Na internetové stránce http://www.semifluid.com jsem našel velmi jednoduché řešení pro vytvoření digitálního počítačového osciloskopu. Zařízení je založeno na osmibitovém procesoru PIC12F675.

Procesor pracuje na frekvenci 20 MHz. Mikrokontrolér průběžně měří vstupní napětí, převádí je a odesílá digitální hodnota k sériovému portu počítače. Přenosová rychlost sériového portu je 115 Kbps a jak je znázorněno na následujícím obrázku, data jsou skenována a odesílána rychlostí přibližně 7,5 kHz (134 µs).

Schéma zařízení

Základem obvodu je mikrokontrolér PIC12F675 (čip U2), který pracuje na hodinové frekvenci 20 MHz krystalu Y1. J1 je standardní napájecí konektor pro připojení napájení 9-12V, který je následně stabilizován na U1 až 5V pro napájení procesoru.

Po U2 je do obvodu přidán jednoduchý převodník úrovně TTL se sériovým portem PC RS232. Je založen na tranzistoru BC337 (Q1) a rezistorech R1 a R3. Vstup 5 mikrokontroléru vede ke spínači S1. V hlavní poloze (1-2) se přístroj přepne do režimu DC osciloskopu (DC měření), který je schopen zobrazit vstupní signál 0-5V. Ve druhé poloze - do režimu AC osciloskopu. V této poloze je maximální napětí od -2,5 do +2,5 V. Pro pozorování nízkých frekvencí bez většího zkreslení jsem použil 22000nF keramický kondenzátor C6.

V případě potřeby můžete přidat další vstupní atenuátor (splitter) nebo operační zesilovač.

Software

Na původním webu uvedeném výše, také k dispozici jednoduchý program ovládací prvky pro Windows. Program je napsán ve Visual Basicu.

Program se okamžitě spustí a čeká na zobrazení dat na sériovém portu COM1. Vlevo čtyři posuvníky sloužící k měření periody a napětí signálu. Dále tu jsou on/off synchronizace, pole pro škálování nebo změnu hodnot velikosti vzorku.

Montáž

Nezačal jsem dělat tištěný spoj, ale vše namontováno v malé plastové krabičce s odklápěcím uchycením. Pouzdro musí mít otvory pro spínač RS232 konektor, vstupní jack, napájecí jack.

Firmware pro procesor - na konci článku. Konfigurační bity (pojistka) musí být během programování nastaveny následovně:

Fotka mého hotového prototypu

Níže si můžete stáhnout zdroj, firmware a software pro Windows

Seznam rádiových prvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Poznámka	Skóre	Můj poznámkový blok
U1	Lineární regulátor		1		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
U2	MK PIC 8bitový		1	675-I/P	Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
Q1	bipolární tranzistor		1		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C1, C2, C5	Kondenzátor	0,1uF	3		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C3, C4	Kondenzátor	22 pF	2		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C6	Kondenzátor	22 uF	1		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R1, R3	Rezistor		2

V dnešní době se využívá různých měřicích zařízení postavených na bázi interakce s osobní počítač, dost. Významnou výhodou jejich použití je možnost uložit získané hodnoty dostatečně velkého množství do paměti zařízení s jejich následnou analýzou.

Digitální USB osciloskop z počítače, kterou popisujeme v tomto článku, je jednou z možností takových měřicích přístrojů pro radioamatéra. Může být použit jako osciloskop a zařízení pro záznam elektrických signálů RAM a dál HDD počítač.

Obvod není složitý a obsahuje minimum součástek, díky čemuž bylo možné dosáhnout dobré kompaktnosti zařízení.

Klíčové vlastnosti USB osciloskopu:

• ADC: 12 bitů.
• Časová základna (osciloskop): 3 ... 10 ms / dílek.
• Časové měřítko (rekordér): 1…50 s/vzorek.
• Citlivost (bez děliče): 0,3 voltu / dílek.
• Synchronizace: vnější, vnitřní.
• Záznam dat (formát): ASCII, text.
• Maximální vstupní impedance: 1 MΩ paralelně ke kapacitě 30 pF.

Popis činnosti osciloskopu z počítače

Pro výměnu dat mezi USB osciloskopem a osobním počítačem se používá rozhraní Universal Serial Bus (USB). Toto rozhraní funguje na bázi čipu FT232BM (DD2) od Future Technology Devices. Jedná se o převodník rozhraní. FT232BM může pracovat jak v režimu přímého bitového řízení BitBang (pomocí ovladače D2XX), tak v režimu virtuálního COM portu (pomocí ovladače VCP).

Jako ADC byl použit integrovaný obvod AD7495 (DD3) od Analog Devices. Není to nic jiného než 12bitový analogově-digitální převodník s interní napěťovou referencí a sériovým rozhraním.

AD7495 má také frekvenční syntezátor, který určuje, jak rychle se budou vyměňovat informace mezi FT232BM a AD7495. Chcete-li vytvořit potřebný komunikační protokol, USB program Osciloskop naplní výstupní vyrovnávací paměť USB samostatnými bitovými hodnotami pro signály SCLK a CS, jak je znázorněno na následujícím obrázku:

Měření jednoho cyklu je určeno sérií devíti set šedesáti po sobě jdoucích transformací. Čip FT232BM vysílá elektrické signály SCLK a CS na frekvenci určené vestavěným frekvenčním syntezátorem paralelně s přenosem dat konverze na lince SDATA. Perioda 1. úplné konverze ADC FT232BM, která nastavuje vzorkovací frekvenci, odpovídá délce periody odesílání 34 bytů datového výstupu čipu DD2 (16 datových bitů + pulz CS linky). Protože přenosová rychlost FT232BM je určena frekvencí interního frekvenčního syntezátoru, vše, co musíte udělat pro úpravu hodnot rozmítání, je změnit hodnoty frekvenčního syntetizéru FT232BM.

Data přijatá osobním počítačem se po určitém zpracování (měřítko, nastavení nuly) zobrazují na obrazovce monitoru v grafické podobě.

Testovaný signál je přiveden na konektor XS2. Operační zesilovač OP747 je navržen tak, aby odpovídal vstupním signálům zbytku USB obvodů osciloskopu.

Na modulech DA1.2 a DA1.3 je zabudován obvod pro posun bipolárního vstupního signálu do kladné napěťové zóny. Protože vnitřní referenční zdroj napětí mikroobvodu DD3 má napětí 2,5 voltu, bez použití děličů je pokrytí vstupního napětí -1,25 .. + 1,25 V.

Aby bylo možné zkoumat signály se zápornou polaritou, s prakticky unipolárním napájením z konektoru USB (a), byl použit převodník napětí DD1, který generuje napětí se zápornou polaritou pro napájení operačního zesilovače OP747. K ochraně proti rušení analogové části osciloskopu jsou použity součástky R5, L1, L2, C3, C7-C11.

Program uScpoe je určen k zobrazování informací na obrazovce monitoru počítače. Pomocí tohoto programu je možné vizuálně vyhodnotit velikost studovaného signálu a také jeho tvar ve formě oscilogramu.

Tlačítka ms/div se používají k ovládání rozmítání osciloskopu. V programu můžete uložit průběh a data do souboru pomocí odpovídajících položek nabídky. Pro virtuální inkluze a vypněte osciloskop, použijte tlačítka Power ON/OF. Při odpojení obvodu osciloskopu od počítače se program uScpoe automaticky přepne do režimu OFF.

V režimu záznamu elektrického signálu (rekordéru) program vytváří textový soubor, jehož název lze nastavit v následující cestě: Soubor->Výběr datového souboru. nejprve se vytvoří soubor data.txt. Dále je možné soubory importovat do jiných aplikací (Excel, MathCAD) pro další zpracování.

