อุปกรณ์ที่นำเสนอนั้นอยู่ในหมวดหมู่ของออสซิลโลสโคป-กราฟิกโพรบ ความสามารถของมันอนุญาตให้ "ด้วยตา" เท่านั้นในการประเมินรูปร่างและพารามิเตอร์ของสัญญาณความถี่ต่ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขนาดที่เล็กและคุ้มค่า ออสซิลโลสโคปดังกล่าวจึงสามารถนำมาใช้ในการฝึกวิทยุสมัครเล่นได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องวินิจฉัยและซ่อมแซมอุปกรณ์ภาคสนาม

การพัฒนานี้ขึ้นอยู่กับออสซิลโลสโคป-มัลติมิเตอร์แบบสองลำแสงขนาดเล็กที่อธิบายไว้ใน เหลือเพียง "ลำแสง" เดียวเท่านั้น ความไวสูงสุดของช่องเบี่ยงเบนแนวตั้งเพิ่มขึ้นจาก 640 เป็น 100 mV (เต็มหน้าจอ) ระยะเวลาการกวาดขั้นต่ำลดลงจาก 5 เป็น 3 มิลลิวินาที และเมื่อสังเกตสัญญาณลอจิก - สูงสุด 300 µs ลดขนาดของอุปกรณ์ น้ำหนัก และการใช้กระแสไฟฟ้าลงอย่างมาก

ลักษณะทางเทคนิคหลัก

วงจรออสซิลโลสโคปแสดงในรูปที่ 1. สัญญาณที่ตรวจสอบซึ่งมีรูปร่างตามอำเภอใจขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดจะถูกส่งไปยัง "อินพุต 1" ซึ่งเป็นหนึ่งในซ็อกเก็ต 1-5, 7, 8 ของตัวเชื่อมต่อ X1 และสายสามัญของแหล่งที่มาของสัญญาณภายใต้การศึกษาคือ เชื่อมต่อกับซ็อกเก็ต 6 ตัวต้านทาน R1-R6 ซึ่งตั้งค่าความไวของช่องเบี่ยงเบนแนวตั้งของออสซิลโลสโคปนั้นติดตั้งโดยตรงบนพินของซ็อกเก็ตตัวเชื่อมต่อ ผ่านแอมพลิฟายเออร์ของออปแอมป์ K140UD608 (DA1) สัญญาณจะถูกส่งไปยังพิน 2 (RA0) ของไมโครคอนโทรลเลอร์ (DD1) ซึ่งทำหน้าที่เป็นอินพุตของ ADC ในตัว จำนวนดิจิตอลของค่าสัญญาณทันทีสำหรับเวลาที่สอดคล้องกับระยะเวลาการกวาดที่เลือกจะถูกเก็บไว้ใน RAM ของไมโครคอนโทรลเลอร์และแสดงบน LCD กราฟิก HG1 ในรูปแบบของออสซิลโลแกรม มีการใช้ LCD ซึ่งควบคุมผ่านสายของพอร์ต RB0-RB4 และ RC0-RC7 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ เมื่อพัฒนาซอฟต์แวร์ คำแนะนำจากบทความมีประโยชน์มาก

ตัวต้านทานปรับค่าได้ R10 ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนรูปคลื่นในแนวตั้ง ตัวต้านทาน R17 ถูกเลือกเพื่อให้ได้คอนทราสต์ของภาพที่ดีที่สุดบนหน้าจอตัวบ่งชี้

การกวาดของออสซิลโลสโคปเป็นแบบช็อตเดียว ซึ่งทำงานทุกครั้งที่กดปุ่ม SB2 ระยะเวลาของการกวาดจะเปลี่ยนโดยการกดปุ่ม SB1 หลังจากการคลิกแต่ละครั้ง หน้าจอตัวบ่งชี้จะแสดงตัวเลข — ค่าของระยะเวลาที่เลือก

