем. Также был добавлен поворотный энкодер, чтобы сделать настройку параметров быстрой и безболезненной.

    Цветной ЖК-дисплей и микроконтроллер теперь установлены на одной плате (материнской плате), чтобы избежать использования межплатных разъемов для контактов.Аналоговый канал находится на отдельной плате дочерней платы, чтобы обеспечить лучшее разделение между аналоговой и цифровой частями конструкции. Без аналоговой дочерней платы материнская плата фактически является платой управления общего назначения, которую можно использовать во многих других приложениях. За исключением нескольких сквозных компонентов, материнская плата полностью собрана. Он также проходит заводские испытания перед отправкой, чтобы убедиться, что ваш комплект будет работать должным образом.

    ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: требуется входное питание 9 В постоянного тока. НЕ ПРЕВЫШАТЬ 10В! Если вы используете настенную бородавку, проверьте фактическую мощность перед включением прицела.Использование более высоких напряжений приведет к необратимому повреждению вашего прицела!

    Характеристики оболочки DSO:
    ✔ Аналоговая полоса пропускания: 0 — 200 кГц
    ✔ Частота дискретизации: 1 Msps max
    ✔ Чувствительность: 5 мВ / Div — 20V / Div
    ✔ Вертикальное разрешение: 12 бит
    ✔ Развертка времени: 10us / Div — 500s / Div
    ✔ Длина записи: 1024 точки
    ✔ Встроенный тестовый сигнал 1 кГц / 3,3 В
    ✔ Функции удержания, сохранения, вызова

    Сделайте свои собственные впаиваемые пассивные осциллографические пробники

    Осциллографы могут показать настолько большую часть поведения схемы, что они являются любимым инструментом инженеров.Но, прежде чем они смогут дать представление, необходимо исследовать сигналы в цепи. Shabaz об элементе14. Сообщество показывает, как создавать встраиваемые пассивные пробники, которые являются недорогими и высокофункциональными.

    «Это сообщение в блоге может быть полезно для тех, кому нужны недорогие пробники для прицелов, или для тех, кому нужны паяемые пробники для временного или даже полупостоянного прикрепления к печатной плате». -shabaz

    Большинство осциллографов поставляются с пассивными пробниками, которые ослабляют сигнал в десять раз.Мы называем их «пассивными», потому что резистивные, емкостные и индуктивные элементы составляют их конструкцию. С другой стороны, активные пробники имеют полевой транзистор, который буферизует сигнал.

    Важнейшим преимуществом пробника 10: 1 является очень высокий импеданс. Однако им может быть сложно подключиться к цепи на постоянной основе. Большинство этих пробников не поставляются с припаянными приспособлениями.

    Паяные пассивные пробники для самостоятельного монтажа позволяют легко присоединять несколько точек пробников к цепи.В отличие от пробника 10: 1, они имеют входное сопротивление всего 1 кОм. Несмотря на низкий уровень по сравнению с традиционным пассивным датчиком, он подходит для исследования цифровых сигналов.

    Собирать пробник осциллографа своими руками несложно, следуя инструкциям шабаза. Необходимые источники питания — это кусок коаксиального кабеля RG-178, разъем BNC, резистор на 950 Ом, немного провода и горячий клей. Необязательный, но полезный материал — полидох.

    Короче говоря, вы откручиваете внешнюю оплетку коаксиального кабеля, обжимаете ее и припаиваете резистор для поверхностного монтажа к центральному проводнику.Оттуда небольшой кусок проволоки, в идеале с цветовой кодировкой, и немного горячего клея скрепляют спаянные конструкции.

    Для дополнительной механической прочности в шабазе применены полидох. Этот формовочный пластик имеет форму гранул и может быть изменен при нагревании. После охлаждения они более жесткие и менее липкие, чем горячий клей. Кроме того, гранулы могут содержать пигмент, что еще больше увеличивает цветовую маркировку проводов.