(3,0 Mb, staženo: 3 610)

Osciloskop je velmi důležitý přístroj, který se používá v radiotechnických laboratořích zapojených do výroby a testování mnoha přístrojů. Lze je ale použít i v běžných rozhlasových dílnách. Hlavním úkolem zařízení tohoto typu je detekce a korekce elektronických obvodů, odladění jejich práce a hlavně prevence problémů při výrobě nových obvodů.

Významnou nevýhodou osciloskopů je poměrně vysoká cena. Proto si je nemůže koupit každý. Proto se nabízí otázka, ? Přestože je známo mnoho variant takové výroby, v každé metodě je zapojen jeden hlavní prvek - zvuková karta PC. Je k němu připevněn adaptér, díky kterému jsou sladěny úrovně měřených signálů.

Software

Toto zařízení funguje díky konkrétní program. Přenáší signály na obrazovku, které jsou vizualizovány. Tím jsou naměřené impulsy převedeny. Výběr utilit je poměrně velký, ale ne všechny mohou fungovat trvale dobře.

Největší oblibu si získal osvědčený program Osci. Díky němu osciloskop pracuje v normálním režimu. Program má rozhraní, na obrazovce je nainstalována mřížka, díky které můžete měřit signál v délce a amplitudě. Tato mřížka je speciální, protože poskytuje doplňkové funkce. Výběrem tohoto programu existuje řada pozitivních aspektů, které jiné programy nemohou zaručit.

Technické údaje

Pro sestavení osciloskopu z počítače je nutné sestavit tzv. dělič napětí neboli atenuátor. Toto zařízení umožňuje pokrýt velký rozsah měřeného napětí, chránit vstupní port zvukové karty před poškozením. K poškození této úrovně dochází především v důsledku vysokého napětí.

Téměř všechny zvukové karty mají vstupní napětí ne více než 2 volty. Osciloskop vyrobený z počítače má omezené možnosti zvukové karty. Pokud vezmeme v úvahu rozpočtové karty, pak pro ně je toto číslo udržováno na úrovni 0,1 Hz-20 kHz.

Napětí v nejnižším bodě je 1 mV. Tak nízké číslo je způsobeno omezením pozadí a úrovní hluku. Parametry horního napětí - až 500 voltů. Je omezeno parametry adaptéru.

Výhody a nevýhody osciloskopů

Žádný radioamatér se neobejde bez osciloskopu. I když se tato jednotka prodává za dost vysoká cena. Ale zároveň to má výhody i řadu nevýhod.

Hlavním plusem osciloskopu vytvořeného sami z počítače je jeho nízká cena. To znamená, že bude muset vynaložit poměrně dost peněz na jeho opětovné vybavení. Ale existuje několik nevýhod:
1. Vysoká citlivost. Zařízení reaguje na rušení i při nízké úrovni. To vede k velkým chybám.
2. Amplituda zvukového signálu je do 2V. Vchod zvuková karta nemůže vydržet vyšší sazbu. Zvuková karta proto může poměrně rychle selhat. Tomu se však lze vyhnout.
3. Selhání průběžného měření napětí. To ve skutečnosti není žádný významný nedostatek.

Vytvoření osciloskopu

Protože některé osciloskopy neumožňují signál nad 2V au některých nepřesahuje 1V, musíte se pokusit tento problém odstranit, protože tato amplituda zjevně nestačí. Řešení problému spočívá ve zvýšení limitů, které adaptér zvládne. Moderní program, který zajišťuje provoz osciloskopu, umožňuje dosáhnout takových mezí měření - 12,5 a 250 voltů.

Pokud není potřeba signál, jehož amplituda je 250 voltů, lze vytvořit adaptér se dvěma kanály. K tomu je instalována ochrana, která řídí provoz zařízení, to znamená, že neumožňuje chybné zapnutí, pokud je indikátor napětí poměrně vysoký.

Pro snížení vlivu vnějšího rušení na osciloskop z počítače je nutné desku umístit do kovového pouzdra. Poté je k tomuto pouzdru připojen společný vodič.

Proces nastavení zvukové karty je doprovázen vypnutím zesílení mikrofonu. K tomu je hlasitost na něm střední nebo podprůměrná. Jakmile je veškerá práce hotová, můžete začít měřit sekundární zpracovací impulsy transformátoru. Pokud je vše provedeno správně, bude schopen zobrazit průběhy i těch nejvíce nízké frekvence. Díky nainstalovaný program bude možné snadno určit frekvenční úroveň signálu.

Je tak snadné vytvořit moderní zařízení z počítače. Osciloskop bude kreslit průběhy, které pomohou při práci a experimentech prováděných v radiotechnice a domácích laboratořích.

Níže je uveden projekt USB osciloskopu, který si můžete sami sestavit. Možnosti USB osciloskopu jsou minimální, ale pro mnoho radioamatérských úloh postačí. Obvod tohoto USB osciloskopu lze také použít jako základ pro sestavení vážnějších obvodů. Schéma je založeno mikrokontrolér Atmel Drobeček45.

Osciloskop má dva analogové vstupy a je napájen přes USB rozhraní. Jeden vstup se aktivuje pomocí potenciometru, který umožňuje snížit úroveň vstupního signálu.

Software pro mikrokontrolér tiny45 je napsán v jazyce C a zkompilován pomocí a Vývoj V-USB Obdev , který implementuje HID zařízení ze strany mikrokontroléru.
Obvod nepoužívá externí quartz, ale frekvence z USB je 16,5 MHz. Přirozeně by se od tohoto vzorkovacího schématu nemělo očekávat 1Gs/s.

Osciloskop funguje přes USB přes HID režim, který nevyžaduje instalaci žádných speciálních ovladačů. Software pro Windows je napsán pomocí .NET C#. Na základě mého zdrojového kódu programu můžete přidat software, jak potřebujete.

Schéma zapojení USB osciloskopu je velmi jednoduché!

Seznam použitých rádiových prvků:
1 LED (libovolná)
1 LED rezistor, 220 až 470 ohmů
2 x 68 ohm rezistory pro USB D+ a D-linky
1 x 1,5K rezistor pro detekci USB zařízení
2 x 3,6V zenerovy diody pro vyrovnání úrovní USB
2 kondenzátory 100nF a 47uF
2 filtrační kondenzátory na analogových vstupech (10nF až 470nF), volitelné
1 nebo 2 potenciometry na analogových vstupech pro snížení úrovně vstupního napětí (v případě potřeby)
1 USB konektor
1 mikrokontrolér Atmel Tiny45-20.

Seznam rádiových prvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Poznámka	Skóre	Můj poznámkový blok
R1, R5	Rezistor		2		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R2	Rezistor		1		Hledat v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R3	Rezistor		1

Dost často v poslední době mnoho lidí místo výroby např. osciloskopu z počítače raději jednoduše koupí digitální USB osciloskop. Při pohledu na trh však můžete pochopit, že ve skutečnosti náklady na rozpočtové osciloskopy začínají na přibližně 250 $. A serióznější zařízení má cenu několikanásobně vyšší.

Pro ty lidi, kteří nejsou spokojeni s takovými náklady, je důležitější vyrobit osciloskop z počítače, zejména proto, že vám umožňuje řešit velké množství úkolů.

Co by se mělo použít?

Jednou z nejlepších možností je program Osci, který má rozhraní podobné standardnímu osciloskopu: na obrazovce je standardní mřížka, pomocí které můžete nezávisle měřit dobu trvání nebo amplitudu.

Mezi nedostatky tohoto nástroje lze poznamenat, že funguje poněkud nestabilně. V průběhu své práce může program někdy zamrznout a abyste jej později resetovali, budete muset použít specializovaný Správce úloh. To vše je však kompenzováno skutečností, že nástroj má známé rozhraní, je poměrně snadno použitelný a má také dostatečně velké množství funkcí, které vám umožní vytvořit plnohodnotný osciloskop z počítače.