หากตั้งค่าระยะเวลาการกวาดเป็น 300 µs (เต็มหน้าจอ) ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์จะไม่มีเวลาแปลงตัวอย่างสัญญาณภายใต้การศึกษาให้เป็นดิจิทัลอีกต่อไป ที่ความเร็วดังกล่าว ตัวบ่งชี้สามารถสังเกตธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในเวลาของระดับตรรกะของพัลส์ที่ใช้กับช่องเสียบ 9 ของขั้วต่อ X1 เท่านั้น ("อินพุต 2" ของออสซิลโลสโคป) เท่านั้น ผ่านตัวเก็บประจุแยก C1 พัลส์เหล่านี้จะถูกป้อนโดยตรงไปยังอินพุตแยก RA1 (พิน 3) ของไมโครคอนโทรลเลอร์

ออสซิลโลสโคปถูกประกอบโดยการติดตั้งพื้นผิวบนกระดาน (รูปที่ 2) โดยวางในกล่องที่ทำจากกล่องใส่อุปกรณ์ตกปลา ไฟแสดงสถานะ HG1 อยู่ที่ฝาครอบตัวเครื่อง รูปร่างอุปกรณ์การทำงานแสดงในรูปที่ 3. ปุ่มที่สามที่มองเห็นในภาพไม่ได้เชื่อมต่อ ไม่ได้ใช้กับอุปกรณ์

มีซอร์สโค้ดแอสเซมบลีและเฟิร์มแวร์สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F873A อยู่ที่

วรรณกรรม:

1. Kichigin A. ออสซิลโลสโคป-มัลติมิเตอร์แบบสองลำแสงขนาดเล็ก - วิทยุ 2547 ฉบับที่ 6 หน้า 24-26.
2. โมดูลผลึกเหลว MT-12864J. - .
3. Milevsky A. การใช้กราฟิก LCD MT-12864A กับไมโครคอนโทรลเลอร์ Microchip - วิทยุ, 2552, ฉบับที่ 6, น. 28-31.

ออสซิลโลสโคปใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega32 กราฟิกตัวบ่งชี้ LCD 128 x 64 จุด รูปแบบของอุปกรณ์นี้ง่ายมาก ข้อเสียอย่างหนึ่งของออสซิลโลสโคปนี้คือความถี่สูงสุดต่ำของสัญญาณที่วัดได้ สำหรับคลื่นสี่เหลี่ยมจะมีค่าเพียง 5 kHz โปรแกรมนี้เขียนด้วยภาษา C ใน WinAVR ร่วมกับ AVRStudio 4 ไลบรารีกราฟิกเขียนขึ้นสำหรับโครงการนี้โดยเฉพาะ

คำอธิบาย:

แรงดันไฟฟ้าของวงจรคือ 12 โวลต์ จากแรงดันเอาต์พุตของตัวแปลงนี้ เราได้รับ +8.2V สำหรับ IC1 และ +5V สำหรับ IC2 สำหรับ IC3 วงจรนี้มีช่วงอินพุต -2.5 โวลต์ถึง +2.5 โวลต์หรือ 0 ถึง +5 โวลต์ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ S1 (AC/DC) คุณสามารถขยายช่วงของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้โดยใช้ตัวแบ่ง คอนทราสต์ของจอแสดงผลถูกปรับโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ P2 แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดคือ 30 โวลต์สำหรับ DC และ 24 โวลต์สำหรับ AC

คุณสามารถดูวงจรออสซิลโลสโคปขั้นสูงโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATxmega128A3

โครงการ:

เฟิร์มแวร์ไมโครคอนโทรลเลอร์:

ไฟล์เฟิร์มแวร์ AVR_oscilloscope.hex เมื่อกระพริบ ให้ตั้งค่า Fuse bits ของไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการตอกบัตรจากคริสตัลภายนอก อย่าลืมปิดการใช้งานอินเทอร์เฟซ JTAG

เป็นเรื่องยากสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นที่จะจินตนาการถึงห้องปฏิบัติการของเขาโดยไม่มีเครื่องมือวัดที่สำคัญอย่างออสซิลโลสโคป และแน่นอน หากไม่มีเครื่องมือพิเศษที่ช่วยให้คุณวิเคราะห์และวัดสัญญาณที่ทำหน้าที่ในวงจรได้ การซ่อมแซมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่จึงเป็นไปไม่ได้