    Производительность паяного пассивного пробника для самостоятельной сборки зависит от активного пробника с полевым транзистором. По крайней мере, если учесть разницу в загрузке.Пробники на полевых транзисторах имеют сопротивление в сотни кОм, а этот впаиваемый пассивный элемент имеет сопротивление всего около 1 кОм.

    Следует отметить одно требование: для этих пробников требуются осциллографы с входным сопротивлением 50 Ом. Резистор на наконечнике 950 Ом не будет работать с входным каскадом осциллографа с сопротивлением только 1 МОм.

    Для получения подробных инструкций по сборке, сравнения форм сигналов и большого количества изображений ознакомьтесь с ваяным пассивным пробником shabaz на сайте element14 Community.

    Наблюдая за волнами — журнал DIYODE

    Мини-осциллограф «сделай сам» с микроконтроллером ATmega328P и GLCD 128×64.

    Испытательное оборудование может быть дорогостоящим и недоступным для многих любителей. К счастью, производители могут сделать базовое тестовое оборудование из общедоступных деталей и некоторых навыков программирования. Так было с Шашватом, который построил свой собственный мини-осциллограф на базе ATmega328P после кодирования и моделирования проекта с помощью программного обеспечения для моделирования. Все сделано в деревянном корпусе и заряжается в придачу. Мы связались с Сашватом, чтобы узнать больше.

    Спасибо за уделенное время, Шашват.Прежде чем мы обсудим ваш проект, расскажите о себе нашим читателям.

    Я считаю себя любопытным человеком, который всегда восхищался технологиями. Меня всегда тянет к машинам в целом, но у электроники всегда был особый уголок в моей голове и сердце.

    Выбирать инженерное дело и то же самое в электронике было как раз вовремя, и это решение было неизбежным, особенно после того, как я в 27-й раз пересмотрел фильм «Железный человек».Помимо электроники, моя жизнь в первую очередь состоит из просмотра фильмов (хотя на просмотр одной у меня уходит около 5 попыток). Моя любовь к хорошей еде — это еще одна книга и путешествия.

    Научно-фантастические шоу — отличное место для вдохновения для американских мастеров. Что в первую очередь заинтересовало вас электроникой?

    Изначально меня заинтересовало мое увлечение разбирать сложные вещи, такие как игрушки, старые часы, а иногда и мобильные телефоны. Мой первый незабываемый опыт работы с электроникой случился, когда я разобрал машину с дистанционным управлением и был полностью очарован зелеными блестящими печатными платами со всеми сложными деталями.Мне было интересно попробовать нарисовать принципиальную схему, глядя на плату. Конечно, я понятия не имел, что делаю.

    Это были дни, когда в Индии не было сим-карт JIO, а смартфоны не укладывались в бюджет старшеклассника. В то время у меня был мультимедийный мобильный телефон Nokia Asha 200, который вряд ли обеспечивал скорость загрузки максимум 100 Кбит / с в течение нескольких часов после полуночи. Так что каждую ночь я скачиваю 3–4 случайных видеоролика о проектах по электронике (на создание которых уходит целая ночь), а на следующий день с интересом просматриваю их в цикле.

    Разбирать вещи на части — общая черта творцов и отличный способ учиться. Мы были впечатлены вашим проектом мини-осциллографа. Какая мотивация стояла за этим?

    Прежде чем рассказать вам о мотивации этого проекта, позвольте мне сначала рассказать вам об е-Янтре. e-Yantra — это проект IIT Bombay по распространению образования в области встроенных систем и робототехники.

    Этот проект спонсируется Министерством развития человеческих ресурсов (MHRD) через Национальную миссию по образованию с помощью ИКТ (NMEICT).Это помогает факультетам проводить обучение студентов через практические проекты и прививать среди них успешных новаторов и предпринимателей.

    Несколько месяцев назад я прошел курс по встраиваемым системам и робототехнике, проводимый e-Yantra. Именно здесь я лично поставил задачу построить осциллограф с использованием программного обеспечения для моделирования и написать код на встроенном языке C.