Na poznámku

Ihned je třeba poznamenat, že tyto programy obsahují specializovaný nízkofrekvenční generátor, ale jeho použití se velmi nedoporučuje, protože se snaží zcela nezávisle regulovat činnost ovladače zvukové karty, což může způsobit nevratné ztlumení zvuku. Pokud se jej pokusíte použít, ujistěte se, že máte vlastní bod obnovení nebo možnost vytvořit zálohu operační systém. Nejlepší možností, jak vyrobit osciloskop z počítače vlastníma rukama, je stáhnout si normální generátor, který se nachází v části "Další materiály".

"Předvoj"

Avangard je domácí nástroj, který nemá standardní a známou měřicí mřížku a má také příliš velkou obrazovku pro pořizování snímků obrazovky, ale zároveň poskytuje možnost používat vestavěný amplitudový voltmetr a také měřič frekvence. To umožňuje částečně kompenzovat nevýhody, které byly zmíněny výše.

Po vyrobení takového osciloskopu z počítače vlastníma rukama se můžete setkat s následujícím: při nízkých úrovních signálu může frekvenční měřič i voltmetr značně zkreslit výsledky, avšak pro začínající radioamatéry, kteří nejsou zvyklí vnímat diagramy ve voltech nebo milisekundách na dílek, tento nástroj bude naprosto přijatelné. Jeho další užitečnou vlastností je, že je možné provést zcela nezávislou kalibraci dvou stávajících stupnic vestavěného voltmetru.

Jak se bude používat?

Vzhledem k tomu, že vstupní obvody zvukové karty mají specializovaný vazební kondenzátor, lze počítač použít pouze jako osciloskop s uzavřeným vstupem. To znamená, že na obrazovce bude pozorována pouze proměnná složka signálu, ale s trochou zručnosti pomocí těchto utilit bude možné měřit i úroveň konstantní složky. To je velmi důležité, pokud například odpočítávací čas multimetru neumožňuje fixovat určitou hodnotu amplitudy napětí na kondenzátoru, který je nabíjen přes velký odpor.

Spodní mez napětí je omezena úrovní hluku a pozadí a je přibližně 1 mV. Horní hranice je omezena pouze parametry děliče a může dosahovat i několika stovek voltů. Frekvenční rozsah je přímo omezen schopnostmi samotné zvukové karty a pro rozpočtová zařízení je přibližně 0,1 Hz až 20 kHz.

Samozřejmě se v tomto případě uvažuje o poměrně primitivním zařízení. Pokud ale nemáte možnost např. použít USB osciloskop (předpona k počítači), tak v tomto případě je jeho použití zcela optimální.

Takové zařízení vám může pomoci při opravách různých audio zařízení a může být také použito výhradně pro vzdělávací účely, zejména pokud jej doplníte virtuálním generátorem basů. Program osciloskopu pro počítač vám navíc umožní uložit spiknutí pro ilustraci určitého materiálu nebo pro účely zveřejnění na internetu.

Elektrické schéma

Pokud potřebujete předponu k počítači (osciloskop), bude její vytvoření trochu obtížnější. Na tento moment na internetu najdete poměrně velké množství různých schémat pro taková zařízení a abyste sestavili například dvoukanálový osciloskop, budete je muset duplikovat. Použití druhého kanálu je často relevantní, pokud potřebujete porovnat dva signály nebo pokud bude set-top box s počítačem (osciloskop) také použit s externím synchronizačním připojením.

V drtivé většině případů jsou obvody extrémně jednoduché, ale tímto způsobem můžete nezávisle poskytnout poměrně široký rozsah napětí dostupných pro měření při použití minimálního počtu rádiových komponentů. V tomto případě by atenuátor, který je postaven podle klasického schématu, vyžadoval použití specializovaných vysokomegaohmových odporů a jeho vstupní odpor by se v případě přepnutí rozsahu neustále měnil. Z tohoto důvodu se setkáte s určitými omezeními při použití standardních osciloskopových kabelů, které jsou dimenzovány na vstupní impedanci ne větší než 1 mΩ.

Zajišťujeme bezpečnost

Na linkový vstup zvuková karta byla chráněna před možností náhodného vystavení vysokému napětí, můžete paralelně instalovat specializované zenerovy diody.

Pomocí rezistorů můžete omezit proud zenerových diod. Pokud například budete počítačovým osciloskopem (generátorem) měřit napětí asi 1000 voltů, pak v tomto případě můžete jako odpor použít dva jednowattové nebo jeden dvouwattový rezistor. Liší se mezi sebou nejen svým výkonem, ale také tím, jaké napětí v nich je maximální přípustné. Za zmínku také stojí skutečnost, že v tomto případě budete co nejvíce potřebovat kondenzátor přípustná hodnota což je 1000 voltů.

Pozornost!

Často je nutné se zpočátku dívat na proměnnou složku relativně malé amplitudy, která se v tomto případě může lišit v poměrně velké konstantní složce. V tomto případě může na obrazovce osciloskopu s uzavřeným vstupem nastat situace, kdy neuvidíte nic jiného než proměnnou složku napětí.

Výběr odporů děliče napětí

Vzhledem k tomu, že moderní radioamatéři mají poměrně často určité potíže při hledání přesných rezistorů, často se stává, že musíte použít standardní zařízení pro obecné použití, které bude nutné upravit s maximální přesností, protože jinak by to nebylo možné. možné vyrobit osciloskop z počítače.vyjde.

Vysoce přesné rezistory jsou v naprosté většině případů několikanásobně dražší než konvenční. Přitom se dnes nejčastěji prodávají najednou po 100 kusech, a proto nelze jejich pořízení vždy označit za účelné.

Vyžínače

V tomto případě je každé dělicí rameno tvořeno dvěma odpory, z nichž jeden je konstantní a druhý je trimr. Nevýhodou této možnosti je její objemnost, nicméně přesnost je omezena pouze tím, jaké dostupné parametry měřící zařízení má.

Vybíráme rezistory

Druhou možností, jak vyrobit počítač v roli osciloskopu, je sebrat páry rezistorů. Přesnost je v tomto případě zajištěna tím, že jsou použity dvojice rezistorů ze dvou sad s dostatečně velkým rozptylem. Zde je důležité nejprve provést pečlivé měření všech zařízení a poté vybrat páry, jejichž součet odporů je nejvhodnější pro obvod, který provádíte.

Stojí za zmínku, že tato konkrétní metoda byla použita v průmyslovém měřítku za účelem úpravy dělicích odporů pro legendární zařízení TL-4. Než si vyrobíte osciloskop z počítače vlastníma rukama, musíte si prostudovat možné nevýhody takového zařízení. Nejprve si můžeme všimnout složitosti a také nutnosti použití velkého počtu rezistorů. Ostatně čím delší seznam zařízení používáte, tím vyšší bude konečná přesnost měření.

Montáž rezistoru

Stojí za zmínku, že osazování rezistorů odstraněním části fólie se dnes někdy používá i v moderním průmyslu, to znamená, že osciloskop je často vyroben z počítače (USB nebo jiného) tímto způsobem.

Okamžitě je však třeba poznamenat, že pokud se chystáte upravit vysokoodporové odpory, pak by v tomto případě neměla být odporová fólie v žádném případě proříznuta. Jde o to, že v takových zařízeních je aplikován na válcový povrch ve formě spirály, proto je nutné provádět řez s extrémní opatrností, aby se vyloučila možnost zlomení řetězu.

Pokud si z počítače vyrobíte osciloskop vlastníma rukama, pak k nastavení rezistorů doma stačí použít nejjednodušší brusný papír „nulu“.

1. Zpočátku je třeba opatrně odstranit rezistor se známým nižším odporem z ochranné vrstvy laku.
2. Poté byste měli odpor připájet na konce, které budou přilepeny k multimetru. Provedením opatrných pohybů brusným papírem se hodnoty odporu odporu vrátí na normální hodnotu.
3. Nyní, když je rezistor konečně osazen, musí být řez zakryt vrstva navíc speciální ochranný lak nebo lepidlo.

V současné době lze tuto metodu nazvat nejjednodušší a nejrychlejší, ale zároveň vám umožňuje dosáhnout dobrých výsledků, což ji činí optimální pro práci doma.

Co je třeba vzít v úvahu?

Existuje několik pravidel, která musíte v každém případě dodržovat, pokud se chystáte provádět takovou práci:

• Počítač, který používáte, musí být řádně uzemněn.
• Za žádných okolností nezapojujte zemnící vodič do zásuvky. Připojuje se přes speciální pouzdro line-in konektoru k pouzdru systémový blok. V tomto případě, bez ohledu na to, zda spadnete do nuly nebo do fáze, nebudete mít zkrat.

Jinými slovy, do zásuvky lze zapojit pouze vodič připojený k rezistoru, který je umístěn v obvodu adaptéru a má jmenovitý výkon 1 megaohm. Pokud se pokusíte zapojit kabel, který se připojuje k pouzdru, téměř ve všech případech to vede k nejnepříjemnějším důsledkům.

Pokud budete používat osciloskop Avangard, pak byste v tomto případě měli během procesu kalibrace zvolit stupnici voltmetru "12,5". Poté, co na obrazovce uvidíte síťové napětí, budete muset do kalibračního okna zadat hodnotu 311. Stojí za zmínku, že voltmetr by vám pak měl ukázat výsledek ve formě 311 mV nebo blízko této hodnoty.

Kromě jiného nezapomeňte, že tvar napětí v moderních elektrických sítích se liší od sinusového, protože dnes se elektrické spotřebiče vyrábějí se spínanými zdroji. Z tohoto důvodu se budete muset zaměřit nejen na viditelnou křivku, ale také na její sinusové pokračování.

Řekněte v:
POKRAČOVÁNÍ: Výběr rezistorů. Dalším způsobem je výběr párů rezistorů. Přesnost je zajištěna výběrem párů rezistorů ze dvou sad rezistorů s velkým rozptylem. Nejprve se změří všechny odpory a poté se vyberou dvojice, jejichž součet odporů nejvíce odpovídá obvodu.
Tímto způsobem byly v průmyslovém měřítku upraveny dělicí odpory pro legendární tester TL-4.
Nevýhodou metody je pracnost a potřeba velkého počtu rezistorů.
Čím delší je seznam rezistorů, tím vyšší je přesnost výběru.
Osazení rezistorů brusným papírem. Osazení rezistorů odstraněním části odporové fólie nepohrdne ani průmyslem.
Při montáži vysokoodporových odporů však není dovoleno proříznout odporovou fólii. U vysokoodporových MLT filmových rezistorů je film nanesen na válcovou plochu ve formě spirály. Takové rezistory musí být pilovány velmi pečlivě, aby nedošlo k přerušení obvodu.
Přesné nastavení odporů v amatérských podmínkách lze provést pomocí nejjemnějšího brusného papíru - „null“. Nejprve se z rezistoru MLT, který má evidentně nižší odpor, opatrně skalpelem odstraní ochranná vrstva barvy. Poté je rezistor připájen k "koncům", které jsou připojeny k multimetru. Opatrným pohybem „nulového“ povrchu se odpor rezistoru normalizuje. Při seřízení odporu se řez překryje vrstvou ochranného laku nebo lepidla.
Podle mého názoru je to nejrychlejší a nejjednodušší způsob, který však dává velmi dobré výsledky.Konstrukce a detaily. Prvky obvodu adaptéru jsou umístěny v obdélníkovém duralovém pouzdře.
Přepínání poměru dělení útlumového členu se provádí páčkovým přepínačem s průměrnou polohou. Jako vstupní zásuvka je použit standardní konektor CP-50, který umožňuje použití standardních kabelů a sond. Místo toho můžete použít běžný audio jack 3,5 mm Jack.
Výstupní konektor je standardní 3,5 mm audio jack. Adaptér se připojuje k line-in zvukové karty pomocí kabelu se dvěma 3,5mm jacky na koncích. Montáž je provedena metodou sklopné montáže Pro použití osciloskopu budete potřebovat také kabel se sondou na konci.
Jak jej vyrobit bude podrobně popsáno v dalším návodu v blízké budoucnosti s názvem „ Jak vyrobit kabel sondy pro nízkofrekvenční virtuální osciloskop? "Jak zkalibrovat virtuální osciloskop? Ke kalibraci osciloskopu je potřeba mít alespoň nějaké měřící zařízení. Vyhoví vám jakýkoli tester nebo digitální multimetr, kterému důvěřujete.
Kvůli tomu, že některé testery mají příliš vysokou chybu měření střídavé napětí do 1 voltu se kalibrace provádí při maximálním možném, ale neomezeném amplitudě napětí.

Před kalibrací provedeme následující nastavení.

Zakázat zvukový ekvalizér.
„Line output level“, „WAVE level“, „Line input level“ a „Recording level“ jsou nastaveny na maximální zisk. To zajistí opakovatelnost výsledku v dalších měřeních.
Resetování nastavení generátoru pro případ, že pomocí příkazu > Získat výchozí nastavení generátoru nastavte „Gain“ (úroveň) na 0db.
Přepínačem (presety) “Frequency Presets” volíme kmitočet generátoru 50Hz, jelikož na této frekvenci umí pracovat všechny amatérské přístroje pro měření střídavého napětí a náš adaptér ještě neumí správně pracovat na vyšších kmitočtech Vstup adaptéru přepneme na Režim 1:1.
Při pohledu na obrazovku osciloskopu volíme maximální neomezenou úroveň signálu pomocí ovladače Trim generator.
Signál lze omezit jak na vstupu zvukové karty, tak na jejím výstupu, přičemž lze výrazně snížit přesnost kalibrace. AudioTester má dokonce speciální indikátor přetížení, který je na snímku obrazovky zvýrazněn červeně.
Zkoušečkou změříme napětí na výstupu generátoru a vypočteme hodnotu odpovídající hodnoty amplitudy.
Příklad.
Hodnota voltmetru = 1,43 voltu (rms).
Dostaneme hodnotu amplitudy.
1,432*√2 = 2,025 (Volt)
Příkaz „Options > Calibrate“ vyvolá okno kalibrace „AudioTester“.
A ačkoli je rozměr v „mVrms“ uveden poblíž vstupního okna, což by teoreticky mělo znamenat střední kvadraturní hodnotu, ve skutečnosti jsou v osciloskopu „oszi v2.0c“ ze sady „AudioTester“ vstupní hodnoty ​​​​​​​není jasné čemu. Což ovšem nijak nenarušuje přesnou kalibraci přístroje.
Zadáním hodnot v malých krocích můžete doladit velikost sinusového obrazu na hodnotu amplitudy vypočítanou výše.
Obrázek ukazuje, že amplituda signálu byla o něco více než dvě dílky, což odpovídá 2,02 Voltu.
Přesnost zobrazení amplitudy signálů přijímaných ze vstupů 1:20 a 1:100 bude záviset na přesnosti výběru vhodných dělicích odporů.
Při kalibraci osciloskopu Avangard musí být hodnoty získané při měření testerem také vynásobeny √2, protože jak voltmetr, tak kalibrátor Avangard-a jsou navrženy pro hodnoty amplitudy.
Výslednou hodnotu zadáme do kalibračního okna v milivoltech - 2025 a stiskneme Enter.
Pro kalibraci druhého rozsahu osciloskopu Avangard, který je označen jako „250“, musíte nejprve vypočítat skutečný dělicí poměr porovnáním údajů vestavěného voltmetru ve dvou rozsazích děliče: 1:1 a 1:20. Voltmetr osciloskopu by měl být v poloze „12,5“.

Příklad.
122 / 2323 = 19,3
Poté je třeba upravit soubor "calibr", který lze otevřít v poznámkovém bloku (Notepad). Vlevo je soubor před úpravou a vpravo po.
Soubor "calibr" je umístěn ve stejném adresáři jako aktuální kopie programu.
V osmýřádek zadáme reálný dělicí koeficient odpovídající děliči prvního (levého) kanálu.
Pokud jste postavili dvoukanálový adaptér, pak v devátý linku provedeme úpravu pro druhý (pravý) kanál Jak vyrovnat amplitudově-frekvenční charakteristiku adaptéru? Linkový vstup zvukové karty a samotné obvody adaptéru mají určitou vstupní kapacitu. Reaktance této kapacity mění dělicí poměr děliče při vysokých frekvencích. Pro vyrovnání frekvenční odezvy adaptéru v rozsahu 1:1 je třeba zvolit kapacitu kondenzátoru C1 tak, aby amplituda signálu při frekvenci 50 Hz byla rovna amplitudě signálu při frekvenci 18-20 kHz. . Rezistory R2 a R3 snižují vliv vstupní kapacity a vytvářejí zesílení frekvenční odezva ve vysokofrekvenční oblasti. Tento nárůst můžete kompenzovat výběrem kondenzátorů C2 a C3 v příslušných rozsazích 1:20 a 1:100.
Vychytal jsem tyto kapacity: C1 - 39pF, C2 - 10nF, C3 - 0,1nF. Nyní, když je kanál Y vertikální výchylky osciloskopu zkalibrován a linearizován, můžete vidět, jak ty nebo ony periodické signály, a nejen to, vypadají. V "AudioTester-e" je "čekající synchronizace rozmítání". Co když žádný tester neexistuje? Nebo nebezpečné zážitky. Lze světelnou síť použít pro kalibraci?

Vzhledem k tomu, že každý sebevědomý radioamatér se přes všechna varování snaží především dostat své potomky do zásuvky, zjistil jsem, že je nutné o tomto nebezpečném povolání říci více.
Podle GOST by síťové napětí nemělo překročit 220 voltů - 10% + 5%, i když v reálném životě tato podmínka není splněna tak často, jak bychom chtěli. Chyby měření během montáže rezistoru a měření impedance mohou také způsobit vysoké chyby tato metoda kalibrace.
Pokud jste sestavili přesný dělič například na vysoce přesné rezistory a pokud je známo, že ve vašem domě je napětí v osvětlovací síti udržováno s dostatečnou přesností, lze jej použít pro hrubou kalibraci osciloskopu.
Existuje však mnoho ALE, kvůli kterým vám to kategoricky nedoporučuji. Prvním a nejdůležitějším „ALE“ je samotný fakt, že čtete tento článek. Každý, kdo je na vás s elektřinou, by tomu jen těžko věnoval čas. Ale jestli to není argument... Nejdůležitější!
1. Počítač musí být bezpečně uzemněn!!!
2. Nestrkejte pod žádnou záminkou "zemnící" vodič do zásuvky! Toto je vodič, který je připojen přes pouzdro line-in konektoru k pouzdru systémové jednotky!!! (Jiné názvy pro tento vodič: zem, tělo, společný, stínění atd.) Bez ohledu na to, zda se dostanete do fáze nebo nuly, ke zkratu nedojde.
Jinými slovy, do zásuvky lze zapojit pouze vodič, který je připojen k 1megohm rezistoru R1 umístěnému v obvodu adaptéru !!!
Pokud se pokusíte zapojit drát připojený k pouzdru do sítě, pak to v 50% případů povede k nejsmutnějším důsledkům.
Protože maximální neomezená amplituda na lineárním vstupu je asi 250 mV, pak v poloze děliče 1:100 uvidíte amplitudu přibližně 50 ... 250 voltů (v závislosti na vstupní impedanci). Proto pro měření síťového napětí musí být adaptér vybaven děličem 1:1000.
Dělitel 1:1000 lze vypočítat analogicky s dělitelem 1:100.
Příklad výpočtu dělitele 1:1000.
Horní rameno děliče = 1007 kOhm.
Vstupní impedance = 50kΩ.
Vstupní dělicí poměr 1:1 = 20,14.
Celkový dělicí faktor určíme pro vstup 1:1000.
20,14*1000 = 20140 (krát)
Vypočítáme hodnotu odporu pro dělič.
1007*50 / 50*20140 -50 -1007 ≈ 50 (Ohm)POKRAČOVÁNÍ PŘÍŠTĚ:
Sekce: [Měřicí technika]
Uložit článek do:

Tisíce schémat v kategoriích:
-> jiný
-> Měřicí technika
-> Zařízení
-> Schémata elektrických zařízení
->
-> Teoretické materiály
-> Referenční materiály
-> Zařízení na mikrokontrolérech
-> Nabíječky (na baterie)
-> Nabíječky (pro auta)
-> Měniče napětí (invertory)
-> Vše pro chladič (ventilátor)
-> Rádiové mikrofony, štěnice
-> detektory kovů
-> Regulátory výkonu
-> Zabezpečení (alarm)
-> Ovládání osvětlení
-> Časovače (vlhkost, tlak)
-> Transceivery a rádia
-> Stavby pro dům
-> Konstrukce jednoduché složitosti
-> Soutěž o nejlepší návrh na mikrokontrolérech
-> Středně složité struktury
-> Stabilizátory
-> Nízkofrekvenční výkonové zesilovače (založené na tranzistorech)
-> Napájecí zdroje (pulzní)
-> RF výkonové zesilovače
-> Nástroje pro pájení a návrh DPS
-> teploměry
-> Prkno. síť
-> Měřicí přístroje (tachometr, voltmetr atd.)
-> Žehlička
-> Páječky a pájecí stanice
-> rádiové vysílače
-> Pomocná zařízení
-> Televizní technika
->

Jak vyrobit digitální osciloskop z počítače vlastníma rukama?

Věnováno začínajícím radioamatérům!

O tom, jak sestavit nejjednodušší adaptér pro softwarový virtuální osciloskop, vhodný pro použití při opravách a ladění audio zařízení. https://web/

Článek také hovoří o tom, jak můžete měřit vstupní a výstupní impedanci a jak vypočítat atenuátor pro virtuální osciloskop.

Nejzajímavější videa na Youtube

související témata.

O virtuálních osciloskopech.

Jednou jsem měl nápad: prodat analogový osciloskop a koupit digitální USB osciloskop, který jej nahradí. Když jsem se však potuloval po trhu, zjistil jsem, že nejrozpočtovější osciloskopy „začínají“ na 250 $ a recenze o nich nejsou příliš dobré. Vážnější zařízení jsou několikanásobně dražší.

Rozhodl jsem se tedy omezit se na analogový osciloskop a vytvořit pro web nějaký pozemek pomocí virtuálního osciloskopu.

Stáhl jsem ze sítě několik softwarových osciloskopů a zkoušel jsem něco změřit, ale nic dobrého z toho nebylo, protože jsem buď nemohl zkalibrovat zařízení, nebo rozhraní nebylo vhodné pro screenshoty.

Bylo, už jsem tento obchod opustil, ale když jsem hledal program pro odstranění frekvenční charakteristiky, narazil jsem na sadu programů "AudioTester". Analyzátor z této stavebnice se mi nelíbil, ale Ossi osciloskop (dále mu budu říkat AudioTester) se ukázal jako správný.

Toto zařízení má rozhraní podobné běžnému analogovému osciloskopu a obrazovka má standardní mřížku, která umožňuje měřit amplitudu a dobu trvání. https://web/

Z nedostatků lze jmenovat určitou nestabilitu práce. Program někdy zamrzne a abyste jej mohli resetovat, musíte se uchýlit k pomoci Správce úloh. To vše je však kompenzováno známým rozhraním, snadným používáním a některými velmi užitečné funkce, který jsem v žádném jiném programu tohoto typu neviděl.

Pozornost! Sada programů "AudioTester" má nízkofrekvenční generátor. Nedoporučuji jej používat, snaží se totiž řídit ovladač zvukové karty sám, což může vést k nevratnému ztlumení zvuku. Pokud se rozhodnete jej použít, postarejte se o bod obnovení nebo zálohu OS. Ale je lepší si stáhnout normální generátor z "Další materiály".

Další zajímavý program virtuálního osciloskopu Avangard napsal náš krajan O. L. Zapisnykh.

Tento program nemá obvyklou měřicí mřížku a obrazovka je příliš velká pro pořizování snímků obrazovky, ale má vestavěný voltmetr s hodnotou amplitudy a čítač frekvence, což částečně kompenzuje výše uvedenou nevýhodu.

Částečně proto, že při nízké úrovni signálu začne voltmetr i měřič frekvence hodně podvádět.

Nicméně pro začínajícího radioamatéra, který není zvyklý vnímat diagramy ve voltech a milisekundách na dílek, může tento osciloskop dobře sedět. jiný užitečná vlastnost osciloskop "Avangard" - možnost nezávislé kalibrace dvou stávajících stupnic vestavěného voltmetru.

Budu tedy mluvit o tom, jak postavit měřicí osciloskop založený na programech AudioTester a Vanguard. Samozřejmě, že kromě těchto programů budete potřebovat jakoukoli vestavěnou nebo samostatnou, cenově nejvýhodnější zvukovou kartu.

Ve skutečnosti veškerá práce spočívá ve výrobě děliče napětí (atenuátoru), který by pokryl široký rozsah měřených napětí. Další funkcí navrhovaného adaptéru je ochrana vstupu zvukové karty před poškozením při přivedení vysokého napětí na vstup.

Technické údaje a rozsah.

Protože je ve vstupních obvodech zvukové karty oddělovací kondenzátor, lze osciloskop používat pouze s „uzavřeným vstupem“. To znamená, že na jeho obrazovce bude možné pozorovat pouze proměnnou složku signálu. S trochou zručnosti však pomocí osciloskopu AudioTester můžete změřit i úroveň stejnosměrné složky. To může být užitečné například tehdy, když odpočítávací čas multimetru neumožňuje fixovat hodnotu amplitudy napětí na kondenzátoru nabíjeném přes velký odpor.

Spodní mez měřeného napětí je omezena úrovní šumu a úrovní pozadí a je přibližně 1 mV. Horní hranice je omezena pouze parametry děliče a může dosahovat stovek voltů.

Frekvenční rozsah je omezen možnostmi zvukové karty a pro levné zvukové karty je: 0,1 Hz ... 20 kHz (pro sinusový signál).

Samozřejmě mluvíme o poměrně primitivním zařízení, ale při absenci pokročilejšího zařízení se toto může dobře hodit.

Zařízení může pomoci při opravách audio zařízení nebo sloužit pro vzdělávací účely, zejména pokud je doplněno virtuálním generátorem basů. S pomocí virtuálního osciloskopu je navíc snadné uložit nákres pro ilustraci jakéhokoli materiálu nebo pro zveřejnění na internetu.

Elektrický obvod hardwaru osciloskopu.

Na výkresu je znázorněn hardware osciloskopu - "Adaptér".

Chcete-li sestavit dvoukanálový osciloskop, budete muset tento obvod duplikovat. Druhý kanál může být užitečný pro porovnání dvou signálů nebo pro připojení externí synchronizace. Ten je k dispozici v "AudioTester".

Rezistory R1, R2, R3 a Rin. – dělič napětí (atenuátor).

Hodnoty rezistorů R2 a R3 závisí na použitém virtuálním osciloskopu, respektive na stupnicích, které používá. Ale protože cena divize "AudioTester" je násobkem 1, 2 a 5 a "Avangard" má vestavěný voltmetr, který má pouze dvě stupnice propojené faktorem 1:20, pak použití adaptéru sestavené podle daného schématu by neměly v obou případech způsobovat nepříjemnosti.

Vstupní impedance atenuátoru je asi 1 megaohm. V dobrém slova smyslu by tato hodnota měla být konstantní, ale návrh dělitele by byl vážně komplikovaný.

Kondenzátory C1, C2 a C3 vyrovnávají frekvenční charakteristiku adaptéru.

Zenerovy diody VD1 a VD2 spolu s odpory R1 chrání linkový vstup zvukové karty před poškozením při náhodném vstupu vysokého napětí na vstup adaptéru při poloze přepínače 1:1.

Souhlasím, že prezentované schéma není elegantní. Toto obvodové řešení však umožňuje nejvíce jednoduchým způsobem dosáhnout širokého rozsahu měřených napětí pomocí několika rádiových komponent. Klasický útlumový člen by naopak vyžadoval vysokomegaohmové odpory a jeho vstupní impedance by se při přepínání rozsahů příliš měnila, což by omezovalo použití standardních kabelů osciloskopů určených pro vstupní impedanci 1 MΩ.

Ochrana před "bláznem".

Aby byl linkový vstup zvukové karty chráněn před náhodným vysokým napětím, jsou paralelně se vstupem instalovány zenerovy diody VD1 a VD2.

Rezistor R1 omezuje proud zenerových diod na 1 mA, při napětí 1000 voltů na vstupu 1:1.

Pokud opravdu budete používat osciloskop k měření napětí do 1000 voltů, můžete nainstalovat odpory MLT-2 (dvouwatt) nebo dva odpory MLT-1 (jedenwatt) do série jako odpor R1, protože odpory se neliší. nejen ve výkonu, ale i podle maximálního povoleného napětí.

Kondenzátor C1 musí mít také maximum dovolené napětí 1000 voltů.

Malé vysvětlení výše uvedeného. Někdy je nutné se podívat na střídavou složku s relativně malou amplitudou, která má přesto velkou stejnosměrnou složku. V takových případech je třeba mít na paměti, že na obrazovce osciloskopu se sepnutým vstupem je vidět pouze střídavá složka napětí.

Obrázek ukazuje, že při konstantní složce 1000 voltů a výkyvu proměnné složky 500 voltů bude maximální napětí přivedené na vstup 1500 voltů. I když na obrazovce osciloskopu uvidíme pouze sinusoidu s amplitudou 500 voltů.

Jak změřit výstupní impedanci linky?

Tento odstavec lze přeskočit. Je určen pro milovníky malých detailů.

Výstupní impedance (výstupní impedance) linkového výstupu určeného pro připojení telefonů (sluchátek) je příliš nízká na to, aby měla významný vliv na přesnost měření, která provedeme v dalším odstavci.

Proč tedy měřit výstupní impedanci?

Vzhledem k tomu, že pro kalibraci osciloskopu použijeme virtuální generátor nízkofrekvenčního signálu, bude jeho výstupní impedance rovna výstupní impedanci Line Out zvukové karty.

Tím, že se ujistíme, že výstupní impedance je nízká, můžeme předejít chybám při měření vstupní impedance. I když ani za nejhorších okolností tato chyba pravděpodobně nepřekročí 3 ... 5 %. Upřímně řečeno, je to ještě méně možná chyba Měření. Je však známo, že chyby mají ve zvyku „zaběhnout“.

