Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Осциллограф на базе персонального компьютера

Осциллограф на базе персонального компьютера.

наличие очень качественного (и при этом бесплатного) ПО осциллографа как в режиме реального времени, так и в режиме самописца. К примеру, программа Powergraph v2.1 дает такую возможность сохранения и анализа всего периода осциллографической съемки (тем более — получение обыкновенного стоп-кадра), которую вы найдете далеко не у каждого специализированного мотортестера. Воспроизведение "кинофильма" и неспешный анализ записанного является просто кладом для диагноста, потому что имеет преимущество перед осциллографом реального времени при отлавливании ускользающих (intermittent) дефектов;

высокая помехозащищенность и скорость системной шины персонального компьютера (PCI), что позволяет получить чистый сигнал и отсутствие самовозбуждения даже при измерении вторичного напряжения системы зажигания, что труднодостижимо для осциллографов работающих через внешние порты (USB, COM, LPT), труднодостижимо за те же деньги.

низкие системные требования к персональному компьютеру. Я лично наблюдал работу Powergraph со звуковой картой ISA на 486-м компьютере. Правда, тормозила программа при этом весьма заметно, но самописец работал — это факт. Для комфортной работы с осциллографом на звуковой карте с избытком хватает P2 (333МГц), в то время как для USB- осциллографа требуется, как минимум, P3 , и не просто — а старшей линейки (не менее 1ГГц);

диагональ даже 14" монитора все-таки поболее будет чем экран самого крутого осциллографа;

простота использования: луч никуда не убегает, не надо его фокусировать и т.д.;

— не надо занимать рабочее пространство мастерской еще одним громоздким девайсом;

Однако, использование стандартной звуковой карты несет в себе некоторое ограничение связанное с её невозможностью измерять постоянное напряжение, что в некоторых случаях ущемляет возможности ремонтника, и во всех случаях является поводом для насмешек со стороны снобов. Этому досадному свойству звуковой карты была объявлена война, которая дала некоторые приобретения. Но есть потери:
1. Звуковую карту нужно доработать. Основным образом доработка заключается в закорачивании входных конденсаторов;
2. Доработанная по п.1 способом звуковая карта отказывается корректно работать со схемой на делителях приведенной выше, т.е. что-то она все-таки показывает, но не во всех измерениях и откалибровать по-прежнему невозможно. Для обхода этого недоразумения потребовалось существенно усложнить схему сопряжения с измеряемым сигналом. Идея подсмотрена здесь: Sound card based multimeter;
3. Некоторые звуковые карты не сдаются. Причем, чем она современнее и навороченнее, тем меньше шансов увидеть постоянку. Убедился в этом загубив несколько карт.

А из-за чего, собственно, такие жертвы? Что такого дает нам возможность видеть постоянку? Например, при наблюдении сигналов зажигания разница некритична, т.к. основные параметры зажигания — длительность искры и остаточные колебания отображаются правдиво, и все это довольно хорошо видно и на стандартной звуковухе, что не удивляет, т.к. сигнал зажигания — быстрый. Обратимся к практике.

Как видно, различия в столбцах слева и справа носят скорее эстетический характер — неисправный МЗ отлавливается на обоих типах карт по отсутствию затухающих колебаний.
Но, обратите внимание, что импульс управления в левом столбце имеет противный уплыв на горизонтальном участке обусловленный закрытостью входа стандартной звуковухи. Причем чем медленнее будет сигнал, тем сильнее будут искажения (в конце этого замедления — полный аллес, т.е. прямая линия). Сравните сигналы датчика распредвала полученные на картах обоих типов. Насколько это ограничивает возможности диагноста?

Казалось бы, что и тут стандартной звуковой карты вполне достаточно, т.к. она достоверно определяет временные интервалы. Опровергает эту надежду следующий пример: сигнал неисправного датчика распредвала не дотягивал двух вольт до нуля, и по этой причине ЭБУ отказывался учитывать его сигнал при управлении двигателем. На стандартной звуковой карте эту неисправность не отловить, просто пройдем мимо. Это уже серьезнее.

Доработанная звуковая карта через спецадаптер. По вертикальной шкале вольты.
Сигналы датчика распредвала дв. ВАЗ-2111. Справа сигнал неисправного датчика.
df_3.png (14133 bytes)

И, наконец, сигналы низкой частоты стандартной звуковухе попросту недоступны. А их немало, их даже большинство (кислородник, датчик положения дросселя, дрейф температурного датчика и др.). Из анализа выпадает немало тестов. Например форму скачка сигнала ДМРВ при включении зажигания (что является одной из достоверных характеристик его здоровья) на стандартной звуковухе не увидеть. Итоговое напряжение после завершения переходного процесса можно посмотреть и вольтметром, а сам переход только запоминающим осциллографом, и только тем что способен показывать постоянную составляющую сигнала, т.е. иметь открытый вход.