    Проведя много времени в студии Atmel, я смог успешно выполнить эту задачу за отведенное время.К счастью, я получил за это сертификат Grade A. Однако, несмотря на то, что я сделал этот удивительный проект по программному обеспечению для моделирования, он не помогал мне в моем хобби электроники. Итак, я решил построить этот проект на железе, чтобы сделать его более достойным.

    Поздравляю с получением аттестата А. Планирование проекта в программном обеспечении для моделирования — хороший подход, прежде чем вкладывать средства в оборудование для его создания. Расскажите, как работает ваше оборудование.

    Вы почти наверняка рисовали диаграммы в школе.Многие из них показывают, как определенное количество чего-либо (например, частота сердечных сокращений, цена акций корпорации или обменный курс страны) изменяется с течением времени. У них величина отображается в вертикальном направлении (известном как ось y), а период времени отображается в горизонтальном направлении (ось x). Проблема с такими диаграммами в том, что на их построение может уйти много времени, если, конечно, вы не осциллограф!

    Необходимые детали:
    2 печатных платы из перфорированного картона
    1 x 18650 3.Аккумулятор 7 В
    1 модуль зарядки аккумулятора 18650
    1 тумблер
    1 потенциометр 10 К
    3 кнопки
    1 микроконтроллер
    1 x ATmega328P Конденсаторы
    1 кристалл x 16 МГц
    1 x 128×64 GLCD
    1 x 40-контактное гнездо для IC
    Разъемы
    1 x набор пробников 904 и

    Это удобное маленькое устройство, которое автоматически рисует диаграммы, используя сигналы, которые вы вводите в него от датчиков, подключенных к электронной схеме / функциональному генератору.Когда вы присоединяете миниатюрный пробник цифрового осциллографа к электронной схеме, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) микроконтроллера ATmega328P дискретизирует сигнал в дискретных точках с некоторой задержкой (T) во времени и преобразует напряжение сигнала в этих точках в цифровые значения. так называемые точки выборки.

    Тактовая частота дискретизации горизонтальной системы определяет, как часто АЦП выполняет выборку. Скорость, с которой «тикают» часы, называется частотой дискретизации и измеряется в отсчетах в секунду. Точки выборки от АЦП сохраняются в памяти микроконтроллера как точки сигнала.Более одной точки выборки могут составлять одну точку сигнала.

    Вместе точки формы сигнала составляют одну запись сигнала. Количество точек сигнала, используемых для записи сигнала, называется длиной записи. Когда мы нажимаем переключатель Div + ve, задержка выборки (T) увеличивается, поэтому промежуток между точками выборки увеличивается, в результате форма волны выглядит уменьшенной, и наоборот.

    Значение напряжения в точке выборки, имеющей максимальное аналоговое значение из всех точек выборки, хранящихся в памяти, является пиковым напряжением захваченной формы волны.И частота, обратная частоте дискретизации, будет Частотой сигнала.

    Дисплей принимает эти точки записи после сохранения в памяти и отображает их в виде захваченной формы волны в области ДИСПЛЕЙ ВОЛНЫ ((0, 0), (95, 63)) и одновременно в области ИНФОРМАЦИЯ О ДИСПЛЕЙ ВОЛНЫ ((96, 63), (127, 63)) отображаются параметры (например, частота сигнала, пиковое напряжение сигнала и т. Д.).

    Спасибо за подробное объяснение. Вы знаете, какие минимальные и максимальные значения вы можете измерить?

    Да, контроллеры AVR используют встроенный 10-битный АЦП, что означает, что мы получим цифровой выход от 0 до 1023.т.е. когда на входе 0 В, на цифровом выходе будет 0 В, а когда на входе 5 В (и Vref = 5 В), мы получим наивысший цифровой выход, соответствующий 1023 шагам, то есть 5 В. Таким образом, для диапазона напряжений осциллограф может отображать сигналы от 0 В до 5 В постоянного тока. И AVR, имеющий размер шага (с Vref = 5 В) 5/1023 = 4,88 мВ, поэтому он может обнаруживать изменение входного сигнала минимум на 4,88 мВ.