Při použití generátoru k opravám a ladění audio zařízení je také žádoucí znát jeho vnitřní odpor. To může být užitečné například při měření ESR (Equivalent Series Resistance) ekvivalentního sériového odporu nebo jednoduše reaktance kondenzátorů.

Mně se díky tomuto měření podařilo identifikovat výstup s nejnižší impedancí na mé zvukové kartě.

Pokud má zvuková karta pouze jeden výstupní jack, pak je vše jasné. Je to jak linkový výstup, tak výstup na telefony (sluchátka). Jeho impedance je obvykle malá a není třeba ji měřit. Jedná se o zvukové výstupy používané v přenosných počítačích.

Když je zásuvek až šest a na předním panelu systémové jednotky je jich ještě pár a každé zásuvce lze přiřadit specifickou funkci, pak se výstupní impedance zásuvek může výrazně lišit.

Obvykle je nejnižší impedance světle zelený jack, což je výchozí linkový výstup.

Příklad měření impedance několika různých výstupů zvukové karty nastavených na režimy „Phones“ a „Line Out“.

Jak je vidět ze vzorce, absolutní hodnoty naměřeného napětí nehrají roli, protože tato měření lze provést dlouho před kalibrací osciloskopu.

Příklad výpočtu.

U1 = 6 dílků.

U2 = 7 dílků.

Rx = 30 (7 - 6) / 6 = 5(Ohm).

Jak změřit vstupní impedanci linkového vstupu?

Pro výpočet atenuátoru pro linkový vstup zvukové karty potřebujete znát vstupní impedanci linkového vstupu. Vstupní odpor bohužel nezměříte běžným multimetrem. To je způsobeno skutečností, že ve vstupních obvodech zvukových karet jsou izolační kondenzátory.

Vstupní impedance různých zvukových karet se mohou značně lišit. Takže stále musíte udělat tento zámek.

Pro měření vstupní impedance zvukové karty pomocí střídavý proud, musíte na vstup přivést sinusový signál o frekvenci 50 Hz přes předřadný (přídavný) odpor a vypočítat odpor pomocí výše uvedeného vzorce.

Sinusový signál lze generovat v softwarovém LF generátoru, odkaz na který je v "Doplňkové materiály". Hodnoty amplitudy lze také měřit softwarovým osciloskopem.

Na obrázku je schéma zapojení.

Napětí U1 a U2 je nutné měřit virtuálním osciloskopem v odpovídajících polohách přepínače SA. Absolutní hodnoty napětí nemusí být známé, takže výpočty jsou platné, dokud není přístroj zkalibrován.

Příklad výpočtu.

Rx \u003d 50 * 100 / (540 - 100) ≈ 11,4(kOhm).

Zde jsou výsledky měření impedance různých linkových vstupů.

Jak vidíte, vstupní impedance se mnohonásobně liší a v jednom případě téměř o řád.

Jak vypočítat dělič napětí (atenuátor)?

Maximální neomezená amplituda vstupního napětí zvukové karty při maximální úrovni záznamu je asi 250 mV. Dělič napětí, nebo jak se mu také říká útlumový člen, umožňuje rozšířit rozsah měřených napětí osciloskopu.

Atenuátor může být postaven podle různých schémat, v závislosti na dělicím faktoru a požadovaném vstupním odporu.

Zde je jedna z možností pro dělič, který umožňuje udělat vstupní odpor násobkem deseti. Díky přídavnému odporu Radd. můžete upravit odpor spodního ramene děliče na nějakou kulatou hodnotu, například 100 kOhm. Nevýhodou tohoto obvodu je, že citlivost osciloskopu bude příliš záviset na vstupní impedanci zvukové karty.

Pokud je tedy vstupní impedance 10 kΩ, pak se dělicí poměr děliče desetinásobně zvýší. Není žádoucí snižovat odpor horního ramene děliče, protože určuje vstupní odpor zařízení a je hlavním článkem při ochraně zařízení před vysokým napětím.

Navrhuji tedy, abyste si vypočítali dělič sami na základě vstupní impedance vaší zvukové karty.

Na obrázku není chyba, dělič začne dělit vstupní napětí již při měřítku 1:1. Výpočty je samozřejmě nutné provést na základě skutečného poměru dělicích ramen.

Podle mého názoru se jedná o nejjednodušší a zároveň nejuniverzálnější dělicí obvod.

Příklad děliče.

Počáteční hodnoty.

R1 - 1007 kOhm (výsledek měření rezistoru 1 mOhm).

Rin. - 50 kOhm (zvolil jsem vyšší odporový vstup ze dvou dostupných na předním panelu systémové jednotky).

Výpočet děliče v poloze přepínače 1:20.

Nejprve vypočteme podle vzorce (1) dělicí faktor děliče, určený odpory R1 a Rin.

(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (jednou)

To znamená, že celkový dělicí poměr v poloze přepínače 1:20 by měl být:

21,14*20 = 422,8 (jednou)

Vypočítáme hodnotu odporu pro dělič.

1007*50 /(50*422,8 –50 –1007) ≈ 2,507 (kΩ)

Výpočet děliče v poloze přepínače 1:100.

Celkový dělicí poměr určíme v poloze přepínače 1:100.

21,14*100 = 2114 (jednou)

Vypočítáme hodnotu odporu pro dělič.

1007*50 / (50*2114 –50 –1007) ≈ 0,481 (kΩ)

Aby to bylo jednodušší, podívejte se na tento odkaz:

Pokud budete používat pouze osciloskop Vanguard a pouze v rozsazích 1:1 a 1:20, může být přesnost výběru rezistoru nízká, protože Vanguard lze kalibrovat nezávisle v každém ze dvou dostupných rozsahů. Ve všech ostatních případech budete muset vybrat odpory s maximální přesností. Jak to udělat, je popsáno v dalším odstavci.

Pokud pochybujete o přesnosti vašeho testeru, můžete nastavit jakýkoli odpor s maximální přesností porovnáním hodnot ohmmetru.

K tomu je místo konstantního odporu R2 dočasně instalován ladicí odpor R *. Odpor ladicího rezistoru je zvolen tak, aby byla získána minimální chyba v odpovídajícím rozsahu dělení.

Poté se změří odpor ladícího rezistoru a konstantní rezistor je již nastaven na odpor měřený ohmmetrem. Protože jsou oba odpory měřeny stejným zařízením, chyba ohmmetru neovlivňuje přesnost měření.

A to je pár vzorců pro výpočet klasického dělitele. Klasická dělička se může hodit při požadavku na vysoký vstupní odpor zařízení (mΩ / V), ale nechcete používat přídavnou dělicí hlavu.

Jak vybrat nebo upravit odpory děliče napětí?

Vzhledem k tomu, že radioamatéři mají často potíže s nalezením přesných rezistorů, budu mluvit o tom, jak můžete sedět s vysokou přesností konvenční rezistoryširoké uplatnění.

Vysoce přesné rezistory jsou jen párkrát dražší než klasické, ale na našem rádiovém trhu se prodávají po 100 kusech, takže jejich nákup není příliš výhodný.

Použití trimovacích rezistorů.

Jak vidíte, každé dělicí rameno se skládá ze dvou rezistorů – konstanty a trimru.

Nevýhodou je objemnost. Přesnost je omezena pouze dostupnou přesností měřicího přístroje.

Výběr rezistorů.

Dalším způsobem je výběr párů rezistorů. Přesnost je zajištěna výběrem párů rezistorů ze dvou sad rezistorů s velkým rozptylem. Nejprve se změří všechny odpory a poté se vyberou dvojice, jejichž součet odporů nejvíce odpovídá obvodu.

Tímto způsobem byly v průmyslovém měřítku upraveny dělicí odpory pro legendární tester TL-4.

Nevýhodou metody je pracnost a potřeba velkého počtu rezistorů.

Čím delší je seznam rezistorů, tím vyšší je přesnost výběru.

Osazení rezistorů brusným papírem.

Osazení rezistorů odstraněním části odporové fólie nepohrdne ani průmyslem.

Při montáži vysokoodporových odporů však není dovoleno proříznout odporovou fólii. U vysokoodporových MLT filmových rezistorů je film nanesen na válcovou plochu ve formě spirály. Takové rezistory musí být pilovány velmi pečlivě, aby nedošlo k přerušení obvodu.

Přesné nastavení odporů v amatérských podmínkách lze provést pomocí nejjemnějšího brusného papíru - „null“.

Nejprve se z rezistoru MLT, který má evidentně nižší odpor, opatrně skalpelem odstraní ochranná vrstva barvy.

Poté je rezistor připájen k "koncům", které jsou připojeny k multimetru. Opatrným pohybem „nulového“ povrchu se odpor rezistoru normalizuje. Při seřízení odporu se řez překryje vrstvou ochranného laku nebo lepidla.

Je napsáno, co je „nulový“ vzhled.

Podle mého názoru je to nejrychlejší a nejjednodušší způsob, který však dává velmi dobré výsledky.

Konstrukce a detaily.

Prvky obvodu adaptéru jsou umístěny v obdélníkovém duralovém pouzdře.

Přepínání poměru dělení útlumového členu se provádí páčkovým přepínačem s průměrnou polohou.

Jako vstupní zásuvka je použit standardní konektor CP-50, který umožňuje použití standardních kabelů a sond. Místo toho můžete použít běžný audio jack 3,5 mm Jack.

Výstupní konektor je standardní 3,5 mm audio jack. Adaptér se připojuje k line-in zvukové karty pomocí kabelu se dvěma 3,5mm jacky na koncích.

Montáž je provedena metodou sklopné montáže.

Pro použití osciloskopu budete potřebovat také kabel se sondou na konci.

Osciloskop je nejvíc důležitý nástroj pro sledování a měření parametrů elektronické obvody. Jedná se o zařízení, jehož obrázky jsou grafickým zobrazením napětí (na svislé ose) v závislosti na čase (na vodorovné ose).

Funkční vlastnosti

Hlavní funkcí osciloskopu je poskytnout graf napětí v čase. Typicky osa Y představuje napětí a osa X čas. Toto je užitečné:

• k měření parametrů, jako jsou frekvence hodin, pracovní cykly signálů modulovaných šířkou pulzu, zpoždění šíření nebo doby náběhu a poklesu signálů přijatých ze snímačů;
• upozornit uživatele na přítomnost poruch v systému nebo záchytných zařízeních;
• pro výzkum (pozorování, záznam, měření) amplitudových a časových parametrů.

Pro informaci. Rozsahy měření jsou obrovské. Například na relativně levném osciloskopu můžete nastavit od 5 mV / cm do 5 V / cm (vertikální měřítko) a od 2 μs / cm do 20 s / cm (horizontálně).

Další vlastnosti zařízení:

1. Zobrazení a výpočet frekvence a amplitudy oscilačního signálu;
2. Zobrazit napětí a čas. Tato funkce se nejčastěji používá v experimentálních laboratořích;
3. Pomozte odstraňovat všechny vadné součásti projektu kontrolou očekávaného výstupu;
4. Zobrazte změnu AC nebo DC napětí.

Pro lepší pochopení funkcí zařízení je nutné se seznámit s používanými pojmy a co to je:

1. Šířka pásma udává rozsah frekvencí, které může zařízení přesně měřit;
2. Přesnost zisku měří, jak přesně vertikální systém zeslabuje nebo zesiluje signál. Hodnota je uvedena v procentech chyby;
3. Časová základna nebo horizontální přesnost udává, jak přesně horizontální systém reprezentuje časování signálu. Toto je zobrazeno jako procentuální chyba;
4. Doba náběhu je další způsob, jak popsat užitečný frekvenční rozsah nástroje. Při měření impulsů a kroků je třeba vzít v úvahu dobu náběhu. Přístroj nemůže přesně zobrazit pulsy s dobou náběhu rychleji, než je specifikovaná doba náběhu osciloskopu;
5. Vertikální citlivost udává, jak moc může vertikální zesilovač zesílit Slabý signál. Vertikální citlivost se obvykle uvádí v mV/div (milivolty na dílek). Nejnižší napětí, které může obecný osciloskop detekovat, je typicky kolem 1 mV na vertikální dílek obrazovky;
6. Sweep Speed ​​​​– Toto nastavení určuje, jak rychle se může trasa pohybovat po obrazovce. Obvykle se uvádí v ns/div (nanosekundy na dílek);
7. Vzorkovací frekvence v digitálním osciloskopu udává, kolik vzorků za sekundu může A na D převodník vzít. Maximální frekvence Vzorkovací frekvence se obvykle uvádí v Mp/s (megapixely za sekundu). Čím rychleji se může osciloskop snažit, tím přesněji dokáže zobrazit jemné detaily signálu. Minimální vzorkovací frekvence může být také důležitá, pokud chcete sledovat pomalu se měnící signály po dlouhou dobu. Typicky se vzorkovací frekvence mění se změnami provedenými v ovládání, aby se zachoval konstantní počet bodů tvaru vlny v záznamu tvaru vlny;
8. Délka záznamu digitálního osciloskopu udává počet křivek, které může zařízení získat pro každý záznam. Maximální délka záznamu závisí na jeho paměti. Je zde možnost získání detailní obrázek signál na krátkou dobu nebo méně detailní obraz na delší dobu.

Převod počítače na osciloskop

Existují dva způsoby převodu:

1. Prvním je připojení obvodu k I/O desce mikrokontroléru PIC. Stavebnice s příslušným programem vám umožní číst digitální resp analogové signály a vrátit výsledky přes sériový port počítače. Můžete také vytvořit signály PWM, zvukové signály, impulsy a řídit je z počítače;
2. Druhá metoda je bezplatná, každé PC má vestavěné ADC a zvukovou kartu. Pomocí nich můžete převést počítač na osciloskop instalací softwaru a připájením vstupního děliče. Podobné programy lze snadno najít na internetu. Jedním z nich je digitální osciloskop V3.0.

Program "Počítač - osciloskop"

Po spuštění programu se na obrazovce objeví obrázek, který vypadá velmi podobně jako běžný osciloskop. Linkový vstup zvukové karty slouží k signalizaci. Přivedení signálu na vstup je možné pouze s omezením - ne více než 0,5-1 V, proto je nutné připájet vstupní dělič podle jednoduchého zapojení znázorněného na obrázku.

Důležitou výhodou programu je virtuální paměťový osciloskop. Práci lze pozastavit, průběh zbývající na obrazovce uložit do paměti počítače nebo vytisknout. Na předním panelu je mnoho ovládacích prvků, které umožňují zvýšit nebo snížit jednotky času a napětí.

Aplikace v každodenním životě

Online osciloskop je nezbytným nástrojem pro každého elektrotechnika. Může být použit jako pult utility. Umožňuje například zaznamenat, že spotřeba elektřiny je během zimních měsíců vyšší než během letních měsíců, nebo že spotřeba elektřiny klesla po zakoupení účinnější chladničky nebo že spotřeba elektřiny roste po zapnutí mikrovlnné trouby. Více často než ne, je důležitější analyzovat tyto vzory v signálech než samotné hodnoty napětí.

Inteligentní měřič zobrazuje signál v reálném čase. Z jeho grafů je vidět, že méně elektřiny se spotřebuje ve všední dny, kdy domácnosti nejsou doma, ale ve škole nebo v práci. To jsou informace, které nelze jinak získat.