К тому же, возможность видеть постоянку позволяет откалибровать шкалу осциллографа в физических величинах — вольтах, миллиамперах, барах, сантиметрах и т.д. Все зависит от начиненности поста датчиками — преобразователями физических величин. Смотреть осциллограммы еще.

За радостью первых осциллограмм (неважно на каком оборудовании полученных) последует недоумение: "А как их толковать?", и здесь вполне уместна аналогия с медициной. По одной и той же кардиограмме работы сердца врачи с разным опытом сделают разные выводы. От менее опытного ускользнет то что более опытный посчитает важным. Т.е. чтобы лучше читать осциллограммы надо их много читать, и количество обязательно перейдет в качество.

На сегодняшний день трудно представить полноценную диагностику без осциллографа, или его старшего брата — мотортестера. Особенно остро он необходим при диагностировании автомобилей имеющих слаборазвитую самодиагностику зашитую в программу ЭБУ (если она вообще есть). Чем "глупее" ЭБУ, тем больший объем диагностических работ перекладывается на внешнее оборудование. Осциллограф — один из их числа. А если речь идет об иномарке, к ЭБУ которой вы не можете подступиться ввиду отсутствия трехкилобаксового сканера, то без осциллографа совсем плохо.
Распространенный случай на автомобилях даже с продвинутой самодиагностикой — ЭБУ зафиксировал множественные пропуски воспламенения в каком-то цилиндре и отключил его форсунку. Пропуски воспламенения могут быть вызваны массой причин, и необязательно пропусками в зажигании. Но даже и в последнем случае ЭБУ не укажет конкретную причину (свеча? провод? катушка?), а просто вырубит форсунку и все — разбирайтесь сами. А осциллограф укажет. Причем, осциллографом можно выявлять и неисправности не имеющие никакого отношения к системе управления, чем кстати и ограничивается в большинстве случаев родная ЭБУшная самодиагностика. Например, по сигналу ДМРВ работающего на холостом ходу двигателя можно обнаружить отклонение от нормы в ГРМ.

Читайте так же:
Схема индуктора своими руками

Да мало ли где может пригодиться осциллограф!? И не только в ремонте автомобилей, хотя бы и магнитолу чинить. Использование Powergraph может быть полезным еще и там где необходима длительная регистрация сигнала во времени, что собственно и является прямым назначением программы — самописец.
Не обойтись нам и без наблюдения сигналов в реальном времени. Достаточно щелчком мыши запустить другую программу (при неизменном железе) и самописец превращается в real-time осциллограф. Таким же образом можем получить спектроанализатор и генератор. В предлагаемом в этой статье осциллографе отсутствует какая-либо привязка к конкретному ПО, что делает вас независимым в выборе софта который найдете на просторах интернета в великом множестве.

Комплектация осциллографа изображенного на фотографии:
1. двухканальный адаптер в металлическом корпусе с возможностью калибрования каждого канала. Один из каналов разбит на три калиброванных поддиапазона (1:1, 1:10, 1:100), переключение производится одним тумблером на адаптере. Поддиапазон 1:1 позволяет получить качественный сигнал при просмотре низковольтных величин (кислородник, датчики на основе пьезоэлементов, ДМРВ, токовый датчик, микрофон и др.). Входное сопротивление адаптера не хуже 1мОм на каждый канал. Входные сигнальные гнезда адаптера могут быть выполнены в виде тюльпан-аудио, либо BNC (по желанию заказчика). Для исследователей низковольтных сигналов может быть полезен поддиапазон 2:1, в этом случае он вытесняет из адаптера поддиапазон 1:100 (опция);
2. доработанная звуковая карта (PCI);
3. датчики: емкостной — для отображения вторичного напряжения зажигания с кабелем длиной 3м. Универсальный щуп с кабелем длиной 3м.;
4. диск с несколькими вариантами ПО осциллографа, драйвером прилагаемой звуковой карты, информационным пакетом и мануалом по установке. В качестве бесплатного бонуса диск дополнен подборкой диагностического софта из собственной коллекции — всё рабочее и проверенное в деле.

Стоит все это хозяйство 4000р (3000 — без датчиков), без учета почтовых расходов по России, для подсчета которых заказывая указывайте город получателя. Покупателям из других стран бывшего СССР комплект передается через их доверенных лиц на территории России, либо с проводником поезда. Просьба не задавать вопросы о возможности приобретения комплекта наложенным платежем — этот способ доставки не осуществляется.

Осциллограф из компьютера. Компьютер как измерительный комплекс — спектроанализатор, частотомер, генератор.

Самодельная цифровая приставка осциллограф к компьютеру своими руками

Как измерить входное сопротивление линейного входа?

Чтобы рассчитать аттенюатор для линейного входа аудиокарты, нужно знать входное сопротивление линейного входа. К сожалению, измерить входное сопротивление при помощи обычного мультиметра нельзя. Это связано с тем, что во входных цепях аудиокарт имеются разделительные конденсаторы.