ในทางกลับกัน ราคาของอุปกรณ์เหล่านี้มักจะเกินความเป็นไปได้ด้านงบประมาณของผู้บริโภคทั่วไป ซึ่งบังคับให้เขาต้องแสวงหา ทางเลือกหรือสร้างออสซิลโลสโคปด้วยมือของคุณเอง

วิธีแก้ปัญหา

คุณสามารถปฏิเสธที่จะซื้อผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ราคาแพงได้ในกรณีต่อไปนี้:

• ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ในพีซีหรือแล็ปท็อป การ์ดเสียง(ZK);
• สร้างออสซิลโลสโคป USB ด้วยมือของคุณเอง
• การปรับแต่งแท็บเล็ตทั่วไป

ตัวเลือกแต่ละรายการข้างต้นซึ่งช่วยให้คุณสร้างออสซิลโลสโคปด้วยมือของคุณเองนั้นใช้ไม่ได้เสมอไป สำหรับการทำงานเต็มรูปแบบด้วย set-top box และโมดูลที่ประกอบเอง จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเบื้องต้นต่อไปนี้:

• การยอมรับข้อจำกัดบางประการของสัญญาณที่วัดได้ (เช่น ตามความถี่)
• ประสบการณ์เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน
• ความสามารถในการปรับแต่งแท็บเล็ต

ดังนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งออสซิลโลสโคปจากการ์ดเสียงจึงไม่อนุญาตให้ทำการวัดกระบวนการสั่นด้วยความถี่ที่อยู่นอกช่วงการทำงาน (20 Hz-20 kHz) และสำหรับการผลิตกล่องแปลงสัญญาณ USB ไปยังพีซี คุณจะต้องมีประสบการณ์ในการประกอบและกำหนดค่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน (เช่นเดียวกับเมื่อเชื่อมต่อกับแท็บเล็ตทั่วไป)

บันทึก!ตัวเลือกที่เป็นไปได้ที่จะสร้างออสซิลโลสโคปจากแล็ปท็อปหรือแท็บเล็ตด้วยวิธีที่ง่ายที่สุดคือกรณีแรกซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ ZK ในตัว

พิจารณาว่าแต่ละวิธีข้างต้นถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติอย่างไร

การใช้ ZK

ในการใช้วิธีการรับภาพนี้จำเป็นต้องสร้างคำนำหน้าขนาดเล็กซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เพียงไม่กี่ชิ้นสำหรับแต่ละชิ้น แผนภาพสามารถดูได้จากภาพด้านล่าง

วัตถุประสงค์หลักของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายสัญญาณภายนอกภายใต้การศึกษาไปยังอินพุตของการ์ดเสียงในตัวอย่างปลอดภัยซึ่งมีตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC) ของตัวเอง ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในนั้นรับประกันข้อ จำกัด ของแอมพลิจูดของสัญญาณที่ระดับไม่เกิน 2 โวลต์และตัวแบ่งของตัวต้านทานที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมช่วยให้สามารถใช้แรงดันไฟฟ้าที่มีค่าแอมพลิจูดสูงกับอินพุตได้

ลวดที่มีปลั๊ก 3.5 มม. ที่ปลายด้านตรงข้ามถูกบัดกรีเข้ากับบอร์ดพร้อมตัวต้านทานและไดโอดจากด้านเอาต์พุตซึ่งเสียบเข้ากับซ็อกเก็ต ZK ภายใต้ชื่อ "Line Input" สัญญาณที่ทดสอบถูกนำไปใช้กับขั้วต่ออินพุต

สำคัญ!ความยาวของสายเชื่อมต่อควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณผิดเพี้ยนน้อยที่สุดในระดับที่วัดได้ต่ำมาก ขอแนะนำให้ใช้ลวดสองเส้นในการถักเปียทองแดง (หน้าจอ) เป็นตัวเชื่อมต่อดังกล่าว