    Какой диапазон частот измеряет схема и как вы смогли проверить его точность?

    Он может измерять от 10 Гц до 50 кГц.Я тестировал осциллограф, используя свой функциональный генератор на базе Arduino, и показания были довольно точными.

    Какое прототипирование вам нужно было сделать?

    Перед тем, как построить свой мини-осциллограф на аппаратном обеспечении, я попробовал и протестировал свою схему и код на программном обеспечении для моделирования simulIDE. После долгой отладки, когда я был удовлетворен своим кодом и выводом осциллографа, я начал создавать его на оборудовании.

    Не могли бы вы рассказать нам немного о схеме функционального генератора, которую вы сделали для проверки осциллографа?

    Когда я успешно завершил свой проект мини-осциллографа, мне не терпится проверить его.Итак, я сделал простой генератор прямоугольной волны из Arduino, с помощью которого я могу изменять частоту и пиковое напряжение прямоугольной волны. С помощью функции «тон» я смог сгенерировать прямоугольную волну заданной частоты (и 50% рабочего цикла) на выводе PWM Arduino. Но, к сожалению, у Arduino нет никакой функции для изменения пикового напряжения прямоугольной волны. Итак, я подключил потенциометр 10 кОм к его выводу PWM, чтобы изменить его пиковое напряжение.

    Замечательно, что вы встроили проект в корпус, чтобы сделать его полноценной сборкой.Как вы это сделали?

    У меня нет 3D-принтера, поэтому я решил построить деревянный корпус. Я пошел в столярную мастерскую и купил несколько бальзовых палочек, наждачную бумагу, шестигранную пилу и клей февикол. Затем я измерил высоту и ширину ЖК-дисплея и построил для этого прямоугольную рамку. Это будет передняя часть нашего осциллографа, а для задней части с помощью шестигранной пилы я разрезал бальзовые палочки на части и соединил их с помощью клея, чтобы получилась прямоугольная деревянная коробка. Завершив переднюю и заднюю части, я протер их наждачной бумагой, чтобы придать корпусу очень аккуратную деревянную текстуру.

    Были ли какие-то особые проблемы, которые вам нужно было преодолеть?

    Большинство проблем, с которыми я столкнулся, были при написании кода для дисплея. ЖК-экран 128×64 — это то, над чем я работал впервые, и мне пришлось пройти через библиотеку ug8 несколько раз, чтобы написать хотя бы одну функцию.

    Когда я пытался изобразить волны на экране, кривые не строились симметрично относительно вертикальной оси, и это меня некоторое время беспокоило.Кроме того, для меня было интересным испытанием заключить все оборудование в небольшую деревянную коробку. В целом эта деятельность была для меня скорее удовольствием, чем вызовом.

    Отлично! Куда вы собираетесь идти дальше?

    Каждый инженер, который любит повозиться с электроникой в ​​какой-то момент времени, захочет создать свою собственную лабораторию. Мультиметр, осциллограф, функциональный генератор и двухрежимный источник питания — это минимум оборудования для достойной лабораторной установки.Хотя все это можно купить за огромные деньги, мы также можем легко построить несколько самостоятельно. Очевидно, производители вроде меня предпочтут второй вариант. Если вы внимательно посмотрите на все устройства, помимо базовой схемы, вы обнаружите, что два наиболее важных компонента являются общими для всех из них, то есть ЖК-дисплей и микроконтроллер.

    Если я буду строить это снова в будущем, я постараюсь собрать большую часть оборудования в одном. Без сомнения, мне нужно написать кучу строк кода и иметь дело с очень большими схемами, но в результате я получу компактное, экономичное и, самое главное, многофункциональное устройство, которое сэкономит много дополнительных рабочих мест. пространство тоже.

    Звучит довольно сложно. Если наши читатели захотят создать проект вашего осциллографа для себя, есть ли у вас электрическая схема и код, которыми можно поделиться?