Входные же сопротивления разных аудиокарт могут очень сильно отличаться. Так что, этот замер сделать всё-таки придётся.

Для измерения входного импеданса аудокарты по переменному току, нужно подать на вход через балластный (добавочный) резистор синусоидальный сигнал частотой 50 Гц и рассчитать сопротивление по приведённой формуле.

Синусоидальный сигнал можно сформировать в программном генераторе НЧ, ссылка на который есть в «Дополнительных материалах». Замер амплитудных значений также можно произвести программным осциллографом.

На картинке изображена схема подключений.

Напряжения U1 и U2 нужно измерить виртуальным осциллографом в соответствующих положениях выключателя SA. Абсолютные значения напряжения знать не нужно, поэтому расчёты валидны до калибровки прибора.

Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4 (кОм).

Цвет / РасположениеИмпеданс (кОм)
Красный / Тыл82
Чёрный / Тыл75
Салатовый / Фронт11,4
Розовый / Фронт50
Ноутбук8,5

Вот результаты замеров импеданса разных линейных входов.

Как видите, входные сопротивления отличаются в разы, а в одном случае почти на порядок.

Вернуться наверх к меню.

Схема и сборка устройства

Существует много схем для изготовления цифрового USB-осциллографа своими руками. Не все доступны для неопытного радиолюбителя. Наиболее легким является сборка устройств на основе звуковой карты, так как здесь нужно собрать только делитель для увеличения порога входящего напряжения.

Подключение через USB

USB-осциллограф сложный в изготовлении своими руками, но высокоточный прибор с большим диапазоном по частоте. Детали для него можно приобрести в магазине или заказать через интернет. Список запчастей следующий:

  • двусторонняя плата с готовыми дорожками;
  • АЦП AD9288−40BRSZ;
  • система собирается на процессоре марки CY7C68013A;
  • резисторы, трансформаторы, конденсаторы, дроссели — номиналы указаны на схеме;
  • паяльник и монтажный фен, паяльная паста, флюс и припой;
  • провод с площадью сечения 0,1 мм2 и лаковым покрытием;
  • тороидальный сердечник для изготовления трансформатора;
  • чип памяти EEPROM flash 24LC64;
  • реле с управляющим напряжением не более 3,3 В;
  • операционные усилители AD8065;
  • преобразователь постоянного тока DC-DC;
  • USB коннектор;
  • стеклотекстолит;
  • разъемы для щупов, корпус для платы.

Что за формат MDX — как и чем его открыть

Схема устройства приведена ниже.

Так как используется двусторонний монтаж, то самостоятельно плату с дорожками изготовить не получится. Надо обратиться к производственному объединению, выпускающему подобные изделия, и сделать заказ со следующими условиями:

  • стеклотекстолит, на котором будет размечена схема, должен иметь толщину не менее 1,5 мм;
  • толщина медных дорожек не менее 1 унции (OZ) или 35 мкм;
  • сквозная металлизация отверстий;
  • лужение контактных площадок для лучшего припаивания элементов.

Получив заказ, можно приступать к сборке. Вначале собирается конвертер DC-DC, для получения двух постоянных напряжений: +5 В и -5 В. Изготавливается он отдельно от основного устройства, а затем подсоединяется экранированным кабелем.

Далее аккуратно припаять элементы схемы. Особенно быть осторожным при пайке микросхем, не допускать увеличения температуры паяльника выше 300°С.

Разместив изготовленное устройство в корпусе, подключить его к компьютеру через USB разъем. После этого перемкнуть перемычку JP1.

Использование аудиокарты

Осциллограф из внешней звуковой карты — малобюджетный и простой в изготовлении осциллоскоп к компьютеру или ноутбуку. Более всего подойдет начинающим радиолюбителям. Можно использовать как внешнее, так и внутреннее звуковое устройство.

Читайте так же:
Подъемник для машины в гараж своими руками

Входное напряжение для внутренней звуковой карты компьютера не должно превышать 0,5-2 В. Чтобы измерить сигнал с амплитудой более 2 В, необходимо подать его на компьютер через делитель напряжения. Собирается аттенюатор по следующей схеме.

Схема аттенюатора

Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1 раз, в зависимости от величины. Для этого щупы вставляются в соответствующие разъемы. Точная настройка происходит через подстроечный резистор. Диоды предохраняют от случайной подачи напряжения более 2 В.

Конструкцию разместить в металлической коробке для устранения возможных наводок. Провод, подключаемый к звуковой карте, должен быть коротким с медной оплеткой. Для создания второго канала необходимо продублировать устройство. Если на карте есть несколько входов, то выбрать с наименьшим внутренним сопротивлением.

Собранное устройство

Определяем свой IP адрес

Ниже рассматривается схема с использованием внешней USB звуковой карты стоимостью около 2 долларов.