แม้ว่าความถี่ที่ผ่านโดยลิมิตเตอร์ดังกล่าวจะอยู่ในช่วงความถี่ต่ำ ข้อควรระวังนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพของการส่งสัญญาณ

โปรแกรมรับออสซิลโลแกรม

นอกจากอุปกรณ์ทางเทคนิคแล้ว ก่อนเริ่มการวัด คุณควรเตรียมอุปกรณ์ที่เหมาะสม ซอฟต์แวร์(ซอฟต์แวร์). ซึ่งหมายความว่าคุณต้องติดตั้งยูทิลิตี้ตัวใดตัวหนึ่งที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรับภาพออสซิลโลแกรมบนพีซีของคุณ

ดังนั้น ในเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมงหรือมากกว่านั้น จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเงื่อนไขสำหรับการศึกษาและวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าโดยใช้พีซีแบบอยู่กับที่ (แล็ปท็อป)

การปรับแต่งแท็บเล็ต

การใช้แผนที่ในตัว

ในการปรับแท็บเล็ตปกติสำหรับ oscillograms คุณสามารถใช้วิธีการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซเสียงที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ในกรณีนี้ อาจเกิดปัญหาบางอย่างได้ เนื่องจากแท็บเล็ตไม่มีอินพุตสายแยกสำหรับไมโครโฟน

ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

• คุณต้องใช้ชุดหูฟังจากโทรศัพท์ซึ่งควรมีไมโครโฟนในตัว
• จากนั้นคุณควรชี้แจงการเดินสาย (pinout) ของขั้วต่ออินพุตบนแท็บเล็ตที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อและเปรียบเทียบกับหน้าสัมผัสที่เกี่ยวข้องบนปลั๊กหูฟัง
• หากตรงกันคุณสามารถเชื่อมต่อแหล่งสัญญาณแทนไมโครโฟนได้อย่างปลอดภัยโดยใช้คำนำหน้าไดโอดและตัวต้านทานที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้
• ในท้ายที่สุดก็ยังคงต้องติดตั้งโปรแกรมพิเศษบนแท็บเล็ตที่สามารถวิเคราะห์สัญญาณที่อินพุตไมโครโฟนและแสดงกราฟบนหน้าจอ

ข้อดี วิธีนี้การเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ทำได้ง่ายและราคาถูก ข้อเสียของมันรวมถึงความถี่ที่วัดได้เพียงเล็กน้อยรวมถึงการขาดการรับประกันความปลอดภัย 100% สำหรับแท็บเล็ต

สามารถแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ได้โดยใช้กล่องรับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์แบบพิเศษที่เชื่อมต่อผ่านโมดูล Bluetooth หรือผ่านช่องสัญญาณ Wi-Fi

คำนำหน้าโฮมเมดสำหรับโมดูลบลูทู ธ

การเชื่อมต่อผ่าน Bluetooth นั้นดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์แยกต่างหากซึ่งเป็นกล่องรับสัญญาณที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ ADC อยู่ภายใน เนื่องจากการใช้ช่องทางการประมวลผลข้อมูลอิสระจึงเป็นไปได้ที่จะขยายแบนด์วิธของความถี่ที่ส่งได้สูงสุด 1 MHz ในขณะที่สัญญาณเข้าได้ถึง 10 โวลต์

ข้อมูลเพิ่มเติม.ช่วงของคำนำหน้าที่สร้างขึ้นเองสามารถเข้าถึงได้ถึง 10 เมตร

อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกคนที่สามารถประกอบอุปกรณ์แปลงที่บ้านได้ซึ่งจำกัดวงผู้ใช้อย่างมาก สำหรับผู้ที่ยังไม่พร้อมที่จะผลิตกล่องรับสัญญาณด้วยตัวเอง คุณสามารถซื้อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปซึ่งวางจำหน่ายตั้งแต่ปี 2010