    Да. Я счастлив поделиться этим с вашими читателями. Код можно найти на моем GitHub https://git.io/JEsvf

    Это замечательно, что сообщество разработчиков делится своими знаниями, спасибо. Есть ли что-то еще, что мы не обсуждали о проекте, о чем должны знать наши читатели?

    Не думаю, что осталось что-то обсуждать.Любой, кто имеет базовые представления о программировании и электронике, может легко разобраться, прочитав эту статью.

    Спасибо, Шашват. Мы желаем вам всего наилучшего и надеемся увидеть, что вы создадите дальше.

    Самодельный осциллограф

    с Arduino

    Введение:

    Электронно-лучевой осциллограф

    или CRO — очень важный инструмент для любого проекта в области электроники. Но эта CRO — аналоговая система, но теперь на рынок выходит и цифровая версия.Новый цифровой продукт очень хорошего качества и производительности. В этом продукте не используется концепция катодного луча, поэтому его лучше называть осциллографом, а не катодно-лучевым осциллографом.

    Но стоимость CRO, как и цифрового осциллографа, выше, чем возможности начинающего любителя электроники. Итак, этот проект для начинающих любителей электроники.

    Необходимые компоненты:

    1. Arduino Nano
    2. USB-кабель для Arduino Nano
    3. 8 штук 5.Стабилитроны 1 вольт 1 ватт
    4. 8 штук Резисторы 1 кОм 1 Вт
    5. 4 штуки Переменные резисторы 500 кОм
    6. Какой-то гибкий провод для внутреннего подключения
    7. 4 щупа (я использовал простой порт USB)
    8. Базы датчиков, 4 шт. (Я использовал простой двухжильный USB-кабель)
    9. какой-то женский разъем для подключения Arduino к печатной плате

    ** Я также включаю в этот проект схему генератора базовых сигналов OP-AMP.Для этого вам понадобится

    1. LM324 Четырехдифференциальный компаратор DIP14 типа IC
    2. 2 штуки Резисторы 10 кОм 1/4 Вт
    3. 4 штуки Резисторы 100 кОм 1/4 Вт
    4. 1 штука Резистор 22 кОм 1/4 Вт
    5. 1 шт., Резистор 220 кОм 1/4 Вт
    6. 1 штука 1 мкФ керамический конденсатор 50 В
    7. 1 штука 33 нФ керамический конденсатор 50 В
    8. 1 штука 10 нФ керамический конденсатор 50 В
    9. 1 штука Переменные резисторы 100 кОм

    Теория, лежащая в основе проекта:

    По сути, концепция осциллографа — это не что иное, как захват аналогового сигнала, преобразование в цифровой сигнал и построение с помощью этого цифрового сигнала графика этого аналогового сигнала.Таким образом, основная часть проекта — это эффективный аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

    В каждой версии платы Arduino есть некоторое количество предварительно собранных АЦП, доступных в микроконтроллере Atmega. Для этого проекта я использовал Arduino Nano. В этом варианте используется микроконтроллер Atmenga328P.

    Согласно принципу работы выводов Arduino GPIO, выводы измеряют разность напряжений относительно земли. Таким образом, невозможно измерить + ve и -ve одним и тем же штифтом.поэтому мы используем два контакта GPIO. Один предназначен для положительной половины, а другой — для отрицательной части данного сигнала.

    После сбора аналогового значения АЦП Arduino преобразует его в цифровое значение и отправляет значения на главный компьютер. Компьютер получает значение и с помощью программного обеспечения преобразует его в график сигнала.

    Настройка оборудования:

    Основным оборудованием системы является комбинация цепей стабилитрон-резистор. Итак, я сделал схему, как показано ниже.

    нам понадобится этот кусок схемы 4 раза, чтобы сделать 4-х канальный осциллограф. Я использовал 4 USB-базы для подключения датчиков к основной плате. Для подключения штыря Arduino я использовал несколько гибких проводов и штырьки разъема «мама» на печатной плате. Для осциллографа достаточно платы Arduino nano и этой схемы.

    Вот фотография 4-кратного аппаратного обеспечения указанной выше принципиальной схемы.

    ** Для генератора сигналов я сделал эту схему, показанную ниже.

    эта деталь не входит в состав осциллографа. Но если вы хотите включить генератор сигналов в свой проект, вы можете добавить.

    После завершения схемы вся система выглядит так

    Установите программное обеспечение:

    Есть две части софта.

    • Настройте Arduino и код
    • Установите программное обеспечение для получения графика

    Итак, одноразовая установка платы Arduino.Для этого нам понадобится IDE Arduino. Если у вас нет IDE Arduino, перейдите по ссылке https://www.arghyabiswas.com/arduino-ide-setup-and-programming, загрузите и настройте свою IDE. После успешной установки IDE загрузите отсюда код Arduino для осциллографа.

    Загрузите код и разархивируйте файл, затем подключите плату Arduino nano к компьютеру и загрузите код на плату Arduino Nano. затем подключите плату к печатной плате.

    Теперь нам нужно выполнить вторую часть настройки программного обеспечения.Загрузите программное обеспечение отсюда и разархивируйте на свой компьютер. Не нужно устанавливать программное обеспечение. Эта программа разработана таким образом, чтобы просто пообедать и поиграть.

    После распаковки папки откройте файл Serial Oscilloscope.exe. Затем выберите COM-порт Arduino на вкладке «Последовательный порт». В моем случае это COM-порт COM8. Если опция COM-порта недоступна, нажмите «Обновить список», тогда он покажет доступный COM-порт.

    После выбора COM-порта необходимо выбрать режим работы системы.Осциллограф работает в 4-х режимах

    1. Очистить режим
    2. Одномодовый
    3. Двойной режим
    4. Несколько режимов

    Режим очистки: в этом режиме осциллограф находится в идеальном состоянии. В этом режиме система удаляет все предыдущие рекомендации и результаты и ожидает получения новых рекомендаций. Сочетание клавиш для режима очистки — «C» или «c». После выбора COM-порта просто нажмите «C» или «c», он войдет в идеальное состояние.

    Одиночный режим: в этом режиме осциллограф поддерживает только один канал из 4 доступных.Сочетание клавиш для одиночного режима — «S» или «s». После выбора режима вам необходимо выбрать номер канала, нажав «1», «2», «3» или «4»;

    Двойной режим: в этом режиме осциллограф будет поддерживать любые два канала из 4 доступных. Сочетание клавиш для двойного режима — «D» или «d». После выбора режима необходимо выбрать номер канала, нажимая «1», «2», «3» или «4»;

    Множественный режим: в этом режиме осциллограф поддерживает все 4 доступных канала.Сочетание клавиш для множественного режима — «M» или «m». Здесь нет необходимости выбирать канал, потому что по умолчанию выбраны все 4 канала.

    После выбора режима и канала вы должны открыть окно осциллографа Ultimate Graph Viewer на вкладке «Осциллограф».

    после открытия вкладки выглядит как окно с черным графиком.

    Теперь пора подключить щупы с тестовым сигналом. В моем случае я использовал сигнал переменного тока 25 Вольт.Сразу после подключения зондов к сигналу формируется график сигнала переменного тока. Итак, синусоида сигнала выглядит так.

    После этого я тестирую программное обеспечение с каким-либо другим сигналом, например прямоугольным или каким-то негеометрическим сигналом. Во всех случаях программное обеспечение работает отлично.

    Теперь я должен сообщить вам, что программное обеспечение также поддерживает дополнительную модуляцию сигнала. Контрольные переключатели программного обеспечения находятся в нижнем левом углу.

    Используйте эти переключатели, чтобы получить более точный график сигнала.

    Вывод:

    Это проект по созданию инструментов. Осциллограф, сделанный в этом проекте, не совсем идеален, но как проект и для новичка или любителя электроники своими руками это очень хороший проект и инструмент по очень низкой цене.

    Итак, с этой точки зрения, я пришел к выводу, что проект — очень хороший и эффективный продукт для новичка. Но если вы не согласны с моим мнением, пожалуйста, оставьте комментарий ниже и помогите мне улучшить проект, а также мои навыки.

    Если это небольшое усилие может помочь в любом вашем проекте, тогда мои усилия будут успешными. Пожалуйста, оставьте отзыв на нашей странице контактов.

    Если вы столкнулись с какой-либо проблемой, отправьте электронное письмо на адрес [email protected] Спасибо за то, что вы с нами.


    Спасибо

    Выберите подходящий щуп осциллографа для вашего приложения

    В этом разделе будут проиллюстрированы два примера эффектов нагрузки, вызванных измерительными цепями. В каждом примере эффекты, возникающие в результате исследования цепи, могут привести к тому, что устройство коренным образом изменит поведение или полностью перестанет функционировать.

    Емкостная нагрузка

    LC-цепь, также известная как бак-схема, содержит параллельно включенные индуктивность и конденсатор. Конечным эффектом этой схемы является то, что катушка индуктивности излучает резонансную частоту с заданным значением, определяемым катушкой индуктивности и конденсатором. Частота определяется уравнением 3.

    Уравнение 3. Это уравнение определяет резонансную частоту LC-контура.

    Эта схема используется в коммерческих RFID-метках, так что это будет пример, демонстрирующий влияние нагрузки.На рисунке 5 показана очень распространенная LC-схема в микросхеме RFID.

    Рис. 5. Цепи LC используются в RFID-метках. Это очень распространенная LC-схема RFID.

    Инженер, проектирующий или тестирующий эту схему, может захотеть проверить линию, содержащую конденсатор. Если инженер подключит пробник SP500X к точке с высоким потенциалом этой цепи, емкость пробника будет добавлена ​​параллельно с C1 между высоким потенциалом и землей, как показано на рисунке 6.

    Рис. 6. Входная емкость пробника будет добавлена ​​к цепи, если она не будет проверена способом, препятствующим протеканию тока.

    Дополнительная емкость зонда вызовет изменение резонансной частоты LC-контура в соответствии с уравнением 4.

    Уравнение 4 . Дополнительная емкость, вводимая датчиком SP500X, изменит резонансную частоту LC-контура на 0.В 93 раза больше исходной частоты.

    Из-за этого изменения частоты метка RFID теперь будет излучать частоту, сильно отличающуюся от предполагаемой частоты передатчика, которая не будет накапливать достаточно энергии для обнаружения датчиком или функциональной характеристики для правильной работы.

    Резистивная нагрузка

    Схема генератора на Рисунке 7 содержит резистор номиналом 10 МОм, подключенный параллельно КМОП-инвертору. Датчики имеют входное сопротивление 10 МОм для предотвращения значительного протекания тока через датчик и во избежание воздействия на тестируемую цепь.В этом случае в тестируемой цепи присутствует высокоомный элемент.

    Рисунок 7 . Схема часового генератора может быть функционально упрощена, чтобы показать, как резистивная нагрузка может повлиять на ее работу.

    Инженер может быть заинтересован в потенциале на соединении CTRA In, резистора 10 МОм и источника питания кварцевого генератора, как показано на рисунке 8. Эта точка пробника поместит входное сопротивление пробника 10 МОм параллельно. с резистором 10 МОм, который создаст делитель напряжения.Кварцевый генератор в этой схеме рассчитывает работать с заданным напряжением. Если генератор получает половину ожидаемого напряжения, он может работать спорадически или вообще не работать.

    Рисунок 8 . Измерение параллельно резистору 10 МОм в цепи кварцевого генератора создаст делитель напряжения, который может привести к прекращению его работы.

    1: 1 Зонды

    Пробники

    1: 1 (один к одному), также известные как пробники 1x, подключают вход импеданса осциллографа 1 МОм к измеряемой цепи.Они разработаны с учетом минимальных потерь и простого подключения, но в остальном они эквивалентны использованию кабеля для подключения прицела. На рисунке 4 показана принципиальная схема входа высокоомного осциллографа, подключенного к тестируемой цепи. Тестируемая схема моделируется как источник напряжения с последовательным резистором. Пробник (или кабель) 1: 1 вносит значительную емкость, которая появляется параллельно входу осциллографа. Пробник 1: 1 может иметь емкость от 40 до 60 пФ, что обычно больше входной емкости осциллографа.

    Конструкция пробников 1: 1 не обеспечивает того уровня характеристик, который вы ожидаете от пробника с ослаблением, как будет объяснено в разделе «Пробник 10: 1».

    Зонды 10: 1

    Пробники

    10: 1 (также называемые пробниками 10x, пробниками делителя или ослабляющими пробниками) имеют резистор и конденсатор (подключенные параллельно), встроенные в пробник. На рисунке 8 показана схема пробника 10: 1, подключенного к высокоомному входу осциллографа. Если R 1 C 1 = R 2 C 2 , то эта схема дает удивительный результат, заключающийся в том, что действие обоих конденсаторов полностью компенсируется.На практике это условие может не соблюдаться в точности, но может быть приближено. Конденсатор обычно делается регулируемым, и его можно настроить для почти идеального соответствия. Уравнение 5 показывает отношение Vs к V IN в этих условиях.

    Уравнение 5. Ослабляющие пробники, такие как пробники 10Х, используют принцип делителя напряжения, описанный в этом уравнении.

    Это уравнение напоминает уравнение делителя напряжения.R 2 — входное сопротивление высокого входного сопротивления осциллографа (1 МВт), а R 1 = 9R 2 . Уравнение 6 показывает результат уравнения 5 с использованием датчика 10X.

    Уравнение 6. Пробник 10X дает 1/10 напряжения на входе осциллографа.

    Таким образом, конечный результат — комбинация входов пробника и осциллографа, которая имеет гораздо более широкую полосу пропускания, чем пробник 1: 1, из-за эффективного нейтрализации двух конденсаторов.Наказанием является потеря напряжения. Осциллограф теперь видит только одну десятую исходного напряжения (отсюда и название пробник 10: 1). Также обратите внимание, что в измеряемой цепи сопротивление нагрузки составляет R 1 + R 2 = 10 МВт, что намного выше, чем у датчика 1: 1. Некоторые датчики предназначены для удобного переключения между режимами работы 1: 1 и 10: 1.

    Рис. 9. Влияние конденсаторов в пассивном пробнике отменяется при правильной настройке C 1 .

    С датчиком 10: 1 уменьшаются эффекты как резистивной, так и емкостной нагрузки (по сравнению с датчиком 1: 1). Хотя входная емкость осциллографа в идеале исключена, остаточная емкость связана с датчиком CPROBE. Эта емкость, указанная производителем, нагружает тестируемую цепь.

    Коэффициент потери напряжения 10 не является проблемой, если измеряемое напряжение не настолько мало, что деление его на 10 делает его нечитаемым для осциллографа.Это означает, что чувствительность осциллографа и напряжение сигнала могут быть факторами при принятии решения об использовании щупа 10: 1. На большинстве осциллографов пользователь должен помнить, что используется пробник 10: 1, и должен умножать полученные измерения в 10 раз. Это неприятно, поэтому на некоторых осциллографах есть две отметки шкалы: одна действительна для пробника 1: 1 и другой действителен для датчика 10: 1. Другие осциллографы пошли еще дальше и автоматически корректируют показания на правильную величину при использовании ослабляющего щупа.

    Обратите внимание, что некоторые пробники 10: 1 имеют резистор на входе пробника, так что резистивная нагрузка составляет 1 МОм. Эти пробники не улучшают резистивную нагрузку по сравнению с пробником 1: 1, но имеют меньшую емкостную нагрузку.

    Другие затухающие пробники

    Датчики затухания бывают разных значений, например, датчики 50: 1 и 100: 1. Общие принципы работы этих пробников такие же, как и у пробника с делителем 10: 1: уровень напряжения и полоса пропускания изменяются, чтобы получить более широкую полосу пропускания, в пробнике возникают большие потери и на вход осциллографа подается меньшее напряжение.

    Схем

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.