Внешний вид

Кроме адаптера понадобятся:

  • сопротивление на 120 кОм:
  • коннектор mini Jake;
  • щупы для измерений.

После приобретения всех запчастей проделать следующие шаги:

    Вскрыть аккуратно адаптер, так, чтобы не сломать защелки. Внутри будет небольшая плата.

Плата спереди

Плата сзади

Драйвера на устройство

Установка в папку

Установка драйверов

Перед использованием осциллограф необходимо настроить.

Как подобрать или подогнать резисторы делителя напряжения?

Так как радиолюбители часто испытывают трудности при поиске прецизионных резисторов, я расскажу о том, как можно с высокой точностью подогнать обычные резисторы широкого применения.

Высокоточные резисторы всего в несколько раз дороже обычных, но на нашем радиорынке их продают по 100 штук, что делает их покупку не очень целесообразной.

Использование подстроечных резисторов.

Как видите, каждое плечо делителя состоит из двух резисторов – постоянного и подстроечного.

Недостаток – громоздкость. Точность ограничена только доступной точностью измерительного прибора.

Подбор резисторов.

Другой способ – подбор пар резисторов. Точность обеспечивается за счёт подбора пар резисторов из двух комплектов резисторов с большим разбросом. Сначала все резисторы промеряются, а затем подбираются пары, сумма сопротивлений которых наиболее соответствует схеме.

Именно этим способом, в промышленных масштабах, подгонялись резисторы делителя для легендарного тестера «ТЛ-4».

Недостаток метода – трудоёмкость и потребность в большом количестве резисторов.

Чем длиннее список резисторов, тем выше точность подбора.

Подгонка резисторов при помощи наждачной бумаги.

Подгонкой резисторов, путём удаления части резистивной плёнки, не брезгует даже промышленность.

Однако при подгонке высокоомных резисторов не допускается прорезать резистивную плёнку насквозь. У высокоомных плёночных резисторов МЛТ, плёнка нанесена на цилиндрическую поверхность в виде спирали. Подпиливать такие резисторы нужно крайне осторожно, чтобы не разорвать цепь.

Точную подгонку резисторов в любительских условиях можно осуществить при помощи самой мелкой наждачной бумаги – «нулёвки».

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

Затем резистор подпаивается к «концам», которые подключаются к мультиметру. Осторожными движениями шкурки-«нулёвки» сопротивление резистора доводится до нормы. Когда резистор подогнан, место пропила покрывается слоем защитного лака или клея.

Что такое шкурка-«нулёвка» написано здесь.

На мой взгляд, это самый быстрый и простой способ, который, тем не менее, даёт очень хорошие результаты.

Вернуться наверх к меню.

Как измерить выходное сопротивление линейного выхода?

Этот параграф можно пропустить. Он рассчитан на любителей мелких подробностей.

Выходное сопротивление (выходной импеданс) линейного выхода, рассчитанного на подключение телефонов (наушников), слишком мало, чтобы оказать существенное влияние на точность измерений, которые нам предстоит выполнить в следующем параграфе.

Так для чего измерять выходной импеданс?

Так как мы будем использовать для калибровки осциллографа виртуальный низкочастотный сигнал-генератор, то его выходной импеданс будет равен выходному импедансу линейного выхода (Line Out) звуковой карты.

Убедившись в том, что выходной импеданс мал, мы можем предотвратить грубые ошибки при измерении входного импеданса. Хотя, даже при самом плохом стечении обстоятельств эта ошибка вряд ли превысит 3… 5%. Откровенно говоря, это даже меньше возможной ошибки измерений. Но, известно, что ошибки имеют привычку «набегать».

При использовании генератора для ремонта и настройки аудиотехники тоже желательно знать его внутренне сопротивление. Это может пригодиться, например, при измерении ESR (Equivalent Series Resistance) эквивалентного последовательного сопротивления или попросту реактивного сопротивления конденсаторов.

Мне, благодаря этому измерению, удалось выявить самый низкоомный выход в моей аудиокарте.

Если у аудиокарты всего одно выходное гнездо, то тогда всё ясно. Оно одновременно является и линейным выходом и выходом на телефоны (наушники). Его импеданс, как правило, мал, и его можно не измерять. Именно такие аудио-выходы используются в ноутбуках.

Когда же гнёзд целых шесть и есть ещё парочка на передней панели системного блока, а каждому гнезду можно назначить определённую функцию, то выходное сопротивление гнёзд может существенно отличаться.

Обычно, самый низкий импеданс соответствует гнезду салатового цвета, которое по-умолчанию и является линейным выходом.

Цвет / расположениеСостояние переключателя
Телефоны (Ом)Линейный выход (Ом)
Салатовый / Тыл5230
Серый / Тыл7230
Салатовый / Фронт1280
Ноутбук0,7Не переклю-чается

Пример замера импеданса нескольких разных выходов аудиокарты установленных в режим «Телефоны» и «Линейный выход».