ลักษณะข้างต้นสามารถเหมาะกับเจ้าของบ้านที่มีส่วนร่วมในการซ่อมแซมอุปกรณ์ความถี่ต่ำที่ไม่ซับซ้อนมากนัก การซ่อมแซมที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจต้องใช้ตัวแปลงมืออาชีพที่มีแบนด์วิธสูงถึง 100 MHz ช่องสัญญาณ Wi-Fi สามารถจัดหาโอกาสเหล่านี้ได้เนื่องจากความเร็วของโปรโตคอลการแลกเปลี่ยนข้อมูลในกรณีนี้สูงกว่าในบลูทู ธ อย่างไม่มีที่เปรียบ

Wi-Fi ออสซิลโลสโคป

ตัวเลือกในการส่งข้อมูลดิจิทัลโดยใช้โปรโตคอลนี้ช่วยขยายแบนด์วิธของอุปกรณ์ตรวจวัดได้อย่างมาก การทำงานบนหลักการนี้และคอนโซลที่ขายได้อย่างอิสระนั้นไม่ได้ด้อยกว่าคุณสมบัติของออสซิลโลสโคปแบบคลาสสิกบางตัวอย่าง อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายของพวกเขายังห่างไกลจากการยอมรับสำหรับผู้ใช้ที่มีรายได้เฉลี่ย

โดยสรุป เราทราบว่าเมื่อพิจารณาถึงข้อจำกัดข้างต้นแล้ว ตัวเลือกการเชื่อมต่อ Wi-Fi ยังเหมาะสำหรับกลุ่มผู้ใช้ที่จำกัดเท่านั้น สำหรับผู้ที่ตัดสินใจละทิ้งวิธีนี้ เราแนะนำให้คุณลองประกอบออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลที่มีลักษณะเหมือนกัน แต่เชื่อมต่อเข้ากับอินพุต USB

ตัวเลือกนี้ยังใช้งานได้ยากมาก ดังนั้นสำหรับผู้ที่ไม่มั่นใจในความสามารถของตนเองอย่างสมบูรณ์ จะเป็นการดีกว่าที่จะซื้อกล่องรับสัญญาณ USB สำเร็จรูปที่มีจำหน่าย

วิดีโอ

ออสซิลโลสโคปแบบ USB ที่เรียบง่ายและราคาถูกนี้ได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นเพื่อความสนุกเท่านั้น นานมาแล้ว ฉันมีโอกาสซ่อมแซมตัวประมวลผลวิดีโอที่มีปัญหา ซึ่งอินพุตถูกเบิร์นไปที่ ADC ADC กลายเป็นราคาที่ไม่แพงและไม่แพง ฉันซื้อสองสามตัวเผื่อไว้ เผื่อมีอันหนึ่งเปลี่ยน และอีกอันยังคงอยู่ เมื่อเร็ว ๆ นี้ เขาสะดุดตาฉันและหลังจากอ่านเอกสารประกอบ ฉันตัดสินใจใช้มันเพื่อสิ่งที่เป็นประโยชน์ในครัวเรือน เป็นผลให้เราได้อุปกรณ์ดังกล่าว มีค่าใช้จ่ายเพนนี (ประมาณ 1,000 รูเบิล) และสองสามวัน เมื่อสร้าง ฉันพยายามลดจำนวนชิ้นส่วนให้เหลือน้อยที่สุด โดยยังคงฟังก์ชันการทำงานขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับออสซิลโลสโคปไว้ ตอนแรกฉันตัดสินใจว่ามันกลายเป็นอุปกรณ์เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เจ็บปวด แต่ตอนนี้ฉันใช้มันอย่างต่อเนื่องเพราะมันสะดวกมาก - ไม่ใช้พื้นที่บนโต๊ะมันพอดีกับกระเป๋าของฉัน (ขนาดเท่าซองบุหรี่) และมีลักษณะที่ดีพอสมควร:

อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุด - 6 MHz;
- แบนด์วิธแอมพลิฟายเออร์อินพุต - 0-16 MHz;
- ตัวแบ่งอินพุต - จาก 0.01 V/div ถึง 10 V/div;
- ความต้านทานอินพุต - 1 MOhm;
- ความละเอียด - 8 บิต

แผนภูมิวงจรรวมออสซิลโลสโคปแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1แผนผังของออสซิลโลสโคป

สำหรับการตั้งค่าและการแก้ไขปัญหาต่างๆ ในตัวแปลงไฟ วงจรควบคุมเครื่องใช้ในครัวเรือน สำหรับการศึกษาอุปกรณ์ทุกชนิด ฯลฯ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้การวัดที่แม่นยำและความถี่สูง แต่คุณเพียงแค่ต้องดูรูปคลื่นที่มีความถี่ เช่น มากถึงสองสามเมกะเฮิรตซ์ - มากเกินพอ

ปุ่ม S2 เป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับ bootloader หากคุณกดค้างไว้เมื่อเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับ USB PIC จะทำงานในโหมด bootloader และคุณสามารถอัปเดตเฟิร์มแวร์ออสซิลโลสโคปได้โดยใช้ยูทิลิตี้ที่เหมาะสม ในฐานะที่เป็น ADC (IC3) จึงใช้ไมโครวงจร "โทรทัศน์" TDA8708A มีจำหน่ายค่อนข้างมากในทุกประเภทของ "Chip and Dip" ah และที่อื่นๆ สำหรับการได้รับชิ้นส่วน ในความเป็นจริง นี่ไม่ได้เป็นเพียง ADC สำหรับสัญญาณวิดีโอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวสลับอินพุต ตัวปรับแต่งเสียง และตัวจำกัดระดับสีขาว-ดำ เป็นต้น แต่เสน่ห์เหล่านี้ไม่ได้ใช้ในการออกแบบนี้ ADC เร็วมาก - อัตราการสุ่มตัวอย่างคือ 30 MHz ในวงจรนั้นทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา 12 MHz ไม่จำเป็นต้องเร็วกว่านี้ เพราะ PIC18F2550 ไม่สามารถอ่านข้อมูลได้เร็วกว่านี้ และยิ่งความถี่สูงเท่าใด ปริมาณการใช้ ADC ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แทนที่จะใช้ TDA8708A คุณสามารถใช้ ADC ที่รวดเร็วอื่นๆ ที่มีเอาต์พุตข้อมูลแบบขนาน เช่น TDA8703 หรือบางอย่างจากอุปกรณ์อะนาล็อก

ความถี่สัญญาณนาฬิกาสำหรับ ADC ถูกสกัดอย่างชาญฉลาดจาก PIC "a - PWM เปิดตัวที่นั่นด้วยความถี่ 12 MHz และรอบการทำงาน 0.25 พัลส์สัญญาณนาฬิกาขั้วบวกจะผ่านในวงจร PIC ไตรมาสที่ 1" เพื่อให้เข้าถึงพอร์ตใด ๆ B ที่เกิดขึ้นใน Q2 cycle data ADC จะพร้อม แกน PIC ทำงานที่ความถี่ 48 MHz รับผ่าน PLL จากควอตซ์ 4 MHz คำสั่งคัดลอกจากรีจิสเตอร์ไปยังรีจิสเตอร์ใช้เวลา 2 รอบหรือ 8 รอบ ดังนั้น ข้อมูล ADC สามารถจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำด้วยความถี่สูงสุด 6 MHz โดยใช้ MOVFF PORTB ลำดับต่อเนื่อง คำสั่ง POSTINC0 ใช้ RAM แบงค์ PIC18F2550 หนึ่งช่องขนาด 256 ไบต์สำหรับบัฟเฟอร์ข้อมูล