Как видно из формулы, абсолютные значения измеренного напряжения роли не играют, потому эти замеры можно делать задолго до калибровки осциллографа.

Компьютер в роли осциллографа, спектроанализатора, частотомера и генератора —

: Устанавливаем приложение Arduino IDE и библиотеку TimerOne.h

Прежде всего, если у вас не установлена среда разработки Arduino, скачайте и установите ее с сайта Arduino.

Установите библиотеку «TimerOne.h» для Arduino IDE, следуя следующим инструкциям:

  1. В приложении Arduino выберите пункт меню «Sketch» (см. фото).
  2. Далее «Include Library».
  3. «Manage Libraries…».
  4. Выберите «all» в окне «Type» и «all» в окне «Topic». В пустое поле введите «TimerOne» (без кавычек).
  5. Ниже появится информация о библиотеке.
  6. Щелкните на этом тексте, и появится кнопка «Install».
  7. Нажмите кнопку «Install».
  8. Перезапустите программу.

Видео

Электрическая схема

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

Читайте так же:
Ремонт бетономешалки своими руками видео

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

Как выровнять амплитудно-частотную характеристику адаптера?

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

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

Резисторы R2 и R3 снижают влияние входной ёмкости и создают подъём частотной характеристики в области высоких частот. Компенсировать этот подъём можно путём подбора конденсаторов С2 и С3 в соответствующих диапазонах 1:20 и 1:100.

У подобрал следующие ёмкости: C1 – 39pF, C2 – 10nF, C3 – 0,1nF.

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

USB-осциллографы

Если у вас нет портативного устройства вроде планшета, но имеется ноутбук или компьютер, не стоит расстраиваться. Из них также можно сделать прекрасный измерительный прибор. 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.

В настоящее время тяжело угнаться за новейшими технологиями радиоэлектроники. Разнообразные электронные устройства можно теперь модифицировать по своему вкусу из одного в другое. Было бы желание и умение. Даже из старых электронных часов можно сделать простой тестер для многих деталей электросхемы, не говоря уже о планшетах и компьютерах. Многим радиолюбителям и профессионалам часто приходиться пользоваться точными электронными приборами, среди которых очень популярен осциллограф. Такой хороший прибор стоит недёшево. Хотя сделать его своими руками на основе планшета и андроида не составит особого труда даже радиолюбителю.

Осциллограф из планшета на «Андроид»

Bluetooth-канал

В настоящее время электронного прогресса в магазинах появляются приставки, которые выполняют функции осциллографа. Они передают сигнал с помощь Bluetooth-канала на планшет или смартфон. Такой осциллограф — приставка, подключаемая, к планшету через Bluetooth имеет свои особенности. Предел измеряемой частоты, составляющий 1 МГц, напряжение щупа 10 В и радиус действия порядка 10 метров не всегда хватают для профессионального диапазона рабочей деятельности. В таких случаях можно использовать осциллограф — приставку с передачей данных с помощью Wi-Fi.

Передача данных с помощью Wi-Fi

Wi-Fi значительно расширяет возможности измерительных устройств. Такой вид обмена информацией между планшетом и приставкой особо популярен. Это не дань моде, а чистая практичность. Поскольку измеряемая информация передаётся без задержек на планшет, который моментально выводит любой график на свой монитор.

Понятное пользовательское меню позволяет быстро и легко ориентироваться в управлении и настройках электронного устройства. А записывающее устройство позволяет воспроизводить и передавать информацию в реальном времени и во все точки для всех участников этого процесса.

Обычно вместе с покупной осциллограф — приставкой поставляется и диск с программным обеспечением. Эти драйвера и программу можно быстро скачать на планшет или смартфон. Если такого диска нет — найдите эти данные в магазине приложений или поищите в интернете на форумах и специализированных сайтах.

Конструкция и детали

Элементы схемы адаптера размещены в прямоугольном дюралюминиевом корпусе.

Переключение коэффициента деления аттенюатора осуществляется тумблером со средним положением.

В качестве входного гнезда применён стандартный разъём СР-50, что позволяет использовать стандартные кабели и щупы. Вместо него можно применить обычное аудио гнездо типа Джек (Jack) 3,5мм.

Выходной разъём – стандартное аудио гнездо 3,5мм. Адаптер соединяется с линейным входом аудиокарты при помощи кабеля с двумя Джеками 3,5мм на концах.

Сборка произведена методом навесного монтажа.

Для использования осциллографа понадобится ещё кабель со щупом на конце.

: Соединяем вы (

С помощью проводов, подключите цифровой выход 10 контроллера Arduino к его аналоговому входу A0, а выход 9 – к входу A1.

На экране появится сигнал, похожий на тот, который показан на фото. Сигналы на цифровых выходах 9 и 10 задаются блоком «Ger.Sinal» программы: на выходе 9 генерируется ШИМ-сигнал частотой 10 Гц (Т = 100 мс) при Ton = 25 %; на выходе 10 – сигнал, равный удвоенному периоду 2Т (200 мс).

Вы можете самостоятельно настроить значения в блоке «Ger.Sinal», перетаскивая ползунок или щелкая по элементу управления.

Схема и сборка устройства

Существует много схем для изготовления цифрового USB-осциллографа своими руками. Не все доступны для неопытного радиолюбителя. Наиболее легким является сборка устройств на основе звуковой карты, так как здесь нужно собрать только делитель для увеличения порога входящего напряжения.

Подключение через USB

USB-осциллограф сложный в изготовлении своими руками, но высокоточный прибор с большим диапазоном по частоте. Детали для него можно приобрести в магазине или заказать через интернет. Список запчастей следующий:

  • двусторонняя плата с готовыми дорожками;
  • АЦП AD9288−40BRSZ;
  • система собирается на процессоре марки CY7C68013A;
  • резисторы, трансформаторы, конденсаторы, дроссели — номиналы указаны на схеме;
  • паяльник и монтажный фен, паяльная паста, флюс и припой;
  • провод с площадью сечения 0,1 мм 2 и лаковым покрытием;
  • тороидальный сердечник для изготовления трансформатора;
  • чип памяти EEPROM flash 24LC64;
  • реле с управляющим напряжением не более 3,3 В;
  • операционные усилители AD8065;
  • преобразователь постоянного тока DC-DC;
  • USB коннектор;
  • стеклотекстолит;
  • разъемы для щупов, корпус для платы.
Читайте так же:
Уличные светильники для загородного дома своими руками

Генерация QR кодов

Схема устройства приведена ниже.

Так как используется двусторонний монтаж, то самостоятельно плату с дорожками изготовить не получится. Надо обратиться к производственному объединению, выпускающему подобные изделия, и сделать заказ со следующими условиями:

  • стеклотекстолит, на котором будет размечена схема, должен иметь толщину не менее 1,5 мм;
  • толщина медных дорожек не менее 1 унции (OZ) или 35 мкм;
  • сквозная металлизация отверстий;
  • лужение контактных площадок для лучшего припаивания элементов.

Получив заказ, можно приступать к сборке. Вначале собирается конвертер DC-DC, для получения двух постоянных напряжений: +5 В и -5 В. Изготавливается он отдельно от основного устройства, а затем подсоединяется экранированным кабелем.

Далее аккуратно припаять элементы схемы. Особенно быть осторожным при пайке микросхем, не допускать увеличения температуры паяльника выше 300°С.

Разместив изготовленное устройство в корпусе, подключить его к компьютеру через USB разъем. После этого перемкнуть перемычку JP1.

Использование аудиокарты

Осциллограф из внешней звуковой карты — малобюджетный и простой в изготовлении осциллоскоп к компьютеру или ноутбуку. Более всего подойдет начинающим радиолюбителям. Можно использовать как внешнее, так и внутреннее звуковое устройство.

Входное напряжение для внутренней звуковой карты компьютера не должно превышать 0,5-2 В. Чтобы измерить сигнал с амплитудой более 2 В, необходимо подать его на компьютер через делитель напряжения. Собирается аттенюатор по следующей схеме.Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1

Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1 раз, в зависимости от величины. Для этого щупы вставляются в соответствующие разъемы. Точная настройка происходит через подстроечный резистор. Диоды предохраняют от случайной подачи напряжения более 2 В.

Конструкцию разместить в металлической коробке для устранения возможных наводок. Провод, подключаемый к звуковой карте, должен быть коротким с медной оплеткой. Для создания второго канала необходимо продублировать устройство. Если на карте есть несколько входов, то выбрать с наименьшим внутренним сопротивлением. Как узнать все характеристики оперативной п

Как узнать все характеристики оперативной памяти установленной на компьютере или ноутбуке

Ниже рассматривается схема с использованием внешней USB звуковой карты стоимостью около 2 долларов.Кроме адаптера понадобятся:

Кроме адаптера понадобятся:

  • сопротивление на 120 кОм:
  • коннектор mini Jake;
  • щупы для измерений.

После приобретения всех запчастей проделать следующие шаги:

  1. Вскрыть аккуратно адаптер, так, чтобы не сломать защелки. Внутри будет небольшая плата.Снять конденсатор C6 и поставить на его место сопр
  2. Снять конденсатор C6 и поставить на его место сопротивление на 120 кОм.Припаять к щупам коннекторы mini Jack вместо ориги
  3. Припаять к щупам коннекторы mini Jack вместо оригинальных и вставить их в адаптер.
  4. Скачатьархив с драйверами устройства и распаковать его в папку. Вставить гаджет в компьютер.
  5. Компьютер запросит драйвера на новое устройство.Установить их, указав путь к папке.
  6. Установить их, указав путь к папке.Нажать на кнопку «Далее» для установки драйверов.
  7. Нажать на кнопку «Далее» для установки драйверов.