มีการใช้อัตราการสุ่มตัวอย่างที่ต่ำกว่าโดยเพิ่มการหน่วงเวลาระหว่างคำสั่ง MOVFF เฟิร์มแวร์ใช้การซิงโครไนซ์ที่ง่ายที่สุดบนขอบด้านลบหรือด้านบวกของสัญญาณอินพุต วงจรของการรวบรวมข้อมูลลงในบัฟเฟอร์เริ่มต้นโดยคำสั่งจากพีซีผ่าน USB หลังจากนั้นจะสามารถอ่านข้อมูลนี้ผ่าน USB เป็นผลให้พีซีได้รับตัวอย่าง 8 บิต 256 ตัวอย่างซึ่งสามารถแสดงเป็นรูปภาพได้ วงจรอินพุตนั้นง่ายที่จะทำให้อับอาย ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ไม่มีความหรูหราทำขึ้นบนสวิตช์แบบหมุน น่าเสียดายที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะหาวิธีถ่ายโอนตำแหน่งสวิตช์ไปยัง PIC ดังนั้นในหน้ากราฟิกของออสซิลโลสโคปจึงมีเพียงค่าแรงดันในหน่วยสัมพัทธ์ - การแบ่งสเกล เครื่องขยายสัญญาณอินพุต (IC2B) ทำงานที่อัตราขยาย 10 เท่า ค่าชดเชยศูนย์ที่จำเป็นสำหรับ ADC (รับสัญญาณในช่วงตั้งแต่ Vcc - 2.41V ถึง Vcc - 1.41V) จัดหาโดยแรงดันไฟฟ้าจาก PIC ที่ตั้งโปรแกรมได้ เครื่องกำเนิดแรงดันอ้างอิง (CVREF IC1, R7, R9) และตัวหารจากแรงดันแหล่งจ่ายเชิงลบ (R6, R10, R8) เพราะ มีแอมพลิฟายเออร์ "พิเศษ" (IC2A) ในแพ็คเกจ op-amp ฉันใช้มันเป็นตัวติดตามแรงดันไบแอส

อย่าลืมวงจร capacitive สำหรับการชดเชยความถี่ของความจุอินพุตของ op-amp และไดโอด จำกัด ที่ไม่ได้อยู่ในวงจร - คุณต้องเลือกความจุควบคู่ไปกับตัวต้านทานตัวแบ่งและตัวต้านทาน R1 มิฉะนั้นการตอบสนองความถี่ของอินพุต วงจรจะทำลายแบนด์วิธทั้งหมด ด้วยไฟฟ้ากระแสตรง ทุกอย่างก็ง่าย - ความต้านทานอินพุตของ op-amp และไดโอดปิดมีลำดับความสำคัญสูงกว่าความต้านทานของตัวแบ่ง ดังนั้นจึงสามารถคำนวณตัวแบ่งได้โดยไม่ต้องคำนึงถึงความต้านทานอินพุตของ op-amp . สำหรับกระแสสลับนั้นแตกต่างกัน - ความจุอินพุตของ op-amp และไดโอดเป็นค่าที่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับความจุของตัวแบ่ง จากความต้านทานของตัวแบ่งและความจุอินพุตของ op-amp และไดโอด จะได้ตัวกรองความถี่ต่ำแบบพาสซีฟซึ่งจะบิดเบือนสัญญาณอินพุต

ในการทำให้เอฟเฟกต์นี้เป็นกลางคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความจุอินพุตของ op-amp และไดโอดจะน้อยกว่าความจุของตัวแบ่ง ซึ่งสามารถทำได้โดยการสร้างตัวแบ่งความจุขนานกับตัวต้านทาน เป็นการยากที่จะคำนวณตัวหารดังกล่าวเพราะ ไม่ทราบทั้งความจุอินพุตของวงจรและความจุการติดตั้ง ง่ายกว่าที่จะหยิบมันขึ้นมา

วิธีการเลือกคือ:
1. ใส่ตัวเก็บประจุที่มีความจุประมาณ 1,000 pF ขนานกับ R18
2. เลือกขีด จำกัด ที่ละเอียดอ่อนที่สุด ใช้พัลส์สี่เหลี่ยมที่มีความถี่ 1 kHz และช่วงของหลายส่วนของสเกลกับอินพุตและเลือกตัวเก็บประจุขนานกับ R1 เพื่อให้สี่เหลี่ยมบนหน้าจอดูเหมือนสี่เหลี่ยมโดยไม่มีจุดสูงสุดหรือ การอุดตันที่ด้านหน้า
3. ทำซ้ำการทำงานสำหรับแต่ละขีดจำกัดถัดไป โดยเลือกตัวเก็บประจุขนานกับตัวต้านทานตัวแบ่งแต่ละตัวตามขีดจำกัด
4. ทำซ้ำขั้นตอนตั้งแต่ต้นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างเป็นไปตามขีด จำกัด ทั้งหมด (ความจุของตัวเก็บประจุที่ติดตั้งอาจปรากฏขึ้น) และหากมีสิ่งผิดปกติให้แก้ไขความจุเล็กน้อย

op-amp นั้นเป็นอุปกรณ์อนาล็อก AD823 ส่วนที่แพงที่สุดของออสซิลโลสโคป :) แต่ในทางกลับกันย่านความถี่คือ 16 MHz ซึ่งค่อนข้างดี นอกจากนี้ นี่เป็นสมาร์ทตัวแรกที่พบในร้านค้าปลีกด้วยเงินที่สมเหตุสมผล

แน่นอนว่าออปแอมป์คู่นี้สามารถเปลี่ยนเป็น LM2904 ได้โดยไม่ต้องดัดแปลงใดๆ แต่คุณจะต้องจำกัดสัญญาณช่วงเสียงเอง มันจะดึงไม่เกิน 20-30 kHz

รูปร่างของสี่เหลี่ยมตัวอย่างเช่นสัญญาณจะผิดเพี้ยนเล็กน้อย แต่ถ้าคุณจัดการเพื่อค้นหาบางอย่างเช่น OPA2350 (38 MHz) มันจะยอดเยี่ยมในทางตรงกันข้าม

แหล่งที่มาของแรงดันไฟลบสำหรับ op-amp อ้างอิงจากปั๊มชาร์จ ICL7660 ที่รู้จักกันดี การผูกขั้นต่ำและไม่มีการเหนี่ยวนำ แน่นอนว่ากระแสเอาต์พุตที่ -5 V นั้นน้อย แต่เราไม่ต้องการอะไรมาก วงจรกำลังของส่วนอะนาล็อกถูกแยกออกจากสัญญาณรบกวนดิจิทัลโดยตัวเหนี่ยวนำและความจุ (L2, L3, C5, C6) ตัวเหนี่ยวนำมีค่าเล็กน้อยที่ 180 uH ดังนั้นฉันจึงติดตั้งมัน ไม่มีสัญญาณรบกวนแม้ในขีดจำกัดที่ละเอียดอ่อนที่สุด เฟิร์มแวร์ PIC ถูกโหลดผ่าน USB โดยใช้ bootloader ซึ่งอยู่ที่ตำแหน่งที่ 0 ในหน่วยความจำของโปรแกรม และเริ่มทำงานหากคุณกดปุ่ม S2 ค้างไว้เมื่อเปิดเครื่อง ดังนั้นก่อนที่จะแฟลช PIC ให้กรอก bootloader ที่นั่นก่อน - การเปลี่ยนเฟิร์มแวร์จะง่ายกว่า
แหล่งที่มาของไดรเวอร์ออสซิลโลสโคปสำหรับเมล็ด 2.6.X อยู่ในไฟล์เก็บถาวรพร้อมกับเฟิร์มแวร์ นอกจากนี้ยังมียูทิลิตี้คอนโซลสำหรับตรวจสอบประสิทธิภาพของออสซิลโลสโคป ซอร์สโค้ดของมันมีค่าควรพิจารณาหาวิธีสื่อสารกับออสซิลโลสโคปหากคุณต้องการเขียนซอฟต์แวร์ของคุณเอง
โปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้นเรียบง่ายและเป็นนักพรต ลักษณะที่ปรากฏแสดงในรูปที่ 2 และ 3 เชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับ USB และเริ่ม qoscilloscope ต้องการ QT4