Перед использованием осциллограф необходимо настроить.

Описание работы осциллографа из компьютера

Для осуществления обмена данными, между USB осциллографом и персональным компьютером, применен интерфейс Universal Serial Bus (USB). Данный интерфейс функционирует на базе микросхемы FT232BM (DD2) фирмы Future Technology Devices. Она представляет собой преобразователь интерфейса USB — COM. Микросхема FT232BM может функционировать как в режиме прямого управления битами BitBang (при использовании драйвера D2XX), так и в режиме виртуального COM-порта (при применении драйвера VCP).

Осциллограф из компьютера своими руками схема

Простая приставка ГКЧ к осциллографу

Так уж случилось, что сейчас у меня мало промышленных измерительных приборов. Остался только низкочастотный осциллограф С-73. Полоса у C1-73 всего лишь 5 МГц, хотя с «завалом» можно и 10 МГц увидеть и даже оценить напрямую например промежуточную частоту в приемнике 10,7 МГц.
Подобная ситуация часто встречается у тех, кто занимался НЧ техникой и решил попробовать свои силы в ВЧ технике. Более высокочастотные сигналы можно конечно смотреть с помощью детекторной головки, но это не всегда удобно. Осциллограф С1-73 имеет вход «Х». Также у меня есть частотомер. Для настройки приемников я стал пользоваться различными простыми показометрами и приставками к осциллографу, что позволяет даже с этими приборами настраивать приемники на частоту до сотни мегагерц.
Вот хотя бы настраивал приемник на 144 МГц.
http://www.radiocxema.h1n.ru/2019/12/12/эксперименты-с-приемником-чм-на-144-мгц/
Одна из приставок, это ГКЧ. Схем подобных приставок в Интернете полно. Можно хотя бы здесь посмотреть.
https://radiokot.ru:443/forum/viewtopic.php?f=10&t=115533
Но я пользуюсь такой.

Я не сказал бы, что она лучше других, но по моему мнению удобнее. Генератор в ней собран на транзисторах VT10, VT11. Транзисторы работают в барьерном режиме. Подробнее про этот генератор можно почитать здесь.
https://radiokot.ru:443/forum/viewtopic.php?p=1620846#p1620846
Особенность этого генератора в том, что простой заменой катушки и емкости в контуре его можно заставить работать в диапазоне от сотен килогерц, до сотен мегагерц. При этом сменная катушка даже отводов не имеет.
Схема особенностей не имеет. Конденсатор С11 заряжается через стабилизатор тока на транзисторе VT7 и разряжается короткими импульсами. Частота этих импульсов для настройки схем на L, С можно взять порядка 150 – 250 Гц, что бы не было моргания экрана. Если нужно настраивать кварцевые фильтры, то частоту нужно сделать меньше 50 Гц. Вся настройка состоит в том, что покрутить подстроечник R17 и на выходе эмиттерного повторителя получить пилообразное напряжение максимальной амплитуды.
У меня оно порядка 9 вольт получается.

Пользоваться как обычно. В схему ГКЧ подпаиваем нужную катушку. Точную установку частоты делаю обычно сердечником катушки. Пилу подаем на вход «Х» осциллографа. Выход приставки подключаем к устройству, АЧХ которого нужно посмотреть. Крутим сердечник катушки и устанавливаем точно нужную частоту. Резистором R20 устанавливаем нужную девиацию частоты. Недостаток схемы еще в том, что при изменении девиации немного меняется частота, но её можно подправить сердечником катушки.
Вот я настраиваю приемник с двумя связанными контурами в УПЧ.
Это устанавливаю связь между контурами больше критической.

Читайте так же:
Обналичка дверей своими руками

Это уменьшаю связь между контурами до критической.

Это настраиваю радиовещательный УКВ приемник.
Проверяю УПЧ.

Это смотрю настройку керамического фильтра.

Это настраиваю S- кривую частотного детектора.

Как писал выше, если частоту коротких импульсов уменьшить, то можно настраивать кварцевые фильтры. Вот я согласовывал в схеме кварцевый фильтр MCF10,7-15C из радиостанции «Лен» для получения нужной формы АЧХ.

Дело в том, что если кварцевый фильтр плохо согласован, то АЧХ искажается. Появляется большая неравномерность вершины и приемник будет работать плохо.

Как все это сделать без ГКЧ я не знаю, а данная приставка, хотя и очень примитивная, позволяет все это сделать.
Если частота на которой нужно работать с ГКЧ больше, чем полоса осциллографа, то нужно просто воспользоваться детекторной головкой, например такой.

Диод лучше ВЧ германиевый. Я Д311 ставлю. Просто они у меня есть.
Тогда вместо такой картинки.

Будем видеть такую.

Понятно, что с схему приставки при желании можно ввести генератор меток для определения центральной частоты и ширины полосы пропускания. Можно также сделать детекторную головку, что позволит смотреть АЧХ на частотах в сотни мегагерц.
При настройке приемников часто приставку я вообще к приемнику не подключаю. Просто делаю на выходе приставки небольшой проводок в качестве антенны и на входе приемника антенну.
Вот например, стал я заниматься приемниками на 27 МГц и просто на макетке за пару часов спаял такую схему.

Транзисторы здесь кроме VT1 и VT4 любые малой мощности. У меня стояли КТ315 и КТ361
VT1 и VT4 надо поставить помощней. У меня стояли КТ3117

Схема по сути отличается от приведенной выше только генератором, который я в данном случае спаял по схеме генератора Колпитца с общей базой. Данная схема генератора удобна тем, что если вместо конденсатора С12 поставить кварц на 27 МГц, то получим фиксированную частоту работы нашего приемника. Это иногда удобно при настройке схемы.

Стабилизаторы можно ставить любые, например интегральные.
Инвертора КМОП любые.

Про катушки.
Катушка зависит от того, на какой частоте будет работать ГКЧ. Обычно я ставлю примерно, а потом измеряю частоту генерации частотомером.
Например для частоты 27 МГц катушку можно намотать на каркасе диаметром 5 — 6 мм. Количество витков порядка 10. Провод 0,4 — 0,5 мм
Для второй схемы на частоту 27 МГц конденсаторы в генераторе могут быть в пределах
С8 0 — 10 пф
С9 15 пф
С10 47 пф
Более точно частоту устанавливал с помощью сердечника, контролируя частоту генерации частотомером. При этом сердечник может быть как ферромагнитный, так и например латунный. Например, если частота ниже, чем нужно, то просто вместо ферромагнитного сердечника вкручиваю латунный или медный.

Данные схемы не имеет смысла повторять на 100%. В статье описал только подход по изготовлению простейшей приставки ГКЧ к осциллографу, которой пользовался при настройке всех схем, что выложил на сайте.

При составлении своей схемы нужно стремиться получить стабильные и развязанные друг от друга напряжения на выходах стабилизаторов. Желательно, как это сделано у меня использовать два стабилизатора. Это упростит настройку схемы. Иначе может возникнуть нестабильная работа ГКЧ, как например дрожание изображения при малой полосе качания.
Если при работе с приставкой получение маленькой полосы качания не потребуется, например при настройке радиовещательного УКВ приемника, то питать схему ГКЧ можно по упрощенной схеме. Просто получить стабильное напряжение 12 вольт любым способом, а питание генератора сделать поставив просто стабилитрон на 5 — 7 вольт

Т.е. даже в упрощенном варианте, питание генератора ВЧ и питание остальной схемы нужно хотя бы каким то способом, но разделить.
Разделение с помощью RC цепочки, на практике получается недостаточным.

Я описал приставку, которой пользуюсь сам. Она удобна тем, что легко согласуется с имеющимся у меня осциллографом С1-73 имеющим вход «Х»
Если у вашего осциллографа есть «пила» выведенная наружу, то удобнее пойти по пути описанному здесь.
http://ra3ggi.qrz.ru/UZLY/991123.htm
Цитата оттуда.
У осциллографа С1-77 на боковую стенку выведено пилообразное напряжение от генератора развертки. Это позволило исключить из схемы приставки генератор пилообразного напряжения. При этом, естественно, отпадает необходимость в синхронизации и появляется возможность наблюдать АЧХ при разных длительностях развертки. Очевидно, что и при использовании осциллографов других типов имеет смысл использовать их подобным образом после соответствующей доработки. Поскольку предполагалось работать только-в диапазоне 8 МГц, была оставлена катушка только этого диапазона. Для увеличения выходного напряжения выходной каскад был переделан в резонансный. Настраивается он в резонанс после того как выход приставки будет соединен с входом фильтра (проводниками не более 10 см длиной). Схема переделанной приставки приведена на рисунке.

Если ГКЧ будет на несколько частот, то выходной каскад лучше изменить, да и смысла не вижу применять на выходе мощный транзистор.

Можно также воспользоваться статьей из ж. Радио 5-1993 год. Стр. 24
http://archive.radio.ru/web/1993/05/

Можно также приставку ГКЧ сделать к осциллографу у которого нет ни входа «Х», ни вывода пилы, а есть только вход «внешняя синхронизация».
Принцип состоит в том, что нужно синхронизировать пилообразное напряжение развертки осциллографа и «пилу», которая формируется в ГКЧ и которая «качает» частоту генерации в ГКЧ.

На схеме в точке «Б» у нас «пила» что подается на варикап в ГКЧ.
В точке «А» имеем короткие импульсы которые подаются на вход внешней синхронизации осциллографа. Длительность развертки осциллографа устанавливаем примерно такой же, что и длительность «пилы», что формируется в приставке ГКЧ.
В результате всего этого у нас получается, что развертка осциллографа синхронизирована с «пилой» формируемой в приставке ГКЧ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector