Na internetovej stránke http://www.semifluid.com som našiel veľmi jednoduché riešenie na vytvorenie digitálneho počítačového osciloskopu. Zariadenie je založené na osembitovom procesore PIC12F675.

Procesor pracuje na frekvencii 20 MHz. Mikrokontrolér priebežne meria vstupné napätie, prevádza ho a odosiela digitálna hodnota k sériovému portu počítača. Prenosová rýchlosť sériového portu je 115 Kbps a ako je znázornené na nasledujúcom obrázku, dáta sa skenujú a odosielajú rýchlosťou približne 7,5 kHz (134 µs).

Schéma zariadenia

Základom obvodu je mikrokontrolér PIC12F675 (čip U2), ktorý pracuje na frekvencii hodín 20 MHz kryštálu Y1. J1 je štandardný napájací konektor pre pripojenie 9-12V napájania, ktoré je následne stabilizované na U1 až 5V pre napájanie procesora.

Po U2 sa do obvodu pridáva jednoduchý prevodník TTL úrovne so sériovým portom PC RS232. Je založený na tranzistore BC337 (Q1) a rezistoroch R1 a R3. Vstup 5 mikrokontroléra vedie k spínaču S1. Vo svojej hlavnej polohe (1-2) sa prístroj prepne do režimu DC osciloskopu (DC merania), ktorý je schopný zobraziť vstupný signál 0-5V. V druhej polohe - do režimu AC osciloskopu. V tejto polohe je maximálne napätie od -2,5 do +2,5 V. Na pozorovanie nízkych frekvencií bez veľkého skreslenia som použil 22000nF keramický kondenzátor C6.

V prípade potreby môžete pridať ďalší vstupný atenuátor (splitter) alebo operačný zosilňovač.

softvér

Na pôvodnej stránke uvedenej vyššie, tiež k dispozícii jednoduchý program ovládacie prvky pre Windows. Program je napísaný vo Visual Basic.

Program sa okamžite spustí a čaká na zobrazenie údajov na sériovom porte COM1. Vľavo štyri posuvníky slúžiace na meranie periódy a napätia signálu. Ďalej sú to on/off synchronizácia, polia pre škálovanie či zmenu hodnôt veľkosti vzorky.

Montáž

Nezačal som robiť vytlačená obvodová doska, ale všetko namontované v malej plastovej krabičke s uchytením na pánty. Puzdro musí mať otvory pre vypínač RS232 konektor, vstupný konektor, napájací konektor.

Firmvér pre procesor - na konci článku. Konfiguračné bity (poistka) musia byť nastavené počas programovania takto:

Fotka môjho hotového prototypu

Nižšie si môžete stiahnuť zdroj, firmvér a softvér pre Windows

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	Množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
U1	Lineárny regulátor		1		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
U2	MK PIC 8-bit		1	675-I/P	Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
Q1	bipolárny tranzistor		1		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C1, C2, C5	Kondenzátor	0,1 uF	3		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C3, C4	Kondenzátor	22 pF	2		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
C6	Kondenzátor	22 uF	1		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R1, R3	Rezistor		2

V dnešnej dobe sa využívajú rôzne meracie prístroje postavené na báze interakcie s osobný počítač, dosť. Významnou výhodou ich použitia je možnosť uložiť získané hodnoty v dostatočne veľkom množstve do pamäte zariadenia s ich následnou analýzou.

Digitálne USB osciloskop z počítača, ktorý popisujeme v tomto článku, je jednou z možností takýchto meracích prístrojov pre rádioamatéra. Môže byť použitý ako osciloskop a zariadenie na záznam elektrických signálov RAM a ďalej HDD počítač.

Obvod nie je zložitý a obsahuje minimum súčiastok, vďaka čomu bolo možné dosiahnuť dobrú kompaktnosť zariadenia.

Kľúčové vlastnosti USB osciloskopu:

• ADC: 12 bitov.
• Časová základňa (osciloskop): 3 ... 10 ms / dielik.
• Časová mierka (rekordér): 1…50 s/vzorka.
• Citlivosť (bez deliča): 0,3 voltu / dielik.
• Synchronizácia: vonkajšia, vnútorná.
• Záznam údajov (formát): ASCII, text.
• Maximálna vstupná impedancia: 1 MΩ paralelne s kapacitou 30 pF.

Popis činnosti osciloskopu z počítača

Na výmenu dát medzi USB osciloskopom a osobným počítačom sa používa rozhranie Universal Serial Bus (USB). Toto rozhranie funguje na báze čipu FT232BM (DD2) od Future Technology Devices. Je to prevodník rozhrania. FT232BM môže pracovať v režime priameho bitového riadenia BitBang (pomocou ovládača D2XX) aj v režime virtuálneho COM portu (pomocou ovládača VCP).

Ako ADC bol použitý integrovaný obvod AD7495 (DD3) od Analog Devices. Nie je to nič iné ako 12-bitový analógovo-digitálny prevodník s internou referenciou napätia a sériovým rozhraním.

AD7495 má tiež frekvenčný syntetizátor, ktorý určuje, ako rýchlo sa budú vymieňať informácie medzi FT232BM a AD7495. Ak chcete vytvoriť potrebný komunikačný protokol, USB program Osciloskop naplní výstupnú vyrovnávaciu pamäť USB samostatnými bitovými hodnotami pre signály SCLK a CS, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:

Meranie jedného cyklu je určené sériou deväťsto šesťdesiatich po sebe nasledujúcich transformácií. Čip FT232BM vysiela elektrické signály SCLK a CS s frekvenciou určenou vstavaným frekvenčným syntetizátorom súbežne s prenosom údajov o konverzii na linke SDATA. Perióda 1. úplnej konverzie ADC FT232BM, ktorá nastavuje vzorkovaciu frekvenciu, zodpovedá dobe trvania odosielacej periódy 34 bajtov dátového výstupu čipu DD2 (16 dátových bitov + pulz CS linky). Keďže prenosová rýchlosť FT232BM je určená frekvenciou interného frekvenčného syntetizátora, všetko, čo musíte urobiť, aby ste upravili hodnoty rozmietania, je zmeniť hodnoty frekvenčného syntetizátora FT232BM.

Údaje prijaté osobným počítačom sa po určitom spracovaní (zmenšenie mierky, nastavenie nuly) zobrazia na obrazovke monitora v grafickej podobe.

Testovaný signál sa privádza do konektora XS2. Operačný zosilňovač OP747 je navrhnutý tak, aby zodpovedal vstupným signálom zvyšku obvodu USB osciloskopu.

Na moduloch DA1.2 a DA1.3 je zabudovaný obvod na posun bipolárneho vstupného signálu do kladnej napäťovej zóny. Keďže vnútorný referenčný zdroj napätia mikroobvodu DD3 má napätie 2,5 V, bez použitia rozdeľovačov je pokrytie vstupného napätia -1,25 .. + 1,25 V.

Aby bolo možné skúmať signály so zápornou polaritou, s prakticky unipolárnym napájaním z konektora USB (a), bol použitý menič napätia DD1, ktorý generuje napätie so zápornou polaritou na napájanie operačného zosilňovača OP747. Na ochranu pred rušením analógovej časti osciloskopu sa používajú komponenty R5, L1, L2, C3, C7-C11.

Program uScpoe je určený na zobrazovanie informácií na obrazovke monitora počítača. Pomocou tohto programu je možné vizuálne vyhodnotiť veľkosť študovaného signálu, ako aj jeho tvar vo forme oscilogramu.

Tlačidlá ms/div sa používajú na ovládanie pohybu osciloskopu. V programe môžete pomocou príslušných položiek ponuky uložiť priebeh a údaje do súboru. Pre virtuálne začlenenie a vypnite osciloskop, použite tlačidlá Power ON/OF. Pri odpojení obvodu osciloskopu od počítača sa program uScpoe automaticky prepne do režimu OFF.

V režime záznamu elektrického signálu (rekordér) program vytvorí textový súbor, ktorého názov je možné nastaviť v nasledujúcej ceste: Súbor->Výber dátového súboru. pôvodne sa vytvorí súbor data.txt. Ďalej je možné súbory importovať do iných aplikácií (Excel, MathCAD) na ďalšie spracovanie.

(3,0 Mb, stiahnuté: 3 610)

Osciloskop je veľmi dôležitý nástroj, ktorý sa používa v laboratóriách rádiotechniky, ktoré sa podieľajú na výrobe a testovaní mnohých prístrojov. Môžu sa však použiť aj v bežných rozhlasových dielňach. Hlavnou úlohou zariadení tohto typu je detekcia a korekcia elektronických obvodov, ladenie ich práce a čo je najdôležitejšie, predchádzanie problémom pri výrobe nových obvodov.

Významnou nevýhodou osciloskopov je pomerne vysoká cena. Preto si ich nemôže kúpiť každý. Preto vyvstáva otázka, ? Hoci je známych veľa variantov takejto výroby, v každej metóde je zahrnutý jeden hlavný prvok - zvuková karta PC. Je k nemu pripevnený adaptér, vďaka ktorému sú zladené úrovne meraných signálov.

softvér

Toto zariadenie funguje vďaka konkrétny program. Prenáša signály na obrazovku, ktoré sú vizualizované. Takto sa namerané impulzy prepočítajú. Výber nástrojov je pomerne veľký, ale nie všetky môžu fungovať trvalo dobre.

Najväčšiu obľubu si získal osvedčený program Osci. Vďaka nemu osciloskop pracuje v normálnom režime. Program má rozhranie, na obrazovke je nainštalovaná mriežka, vďaka ktorej môžete merať signál v dĺžke a amplitúde. Táto mriežka je špeciálna, pretože poskytuje doplnkové funkcie. Výberom tohto programu existuje množstvo pozitívnych aspektov, ktoré iné programy nemôžu zaručiť.

Technické detaily

Na zostavenie osciloskopu z počítača je potrebné zostaviť takzvaný delič napätia alebo atenuátor. Toto zariadenie umožňuje pokryť veľký rozsah meraného napätia, chrániť vstupný port zvukovej karty pred poškodením. K poškodeniu tejto úrovne dochádza najmä v dôsledku vysoké napätie.

Takmer všetky zvukové karty majú vstupné napätie nie viac ako 2 volty. Osciloskop vyrobený z počítača má obmedzené možnosti zvukovej karty. Ak vezmeme do úvahy rozpočtové karty, potom sa pre nich toto číslo udržiava na úrovni 0,1 Hz-20 kHz.

Napätie v najnižšom bode je 1 mV. Takéto nízke číslo je spôsobené obmedzením pozadia a úrovne hluku. Parametre horného napätia - do 500 voltov. Je obmedzený parametrami adaptéra.

Výhody a nevýhody osciloskopov

Žiadny rádioamatér sa nezaobíde bez osciloskopu. Aj keď sa táto jednotka predáva za dosť vysoká cena. Ale zároveň to má výhody aj množstvo nevýhod.

Hlavnou výhodou osciloskopu vytvoreného z počítača je jeho nízka cena. To znamená, že bude musieť minúť dosť peňazí na jeho opätovné vybavenie. Existuje však niekoľko nevýhod:
1. Vysoká citlivosť. Zariadenie reaguje na rušenie aj pri nízkej úrovni. To vedie k veľkým chybám.
2. Amplitúda zvukového signálu je do 2V. Vchod zvuková karta nemôže vydržať vyššiu sadzbu. Preto môže zvuková karta zlyhať pomerne rýchlo. Tomu sa však dá vyhnúť.
3. Nepretržité meranie napätia. V skutočnosti to nie je významná nevýhoda.

Vytvorenie osciloskopu

Pretože niektoré osciloskopy neumožňujú signál nad 2V a pre niektoré nepresahuje 1V, musíte sa pokúsiť tento problém odstrániť, pretože táto amplitúda zjavne nestačí. Riešenie problému spočíva vo zvýšení limitov, ktoré adaptér zvládne. Moderný program, ktorý zabezpečuje prevádzku osciloskopu, umožňuje dosiahnuť také limity merania - 12,5 a 250 voltov.

Ak nie je potrebný signál, ktorého amplitúda je 250 voltov, je možné vytvoriť adaptér s dvoma kanálmi. Na tento účel je nainštalovaná ochrana, ktorá riadi činnosť zariadenia, to znamená, že neumožňuje chybné zapnutie, ak je indikátor napätia dosť vysoký.

Pre zníženie vplyvu vonkajšieho rušenia na osciloskop z počítača je potrebné umiestniť dosku do puzdra z kovu. Potom je k tomuto puzdru pripojený spoločný vodič.

Proces nastavenia zvukovej karty je sprevádzaný vypnutím zosilnenia mikrofónu. Za týmto účelom je hlasitosť na ňom stredná alebo podpriemerná. Po dokončení všetkých prác môžete začať merať sekundárne spracovávacie impulzy transformátora. Ak je všetko vykonané správne, potom bude môcť zobraziť priebehy aj tých najväčších nízke frekvencie. Vďaka nainštalovaný program bude možné jednoducho určiť frekvenčnú úroveň signálu.

Vyrobiť moderné zariadenie z počítača je také jednoduché. Osciloskop bude kresliť priebehy, ktoré pomôžu pri práci a experimentoch vykonávaných v rádiotechnike a domácich laboratóriách.

Nižšie je uvedený projekt USB osciloskopu, ktorý si môžete zostaviť sami. Možnosti USB osciloskopu sú minimálne, ale pre mnohé amatérske rádiové úlohy postačí. Obvod tohto USB osciloskopu môže byť tiež použitý ako základ pre vytvorenie vážnejších obvodov. Schéma je založená mikrokontrolér Atmel Maličký45.

Osciloskop má dva analógové vstupy a je napájaný cez USB rozhranie. Jeden vstup sa aktivuje cez potenciometer, ktorý umožňuje znížiť úroveň vstupného signálu.

Softvér pre mikrokontrolér tiny45 je napísaný v jazyku C a skompilovaný pomocou a Vývoj V-USB Obdev , ktorý implementuje HID zariadenie zo strany mikrokontroléra.
Obvod nepoužíva externý quartz, ale frekvencia z USB je 16,5 MHz. Prirodzene, od tejto vzorkovacej schémy by sme nemali očakávať 1Gs/s.

Osciloskop funguje cez USB cez režim HID, ktorý nevyžaduje inštaláciu žiadnych špeciálnych ovládačov. Softvér pre Windows je napísaný pomocou .NET C#. Na základe môjho zdrojového kódu programu môžete softvér pridať podľa potreby.

Schéma zapojenia USB osciloskopu je veľmi jednoduchá!

Zoznam použitých rádiových prvkov:
1 LED (akákoľvek)
1 LED rezistor, 220 až 470 ohmov
2 x 68 ohm rezistory pre USB D+ a D-linky
1 x 1,5K rezistor pre detekciu USB zariadenia
2 x 3,6V zenerove diódy pre vyrovnanie úrovní USB
2 kondenzátory 100nF a 47uF
2 filtračné kondenzátory na analógových vstupoch (10nF až 470nF), voliteľné
1 alebo 2 potenciometre na analógových vstupoch na zníženie úrovne vstupného napätia (ak je to potrebné)
1 USB konektor
1 mikrokontrolér Atmel Tiny45-20.

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	Množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
R1, R5	Rezistor		2		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R2	Rezistor		1		Hľadať v Chip and Dip	Do poznámkového bloku
R3	Rezistor		1

Pomerne často v poslednej dobe veľa ľudí namiesto výroby napríklad osciloskopu z počítača radšej jednoducho kúpi digitálny USB osciloskop. Pri pohľade na trh však môžete pochopiť, že v skutočnosti náklady na rozpočtové osciloskopy začínajú na približne 250 USD. A vážnejšie vybavenie má cenu niekoľkonásobne vyššiu.

Pre tých ľudí, ktorí nie sú spokojní s takými nákladmi, je dôležitejšie vyrobiť osciloskop z počítača, najmä preto, že vám umožňuje vyriešiť veľké množstvo úloh.

Čo treba použiť?

Jednou z najlepších možností je program Osci, ktorý má rozhranie podobné štandardnému osciloskopu: na obrazovke je štandardná mriežka, pomocou ktorej môžete nezávisle merať trvanie alebo amplitúdu.

Medzi nedostatky tohto nástroja možno poznamenať, že funguje trochu nestabilne. V priebehu svojej práce môže program niekedy zamrznúť a ak ho chcete neskôr resetovať, budete musieť použiť špecializovaného správcu úloh. To všetko je však kompenzované skutočnosťou, že obslužný program má známe rozhranie, je pomerne ľahko použiteľný a má tiež pomerne veľké množstvo funkcií, ktoré vám umožňujú vytvoriť plnohodnotný osciloskop z počítača.

Na poznámku

Hneď je potrebné poznamenať, že tieto programy obsahujú špecializovaný nízkofrekvenčný generátor, ale jeho použitie sa veľmi neodporúča, pretože sa snaží úplne nezávisle regulovať činnosť ovládača zvukovej karty, čo môže spôsobiť nezvratné stlmenie zvuku. Ak sa ho pokúsite použiť, uistite sa, že máte vlastný bod obnovenia alebo možnosť zálohovania operačný systém. Najlepšou možnosťou, ako vyrobiť osciloskop z počítača vlastnými rukami, je stiahnuť si normálny generátor, ktorý sa nachádza v časti "Ďalšie materiály".

"Predvoj"

Avangard je domáca utilita, ktorá nemá štandardnú a známu meraciu mriežku a má tiež príliš veľkú obrazovku na vytváranie snímok obrazovky, ale zároveň poskytuje možnosť používať vstavaný amplitúdový voltmeter, ako aj frekvenčné počítadlo. To vám umožňuje čiastočne kompenzovať nevýhody, ktoré boli uvedené vyššie.

Po vytvorení takéhoto osciloskopu z počítača vlastnými rukami sa môžete stretnúť s nasledujúcim: pri nízkych úrovniach signálu môže frekvenčný merač aj voltmeter značne skresliť výsledky, avšak pre začínajúcich rádioamatérov, ktorí nie sú zvyknutí vnímať diagramy. vo voltoch alebo milisekundách na dielik, túto pomôcku bude úplne prijateľné. Jeho ďalšou užitočnou vlastnosťou je, že je možné vykonať úplne nezávislú kalibráciu dvoch existujúcich mierok vstavaného voltmetra.

Ako sa bude používať?

Keďže vstupné obvody zvukovej karty majú špecializovaný väzobný kondenzátor, počítač možno použiť len ako osciloskop s uzavretým vstupom. To znamená, že na obrazovke bude pozorovaná iba premenlivá zložka signálu, avšak s určitou zručnosťou pomocou týchto nástrojov bude možné zmerať aj úroveň konštantnej zložky. To je celkom dôležité, ak napríklad čas odpočítavania multimetra neumožňuje fixovať určitú hodnotu amplitúdy napätia na kondenzátore, ktorý sa nabíja cez veľký odpor.

Spodná hranica napätia je obmedzená úrovňou hluku a pozadia a je približne 1 mV. Horná hranica je obmedzená len parametrami deliča a môže dosahovať aj niekoľko stoviek voltov. Frekvenčný rozsah je priamo obmedzený možnosťami samotnej zvukovej karty a pre rozpočtové zariadenia je približne 0,1 Hz až 20 kHz.

Samozrejme, v tomto prípade sa uvažuje o pomerne primitívnom zariadení. Ale ak nemáte možnosť napríklad použiť USB osciloskop (predpona k počítaču), tak v tomto prípade je jeho použitie celkom optimálne.

Takéto zariadenie vám môže pomôcť pri opravách rôznych audio zariadení a môže slúžiť aj výlučne na vzdelávacie účely, najmä ak ho doplníte o virtuálny generátor basov. Okrem toho vám program osciloskopu pre počítač umožní uložiť graf na ilustráciu určitého materiálu alebo na účely jeho zverejnenia na internete.

Elektrické schéma

Ak potrebujete predponu k počítaču (osciloskop), bude to trochu zložitejšie. Na tento moment na internete nájdete pomerne veľké množstvo rôznych schém pre takéto zariadenia a na zostavenie napríklad dvojkanálového osciloskopu ich budete musieť duplikovať. Použitie druhého kanálu je často relevantné, ak potrebujete porovnať dva signály alebo ak sa set-top box s počítačom (osciloskop) použije aj s externým synchronizačným pripojením.

Vo veľkej väčšine prípadov sú obvody extrémne jednoduché, ale týmto spôsobom môžete nezávisle poskytnúť pomerne široký rozsah napätí dostupných na meranie pri použití minimálneho počtu rádiových komponentov. V tomto prípade by atenuátor, ktorý je postavený podľa klasickej schémy, vyžadoval použitie špecializovaných vysokomegaohmových odporov a jeho vstupný odpor by sa v prípade prepínania rozsahu neustále menil. Z tohto dôvodu by ste sa stretli s určitými obmedzeniami pri používaní štandardných káblov osciloskopu, ktoré sú dimenzované na vstupnú impedanciu nie väčšiu ako 1 mΩ.

Zabezpečujeme bezpečnosť

Komu riadkový vstup zvuková karta bola chránená pred možnosťou náhodného vystavenia vysokému napätiu, môžete paralelne inštalovať špecializované zenerové diódy.

Pomocou rezistorov môžete obmedziť prúd zenerových diód. Napríklad, ak sa chystáte použiť počítačový osciloskop (generátor) na meranie napätia okolo 1000 voltov, potom v tomto prípade môžete ako odpor použiť dva jednowattové alebo jeden dvojwattový odpor. Líšia sa medzi sebou nielen svojou silou, ale aj tým, aké napätie v nich je maximálne prípustné. Za zmienku stojí aj skutočnosť, že v tomto prípade budete čo najviac potrebovať kondenzátor prípustnú hodnotu pre ktoré je 1000 voltov.

Pozor!

Často je potrebné najprv sa pozrieť na premennú zložku relatívne malej amplitúdy, ktorá sa v tomto prípade môže líšiť v pomerne veľkej konštantnej zložke. V tomto prípade na obrazovke osciloskopu s uzavretým vstupom môže nastať situácia, že okrem premenlivej zložky napätia neuvidíte nič.

Výber odporov deliča napätia

Vzhľadom na to, že moderní rádioamatéri majú pomerne často určité ťažkosti pri hľadaní presných rezistorov, často sa stáva, že musíte použiť štandardné zariadenia na všeobecné použitie, ktoré bude potrebné nastaviť s maximálnou presnosťou, pretože inak by to nebolo možné. možné vyrobiť osciloskop z počítača.vyjde.

Vysoko presné rezistory sú v drvivej väčšine prípadov niekoľkonásobne drahšie ako klasické. Zároveň sa dnes najčastejšie predávajú naraz po 100 kusoch, a preto ich získanie nemožno vždy nazvať účelným.

Vyžínače

V tomto prípade je každé deliace rameno tvorené dvoma odpormi, z ktorých jeden je konštantný a druhý je trimrom. Nevýhodou tejto možnosti je jej objemnosť, avšak presnosť je obmedzená len tým, aké dostupné parametre má meracie zariadenie.

Vyberáme odpory

Druhou možnosťou, ako vyrobiť počítač v úlohe osciloskopu, je vyzdvihnúť páry rezistorov. Presnosť je v tomto prípade zabezpečená tým, že sú použité dvojice rezistorov z dvoch sád s dostatočne veľkým rozptylom. Tu je dôležité najprv dôkladne premerať všetky zariadenia a potom vybrať páry, ktorých súčet odporov je najvhodnejší pre obvod, ktorý vykonávate.

Stojí za zmienku, že táto konkrétna metóda sa použila v priemyselnom meradle na nastavenie deličových odporov pre legendárne zariadenie TL-4. Predtým, ako si vytvoríte osciloskop z počítača vlastnými rukami, musíte si preštudovať možné nevýhody takéhoto zariadenia. V prvom rade si môžeme všimnúť zložitosť, ako aj potrebu použitia veľkého počtu rezistorov. Koniec koncov, čím dlhší je zoznam zariadení, ktoré používate, tým vyššia bude konečná presnosť meraní.

Armatúra odporu

Stojí za zmienku, že osadenie rezistorov odstránením časti filmu sa dnes niekedy používa aj v modernom priemysle, to znamená, že osciloskop sa často vyrába z počítača (USB alebo iného) týmto spôsobom.

Okamžite však treba poznamenať, že ak sa chystáte upraviť odpory s vysokým odporom, potom by v tomto prípade odporová fólia nemala byť v žiadnom prípade prerezaná. Ide o to, že v takýchto zariadeniach sa nanáša na valcový povrch vo forme špirály, preto je potrebné rezať s mimoriadnou opatrnosťou, aby sa vylúčila možnosť pretrhnutia reťaze.

Ak si vytvoríte osciloskop z počítača vlastnými rukami, potom na nastavenie rezistorov doma stačí použiť najjednoduchší brúsny papier „nula“.

1. Na začiatku je potrebné opatrne odstrániť rezistor so známym nižším odporom z ochrannej vrstvy farby.
2. Potom by ste mali prispájkovať odpor na konce, ktoré budú prilepené k multimetru. Opatrnými pohybmi brúsnym papierom sa hodnoty odporu odporu dostanú na normálnu hodnotu.
3. Teraz, keď je rezistor konečne osadený, musí byť rez zakrytý extra vrstvašpeciálny ochranný lak alebo lepidlo.

V súčasnosti možno túto metódu nazvať najjednoduchšou a najrýchlejšou, ale zároveň vám umožňuje dosiahnuť dobré výsledky, čo ju robí optimálnou pre prácu doma.

Čo treba brať do úvahy?

Ak sa chystáte vykonávať takúto prácu, musíte v každom prípade dodržiavať niekoľko pravidiel:

• Počítač, ktorý používate, musí byť správne uzemnený.
• Za žiadnych okolností nezapájajte uzemňovací vodič do zásuvky. Pripája sa pomocou špeciálneho puzdra line-in konektora k puzdru systémový blok. V tomto prípade, bez ohľadu na to, či spadnete do nuly alebo do fázy, nebudete mať skrat.

Inými slovami, do zásuvky je možné zapojiť iba vodič pripojený k odporu, ktorý sa nachádza v obvode adaptéra a má menovitý výkon 1 megaohm. Ak sa pokúsite zapojiť kábel, ktorý sa pripája k puzdru, takmer vo všetkých prípadoch to vedie k najnepríjemnejším následkom.

Ak budete používať osciloskop Avangard, potom by ste v tomto prípade počas procesu kalibrácie mali zvoliť stupnicu voltmetra "12,5". Keď na obrazovke uvidíte sieťové napätie, budete musieť do kalibračného okna zadať hodnotu 311. Stojí za zmienku, že voltmeter by vám potom mal ukázať výsledok vo forme 311 mV alebo blízko neho.

Okrem iného nezabudnite, že tvar napätia v moderných elektrických sieťach sa líši od sínusového, pretože dnes sa elektrické spotrebiče vyrábajú so spínanými zdrojmi. Z tohto dôvodu sa budete musieť zamerať nielen na viditeľnú krivku, ale aj na jej sínusové pokračovanie.

Povedzte:
POKRAČOVANIE: Výber rezistorov.Ďalším spôsobom je výber párov rezistorov. Presnosť je zabezpečená výberom párov rezistorov z dvoch sád rezistorov s veľkým rozptylom. Najprv sa zmerajú všetky odpory a potom sa vyberú páry, ktorých súčet odporov najviac zodpovedá obvodu.
Týmto spôsobom boli v priemyselnom meradle upravené deliace odpory pre legendárny tester TL-4.
Nevýhodou metódy je prácnosť a potreba veľkého počtu rezistorov.
Čím dlhší je zoznam odporov, tým vyššia je presnosť výberu.
Osadenie odporov brúsnym papierom. Osadenie odporov odstránením časti odporového filmu nepohrdne ani priemyslom.
Pri montáži odporov s vysokým odporom však nie je dovolené prerezať odporovú fóliu. Vo vysokoodporových MLT filmových rezistoroch je film uložený na valcovej ploche vo forme špirály. Takéto odpory musia byť uložené veľmi opatrne, aby nedošlo k prerušeniu obvodu.
Presné nastavenie rezistorov v amatérskych podmienkach je možné vykonať pomocou najjemnejšieho brúsneho papiera - „null“. Najprv sa pomocou skalpelu opatrne odstráni ochranná vrstva farby z odporu MLT, ktorý má zjavne nižší odpor. Potom je odpor spájkovaný na "koncoch", ktoré sú pripojené k multimetru. Pri opatrných pohyboch „nulovej“ kože sa odpor odporu normalizuje. Keď je odpor nastavený, rez je pokrytý vrstvou ochranného laku alebo lepidla.
Podľa mňa je to najrýchlejší a najjednoduchší spôsob, ktorý však dáva veľmi dobré výsledky.Konštrukcia a detaily. Prvky obvodu adaptéra sú umiestnené v obdĺžnikovom duralovom puzdre.
Prepínanie deliaceho pomeru atenuátora sa vykonáva prepínačom s priemernou polohou. Ako vstupná zásuvka je použitý štandardný konektor CP-50, ktorý umožňuje použitie štandardných káblov a sond. Namiesto toho môžete použiť bežný 3,5 mm jack audio jack.
Výstupný konektor je štandardný 3,5 mm audio jack. Adaptér sa pripája k line-in zvukovej karty pomocou kábla s dvoma 3,5 mm konektormi na koncoch. Montáž je vyrobená metódou kĺbovej montáže Na používanie osciloskopu budete potrebovať aj kábel so sondou na konci.
Ako ho vyrobiť bude podrobne popísané v ďalšom návode v blízkej budúcnosti s názvom „ Ako vyrobiť kábel sondy pre nízkofrekvenčný virtuálny osciloskop? "Ako kalibrovať virtuálny osciloskop? Na kalibráciu osciloskopu potrebujete mať aspoň nejaké meracie zariadenie. Poslúži vám akýkoľvek tester ukazovateľa alebo digitálny multimeter, ktorému dôverujete.
Kvôli tomu, že niektoré testery majú príliš vysokú chybu merania striedavé napätie do 1 voltu, kalibrácia sa vykonáva pri maximálnom možnom, ale neobmedzenom napätí v amplitúde.

Pred kalibráciou vykonáme nasledujúce nastavenia.

Zakázať zvukový ekvalizér.
„Line output level“, „WAVE level“, „Line input level“ a „Recording level“ sú nastavené na maximálny zisk. Tým sa zabezpečí opakovateľnosť výsledku pri ďalších meraniach.
Resetovanie nastavení generátora len v prípade, že príkazom > Získať predvolené nastavenie generátora, nastavte „Gain“ (úroveň) na 0 dB.
Prepínačom (predvoľby) “Frequency Presets” volíme frekvenciu generátora 50Hz, keďže na tejto frekvencii vedia pracovať všetky amatérske prístroje na meranie striedavého napätia a náš adaptér ešte nevie správne pracovať pri vyšších frekvenciách Vstup adaptéra prepneme na Režim 1:1.
Pri pohľade na obrazovku osciloskopu volíme maximálnu neobmedzenú úroveň signálu pomocou gombíka Trim generator.
Signál je možné obmedziť ako na vstupe zvukovej karty, tak aj na jej výstupe, pričom možno výrazne znížiť presnosť kalibrácie. AudioTester má dokonca špeciálny indikátor preťaženia, ktorý je na snímke obrazovky zvýraznený červenou farbou.
Testerom zmeriame napätie na výstupe generátora a vypočítame hodnotu zodpovedajúcej hodnoty amplitúdy.
Príklad.
Hodnota voltmetra = 1,43 V (rms).
Získame hodnotu amplitúdy.
1,432*√2 = 2,025 (Volt)
Príkaz „Options > Calibrate“ vyvolá okno kalibrácie „AudioTester“.
A hoci je rozmer v „mVrms“ uvedený v blízkosti vstupného okna, čo by teoreticky malo znamenať strednú odmocninu, v skutočnosti v osciloskope „oszi v2.0c“ zo súpravy „AudioTester“ sú vstupné hodnoty zodpovedá ... nie je jasné čo. Čo však neprekáža pri presnej kalibrácii prístroja.
Zadávaním hodnôt v malých prírastkoch môžete doladiť veľkosť sínusového obrazu na hodnotu amplitúdy vypočítanú vyššie.
Obrázok ukazuje, že amplitúda signálu bola o niečo viac ako dve časti, čo zodpovedá 2,02 voltu.
Presnosť zobrazenia amplitúdy signálov prijatých zo vstupov 1:20 a 1:100 bude závisieť od presnosti výberu vhodných deličových odporov.
Pri kalibrácii osciloskopu Avangard musia byť hodnoty získané pri meraní testerom vynásobené √2, pretože voltmeter aj kalibrátor Avangard-a sú navrhnuté pre hodnoty amplitúdy.
Výslednú hodnotu zadáme do kalibračného okna v milivoltoch - 2025 a stlačíme Enter.
Ak chcete kalibrovať druhý rozsah osciloskopu Avangard, ktorý je označený ako „250“, musíte najprv vypočítať skutočný pomer delenia porovnaním údajov zabudovaného voltmetra v dvoch rozsahoch deličov: 1:1 a 1:20. Voltmeter osciloskopu by mal byť v polohe „12,5“.

Príklad.
122 / 2323 = 19,3
Potom je potrebné upraviť súbor „calibr“, ktorý sa dá otvoriť v programe Poznámkový blok (Poznámkový blok). Na ľavej strane je súbor pred úpravou a na pravej strane je po.
Súbor "calibr" sa nachádza v rovnakom adresári ako aktuálna kópia programu.
AT ôsmy riadku zadáme skutočný koeficient delenia zodpovedajúci deličovi prvého (ľavého) kanálu.
Ak ste postavili dvojkanálový adaptér, potom v deviaty linke urobíme úpravu pre druhý (pravý) kanál Ako vyrovnať amplitúdovo-frekvenčnú charakteristiku adaptéra? Linkový vstup zvukovej karty a samotné obvody adaptéra majú určitú vstupnú kapacitu. Reaktancia tejto kapacity mení deliaci pomer deliča pri vysokých frekvenciách. Na vyrovnanie frekvenčnej odozvy adaptéra v rozsahu 1:1 je potrebné zvoliť kapacitu kondenzátora C1 tak, aby sa amplitúda signálu pri frekvencii 50 Hz rovnala amplitúde signálu pri frekvencii 18-20 kHz. . Rezistory R2 a R3 znižujú vplyv vstupnej kapacity a vytvárajú zosilnenie frekvenčná odozva vo vysokofrekvenčnej oblasti. Tento nárast môžete kompenzovať výberom kondenzátorov C2 a C3 v príslušných rozsahoch 1:20 a 1:100.
Vychytal som tieto kapacity: C1 - 39pF, C2 - 10nF, C3 - 0,1nF. Teraz, keď bol kanál Y vertikálnej odchýlky osciloskopu kalibrovaný a linearizovaný, môžete vidieť, ako tieto alebo tie periodické signály, a nielen to, vyzerajú. V "AudioTester-e" je "čaká na synchronizáciu sweep". Čo ak neexistuje tester? Alebo nebezpečné zážitky. Dá sa svetelná sieť použiť na kalibráciu?

Keďže každý sebaúctyhodný rádioamatér sa napriek všetkým varovaniam v prvom rade snaží dostať svojho potomka do zásuvky, zistil som, že je potrebné povedať viac o tomto nebezpečnom povolaní.
Podľa GOST by sieťové napätie nemalo prekročiť 220 voltov - 10% + 5%, hoci v reálnom živote táto podmienka nie je splnená tak často, ako by sme chceli. Chyby merania počas montáže odporu a meraní impedancie môžu tiež spôsobiť vysoké chyby túto metódu kalibrácia.
Ak ste zostavili presný delič, napríklad na vysoko presných odporoch, a ak je známe, že vo vašom dome je napätie v osvetľovacej sieti udržiavané s dostatočnou presnosťou, možno ho použiť na hrubú kalibráciu osciloskopu.
Existuje však veľa ALE, kvôli ktorým vám to kategoricky neodporúčam. Prvým a najdôležitejším „ALE“ je samotný fakt, že práve čítate tento článok. Každý, kto je na vás s elektrinou, by tomu sotva venoval čas. Ale ak to nie je argument... Najdôležitejšie!
1. Počítač musí byť bezpečne uzemnený!!!
2. Pod žiadnou zámienkou nezasúvajte "uzemňovací" vodič do zásuvky! Toto je vodič, ktorý je pripojený cez kryt line-in konektora k krytu systémovej jednotky!!! (Iné názvy pre tento vodič: zem, telo, spoločný, obrazovka atď.) Potom, bez ohľadu na to, či sa dostanete do fázy alebo nuly, nedôjde k skratu.
Inými slovami, do zásuvky je možné zapojiť len vodič, ktorý je pripojený k 1megohmovému odporu R1 umiestnenému v obvode adaptéra !!!
Ak sa pokúsite pripojiť kábel pripojený k puzdru do siete, v 50% prípadov to povedie k najsmutnejším následkom.
Pretože maximálna neobmedzená amplitúda na lineárnom vstupe je asi 250 mV, potom v polohe deliča 1:100 môžete vidieť amplitúdu asi 50 ... 250 voltov (v závislosti od vstupnej impedancie). Preto na meranie sieťového napätia musí byť adaptér vybavený deličom 1:1000.
Deliteľ 1:1000 možno vypočítať analogicky s deliteľom 1:100.
Príklad výpočtu deliteľa 1:1000.
Horné rameno deliča = 1007 kOhm.
Vstupná impedancia = 50kΩ.
Vstupný deliaci pomer 1:1 = 20,14.
Celkový deliaci faktor určíme pre vstup 1:1000.
20,14*1000 = 20140 (krát)
Vypočítame hodnotu odporu pre delič.
1007*50 / 50*20140 -50 -1007 ≈ 50 (Ohm)POKRAČOVANIE NABUDÚCE:
Sekcia: [Technika merania]
Uložiť článok do:

Tisíce schém v kategóriách:
-> Iné
-> Meracia technika
-> Zariadenia
-> Schémy elektrických zariadení
->
-> Teoretické materiály
-> Referenčné materiály
-> Zariadenia na mikrokontroléroch
-> Nabíjačky (na batérie)
-> Nabíjačky (do auta)
-> Napäťové meniče (invertory)
-> Všetko pre chladič (ventilátor)
-> Rádiové mikrofóny, ploštice
-> detektory kovov
-> Regulátory výkonu
-> Zabezpečenie (alarm)
-> Ovládanie osvetlenia
-> Časovače (vlhkosť, tlak)
-> Transceivery a rádiá
-> Konštrukcie pre dom
-> Konštrukcie jednoduchej zložitosti
-> Súťaž o najlepší dizajn mikrokontrolérov
-> Štruktúry strednej zložitosti
-> Stabilizátory
-> Nízkofrekvenčné výkonové zosilňovače (založené na tranzistoroch)
-> Napájanie (pulzné)
-> RF výkonové zosilňovače
-> Nástroje na spájkovanie a návrh DPS
-> teplomery
-> rady. net
-> Meracie prístroje (tachometer, voltmeter atď.)
-> Železo
-> Spájkovačky a spájkovacie stanice
-> rádiové vysielače
-> Pomocné zariadenia
-> Televízna technika
->

Ako vyrobiť digitálny osciloskop z počítača vlastnými rukami?

Venované začínajúcim rádioamatérom!

O tom, ako zostaviť najjednoduchší adaptér pre softvérový virtuálny osciloskop, vhodný na použitie pri opravách a ladení audio zariadení. https://website/

Článok tiež hovorí o tom, ako môžete merať vstupnú a výstupnú impedanciu a ako vypočítať atenuátor pre virtuálny osciloskop.

Najzaujímavejšie videá na Youtube

súvisiace témy.

O virtuálnych osciloskopoch.

Raz som dostal nápad: predať analógový osciloskop a kúpiť digitálny USB osciloskop, ktorý ho nahradí. Keď som sa však potuloval po trhu, zistil som, že najrozpočtovejšie osciloskopy „začínajú“ na 250 USD a recenzie o nich nie sú príliš dobré. Vážnejšie zariadenia sú niekoľkonásobne drahšie.

Rozhodol som sa teda obmedziť sa na analógový osciloskop a na vytvorenie nejakého pozemku pre stránku použiť virtuálny osciloskop.

Stiahol som si zo siete niekoľko softvérových osciloskopov a skúsil som niečo zmerať, ale nič dobré z toho neprišlo, pretože som buď nevedel nakalibrovať zariadenie, alebo rozhranie nebolo vhodné na screenshoty.

Bolo to, už som opustil toto podnikanie, ale keď som hľadal program na odstránenie frekvenčnej odozvy, narazil som na sadu programov "AudioTester". Analyzátor z tejto súpravy sa mi nepáčil, ale Ossi osciloskop (ďalej ho budem nazývať AudioTester) sa ukázal ako správny.

Toto zariadenie má rozhranie podobné bežnému analógovému osciloskopu a obrazovka má štandardnú mriežku, ktorá vám umožňuje merať amplitúdu a trvanie. https://website/

Z nedostatkov možno pomenovať určitú nestabilitu práce. Program niekedy zamrzne a ak ho chcete obnoviť, musíte sa uchýliť k pomoci Správcu úloh. To všetko je však kompenzované známym rozhraním, jednoduchosťou použitia a niektorými veľmi užitočné funkcie, ktorý som nevidel v žiadnom inom programe tohto typu.

Pozor! Sada programov "AudioTester" má nízkofrekvenčný generátor. Neodporúčam ho používať, keďže sa snaží spravovať ovládač zvukovej karty sám, čo môže viesť k nezvratnému stlmeniu zvuku. Ak sa ho rozhodnete použiť, postarajte sa o bod obnovenia alebo zálohu OS. Ale je lepšie stiahnuť normálny generátor z "Doplnkové materiály".

Ďalší zaujímavý program virtuálneho osciloskopu Avangard napísal náš krajan O. L. Zapisnykh.

Tento program nemá obvyklú meraciu mriežku a obrazovka je príliš veľká na vytváranie snímok obrazovky, ale má zabudovaný voltmeter s hodnotou amplitúdy a počítadlo frekvencie, čo čiastočne kompenzuje vyššie uvedenú nevýhodu.

Čiastočne preto, že pri nízkej úrovni signálu začne voltmeter aj merač frekvencie veľa podvádzať.

Avšak pre začínajúceho rádioamatéra, ktorý nie je zvyknutý vnímať diagramy vo voltoch a milisekundách na dielik, môže tento osciloskop celkom vyhovovať. Iné užitočný majetok osciloskop "Avangard" - možnosť nezávislej kalibrácie dvoch existujúcich mierok vstavaného voltmetra.

Budem teda hovoriť o tom, ako zostaviť merací osciloskop založený na programoch AudioTester a Vanguard. Samozrejme, okrem týchto programov budete potrebovať akúkoľvek vstavanú alebo samostatnú, najlacnejšiu zvukovú kartu.

V skutočnosti všetka práca spočíva v vytvorení deliča napätia (atenuátora), ktorý by pokryl široký rozsah meraných napätí. Ďalšou funkciou navrhovaného adaptéra je chrániť vstup zvukovej karty pred poškodením pri privedení vysokého napätia na vstup.

Technické údaje a rozsah.

Pretože vo vstupných obvodoch zvukovej karty je oddeľovací kondenzátor, možno osciloskop používať iba s „uzavretým vstupom“. To znamená, že na jeho obrazovke bude možné pozorovať iba premennú zložku signálu. S určitou zručnosťou však pomocou osciloskopu AudioTester môžete zmerať aj úroveň jednosmernej zložky. To môže byť užitočné napríklad vtedy, keď čas odpočítavania multimetra neumožňuje fixáciu hodnoty amplitúdy napätia na kondenzátore nabíjanom cez veľký odpor.

Spodná hranica meraného napätia je obmedzená úrovňou hluku a úrovňou pozadia a je približne 1 mV. Horná hranica je obmedzená len parametrami deliča a môže dosahovať stovky voltov.

Frekvenčný rozsah je obmedzený možnosťami zvukovej karty a pre lacné zvukové karty je: 0,1 Hz ... 20 kHz (pre sínusový signál).

Samozrejme, hovoríme o pomerne primitívnom zariadení, ale pri absencii pokročilejšieho zariadenia sa toto môže dobre hodiť.

Zariadenie môže pomôcť pri opravách audio techniky alebo slúžiť na vzdelávacie účely, najmä ak je doplnené o virtuálny generátor basov. Okrem toho je pomocou virtuálneho osciloskopu jednoduché uložiť graf na ilustráciu akéhokoľvek materiálu alebo na zverejnenie na internete.

Elektrický obvod hardvéru osciloskopu.

Na výkrese je znázornený hardvér osciloskopu - "Adaptér".

Na zostavenie dvojkanálového osciloskopu budete musieť tento obvod duplikovať. Druhý kanál môže byť užitočný na porovnanie dvoch signálov alebo na pripojenie externej synchronizácie. Ten je k dispozícii v "AudioTester".

Rezistory R1, R2, R3 a Rin. – delič napätia (atenuátor).

Hodnoty rezistorov R2 a R3 závisia od použitého virtuálneho osciloskopu, alebo skôr od váh, ktoré používa. Ale keďže „AudioTester“ má deliacu cenu, ktorá je násobkom 1, 2 a 5, a „Avangard“ má vstavaný voltmeter, ktorý má iba dve stupnice prepojené faktorom 1:20, použitie adaptér zostavený podľa danej schémy by nemal v oboch prípadoch spôsobovať nepríjemnosti.

Vstupná impedancia atenuátora je asi 1 megaohm. V dobrom slova zmysle by táto hodnota mala byť konštantná, ale návrh deliča by bol vážne komplikovaný.

Kondenzátory C1, C2 a C3 vyrovnávajú frekvenčnú odozvu adaptéra.

Zenerove diódy VD1 a VD2 spolu s odpormi R1 chránia linkový vstup zvukovej karty pred poškodením pri náhodnom vstupe vysokého napätia na vstup adaptéra pri prepínači v polohe 1:1.

Súhlasím, že prezentovaná schéma nie je elegantná. Toto obvodové riešenie však umožňuje najviac jednoduchým spôsobom dosiahnuť široký rozsah meraných napätí pomocou niekoľkých rádiových komponentov. Klasický atenuátor by si naopak vyžadoval vysokomegaohmové odpory a jeho vstupná impedancia by sa pri prepínaní rozsahov príliš menila, čo by obmedzovalo použitie štandardných káblov osciloskopov určených pre vstupnú impedanciu 1 MΩ.

Ochrana pred "bláznom".

Na ochranu linkového vstupu zvukovej karty pred náhodným vysokým napätím sú paralelne so vstupom inštalované zenerové diódy VD1 a VD2.

Rezistor R1 obmedzuje prúd zenerových diód na 1 mA, pri napätí 1000 voltov na vstupe 1:1.

Ak sa naozaj chystáte použiť osciloskop na meranie napätia do 1000 voltov, potom môžete nainštalovať odpory MLT-2 (2 watt) alebo dva odpory MLT-1 (1 watt) v sérii ako odpor R1, pretože odpory sa nelíšia. len vo výkone, ale aj podľa maximálneho povoleného napätia.

Kondenzátor C1 musí mať tiež maximum prípustné napätie 1000 voltov.

Malé vysvetlenie vyššie uvedeného. Niekedy je potrebné pozrieť sa na AC zložku s relatívne malou amplitúdou, ktorá má napriek tomu veľkú jednosmernú zložku. V takýchto prípadoch treba myslieť na to, že na obrazovke osciloskopu s uzavretým vstupom je vidieť iba striedavú zložku napätia.

Obrázok ukazuje, že pri konštantnej zložke 1000 voltov a výkyve variabilnej zložky 500 voltov bude maximálne napätie privedené na vstup 1500 voltov. Aj keď na obrazovke osciloskopu uvidíme iba sínusoidu s amplitúdou 500 voltov.

Ako merať výstupnú impedanciu linky?

Tento odsek je možné preskočiť. Je určený pre milovníkov malých detailov.

Výstupná impedancia (výstupná impedancia) linkového výstupu určeného na pripojenie telefónov (slúchadiel) je príliš nízka na to, aby mala významný vplyv na presnosť meraní, ktoré vykonáme v nasledujúcom odseku.

Prečo teda merať výstupnú impedanciu?

Keďže na kalibráciu osciloskopu použijeme virtuálny generátor nízkofrekvenčného signálu, jeho výstupná impedancia sa bude rovnať výstupnej impedancii Line Out zvukovej karty.

Tým, že sa uistíme, že výstupná impedancia je nízka, môžeme zabrániť chybám pri meraní vstupnej impedancie. Aj keď ani za najhorších okolností táto chyba pravdepodobne nepresiahne 3 ... 5 %. Úprimne povedané, je to ešte menej možná chyba merania. Je však známe, že chyby majú vo zvyku „nabiehať“.

Pri použití generátora na opravu a ladenie audio zariadenia je tiež žiaduce poznať jeho vnútorný odpor. To môže byť užitočné napríklad pri meraní ESR (Equivalent Series Resistance) ekvivalentného sériového odporu alebo jednoducho reaktancie kondenzátorov.

Mne sa vďaka tomuto meraniu podarilo identifikovať výstup s najnižšou impedanciou na mojej zvukovej karte.

Ak má zvuková karta iba jeden výstupný konektor, potom je všetko jasné. Je to linkový výstup aj výstup na telefóny (slúchadlá). Jeho impedancia je zvyčajne malá a nie je potrebné ju merať. Toto sú zvukové výstupy používané v prenosných počítačoch.

Keď je zásuviek až šesť a na prednom paneli systémovej jednotky je ich ešte niekoľko a každej zásuvke možno priradiť špecifickú funkciu, potom sa výstupná impedancia zásuviek môže výrazne líšiť.

Zvyčajne je najnižšia impedancia svetlozelený konektor, ktorý je predvoleným linkovým výstupom.

Príklad merania impedancie niekoľkých rôznych výstupov zvukových kariet nastavených na režimy „Phones“ a „Line Out“.

Ako je zrejmé zo vzorca, absolútne hodnoty nameraného napätia nehrajú rolu, pretože tieto merania je možné vykonať dlho pred kalibráciou osciloskopu.

Príklad výpočtu.

U1 = 6 dielikov.

U2 = 7 dielikov.

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

Ako zmerať vstupnú impedanciu linkového vstupu?

Na výpočet atenuátora pre linkový vstup zvukovej karty potrebujete poznať vstupnú impedanciu linkového vstupu. Bohužiaľ nemôžete merať vstupný odpor bežným multimetrom. Je to spôsobené tým, že vo vstupných obvodoch zvukových kariet sú izolačné kondenzátory.

Vstupné impedancie rôznych zvukových kariet sa môžu značne líšiť. Takže stále musíte urobiť tento zámok.

Na meranie vstupnej impedancie zvukovej karty pomocou striedavý prúd, musíte na vstup priviesť sínusový signál s frekvenciou 50 Hz cez predradník (prídavný) odpor a vypočítať odpor pomocou vyššie uvedeného vzorca.

Sínusový signál je možné generovať v softvérovom generátore LF, na ktorý je odkaz v časti „Doplnkové materiály“. Hodnoty amplitúdy je možné merať aj softvérovým osciloskopom.

Na obrázku je schéma zapojenia.

Napätia U1 a U2 sa musia merať virtuálnym osciloskopom v zodpovedajúcich polohách spínača SA. Absolútne hodnoty napätia nemusia byť známe, takže výpočty sú platné, kým nie je prístroj nakalibrovaný.

Príklad výpočtu.

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

Tu sú výsledky merania impedancie rôznych linkových vstupov.

Ako vidíte, vstupné impedancie sa mnohonásobne líšia a v jednom prípade takmer rádovo.

Ako vypočítať delič napätia (atenuátor)?

Maximálna neobmedzená amplitúda vstupného napätia zvukovej karty pri maximálnej úrovni záznamu je približne 250 mV. Delič napätia, alebo ako sa tomu tiež hovorí, atenuátor umožňuje rozšíriť rozsah meraných napätí osciloskopu.

Atenuátor môže byť zostavený podľa rôznych schém, v závislosti od deliaceho faktora a požadovaného vstupného odporu.

Tu je jedna z možností pre delič, ktorý vám umožní urobiť vstupný odpor násobkom desiatich. Vďaka prídavnému odporu Radd. odpor spodného ramena rozdeľovača môžete nastaviť na nejakú okrúhlu hodnotu, napríklad 100 kOhm. Nevýhodou tohto obvodu je, že citlivosť osciloskopu bude príliš závisieť od vstupnej impedancie zvukovej karty.

Ak je teda vstupná impedancia 10 kΩ, potom sa deliaci pomer deliča desaťnásobne zvýši. Nie je žiaduce znižovať odpor horného ramena deliča, pretože určuje vstupný odpor zariadenia a je hlavným článkom pri ochrane zariadenia pred vysokým napätím.

Preto vám navrhujem, aby ste si vypočítali delič sami na základe vstupnej impedancie vašej zvukovej karty.

Na obrázku nie je chyba, delič začne deliť vstupné napätie už pri mierke 1:1. Výpočty je samozrejme potrebné vykonať na základe skutočného pomeru deliacich ramien.

Podľa mňa ide o najjednoduchší a zároveň najuniverzálnejší rozdeľovací obvod.

Príklad deliteľa.

Počiatočné hodnoty.

R1 - 1007 kOhm (výsledok merania odporu 1 mOhm).

Rin. - 50 kOhm (vybral som si vyšší odporový vstup z dvoch dostupných na prednom paneli systémovej jednotky).

Výpočet rozdeľovača v polohe prepínača 1:20.

Najprv vypočítame podľa vzorca (1) deliaci faktor deliča, určený rezistormi R1 a Rin.

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

To znamená, že celkový pomer delenia v polohe prepínača 1:20 by mal byť:

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

Vypočítame hodnotu odporu pre delič.

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

Výpočet rozdeľovača v polohe prepínača 1:100.

Celkový deliaci pomer určíme v polohe prepínača 1:100.

21,14*100 = 2114 (raz)

Vypočítame hodnotu odporu pre delič.

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

Aby ste to uľahčili, pozrite si tento odkaz:

Ak budete používať iba osciloskop Vanguard a iba v rozsahoch 1:1 a 1:20, presnosť výberu odporu môže byť nízka, pretože Vanguard je možné kalibrovať nezávisle v každom z dvoch dostupných rozsahov. Vo všetkých ostatných prípadoch budete musieť vybrať odpory s maximálnou presnosťou. Ako to urobiť, je popísané v nasledujúcom odseku.

Ak pochybujete o presnosti vášho testera, môžete nastaviť akýkoľvek odpor s maximálnou presnosťou porovnaním hodnôt ohmmetra.

Na tento účel je namiesto konštantného odporu R2 dočasne nainštalovaný ladiaci odpor R *. Odpor ladiaceho odporu je zvolený tak, aby sa dosiahla minimálna chyba v príslušnom deliacom rozsahu.

Potom sa zmeria odpor ladiaceho odporu a konštantný odpor je už nastavený na odpor meraný ohmmetrom. Keďže oba odpory sú merané rovnakým zariadením, chyba ohmmetra neovplyvňuje presnosť merania.

A toto je pár vzorcov na výpočet klasického deliteľa. Klasický delič môže byť užitočný, keď je potrebný vysoký vstupný odpor zariadenia (mOhm / V), ale nechcete použiť prídavnú deliacu hlavu.

Ako si vybrať alebo upraviť odpory deliča napätia?

Keďže rádioamatéri majú často problém nájsť presné odpory, poviem vám, ako sa môžete zmestiť s vysokou presnosťou konvenčné odporyširoké uplatnenie.

Vysoko presné rezistory sú len niekoľkonásobne drahšie ako klasické, no na našom rádiovom trhu sa predávajú po 100 kusoch, čo robí ich nákup málo výhodným.

Použitie trimovacích rezistorov.

Ako vidíte, každé deliace rameno pozostáva z dvoch odporov - konštanty a trimra.

Nevýhodou je objemnosť. Presnosť je obmedzená len dostupnou presnosťou meracieho prístroja.

Výber rezistorov.

Ďalším spôsobom je výber párov rezistorov. Presnosť je zabezpečená výberom párov rezistorov z dvoch sád rezistorov s veľkým rozptylom. Najprv sa zmerajú všetky odpory a potom sa vyberú páry, ktorých súčet odporov najviac zodpovedá obvodu.

Týmto spôsobom boli v priemyselnom meradle upravené deliace odpory pre legendárny tester TL-4.

Nevýhodou metódy je prácnosť a potreba veľkého počtu rezistorov.

Čím dlhší je zoznam odporov, tým vyššia je presnosť výberu.

Osadenie odporov brúsnym papierom.

Osadenie odporov odstránením časti odporového filmu nepohrdne ani priemyslom.

Pri montáži odporov s vysokým odporom však nie je dovolené prerezať odporovú fóliu. Vo vysokoodporových MLT filmových rezistoroch je film uložený na valcovej ploche vo forme špirály. Takéto odpory musia byť uložené veľmi opatrne, aby nedošlo k prerušeniu obvodu.

Presné nastavenie rezistorov v amatérskych podmienkach je možné vykonať pomocou najjemnejšieho brúsneho papiera - „null“.

Najprv sa pomocou skalpelu opatrne odstráni ochranná vrstva farby z odporu MLT, ktorý má zjavne nižší odpor.

Potom je odpor spájkovaný na "koncoch", ktoré sú pripojené k multimetru. Pri opatrných pohyboch „nulovej“ kože sa odpor odporu normalizuje. Keď je odpor nastavený, rez je pokrytý vrstvou ochranného laku alebo lepidla.

Je napísané, čo je „nulový“ vzhľad.

Podľa môjho názoru je to najrýchlejší a najjednoduchší spôsob, ktorý však prináša veľmi dobré výsledky.

Konštrukcia a detaily.

Prvky obvodu adaptéra sú umiestnené v obdĺžnikovom duralovom puzdre.

Prepínanie deliaceho pomeru atenuátora sa vykonáva prepínačom s priemernou polohou.

Ako vstupná zásuvka je použitý štandardný konektor CP-50, ktorý umožňuje použitie štandardných káblov a sond. Namiesto toho môžete použiť bežný 3,5 mm jack audio jack.

Výstupný konektor je štandardný 3,5 mm audio jack. Adaptér sa pripája k line-in zvukovej karty pomocou kábla s dvoma 3,5 mm konektormi na koncoch.

Montáž je vyrobená metódou kĺbovej montáže.

Na používanie osciloskopu budete potrebovať aj kábel so sondou na konci.

Osciloskop je najviac dôležitý nástroj na monitorovanie a meranie parametrov elektronické obvody. Ide o zariadenie, ktorého obrázky sú grafickým zobrazením napätia (na zvislej osi) v závislosti od času (na vodorovnej osi).

Funkčné vlastnosti

Hlavnou funkciou osciloskopu je poskytnúť graf napätia v čase. Typicky, os Y predstavuje napätie a os X predstavuje čas. Toto je užitočné:

• na meranie parametrov, ako sú frekvencie hodín, pracovné cykly signálov modulovaných šírkou impulzu, oneskorenie šírenia alebo časy vzostupu a poklesu signálov prijatých zo snímačov;
• varovať používateľa o prítomnosti porúch v systéme alebo zachytávačoch;
• na výskum (pozorovanie, zaznamenávanie, meranie) parametrov amplitúdy a času.

Pre informáciu. Rozsahy merania sú obrovské. Napríklad na relatívne lacnom osciloskope môžete nastaviť od 5 mV / cm do 5 V / cm (vertikálna stupnica) a od 2 μs / cm do 20 s / cm (horizontálne).

Ďalšie vlastnosti zariadenia:

1. Zobrazte a vypočítajte frekvenciu a amplitúdu oscilujúceho signálu;
2. Zobrazte napätie a čas. Táto funkcia sa najčastejšie používa v experimentálnych laboratóriách;
3. Pomôžte odstraňovať akékoľvek chybné komponenty projektu kontrolou očakávaného výstupu;
4. Zobrazte zmenu striedavého alebo jednosmerného napätia.

Pre lepšie pochopenie funkcií zariadenia je potrebné oboznámiť sa s použitými pojmami a čo to je:

1. Šírka pásma udáva rozsah frekvencií, ktoré môže zariadenie presne merať;
2. Gain Accuracy meria, ako presne vertikálny systém zoslabuje alebo zosilňuje signál. Hodnota je uvedená v percentách chyby;
3. Časová základňa alebo horizontálna presnosť udáva, ako presne horizontálny systém predstavuje časovanie signálu. Toto sa zobrazuje ako percentuálna chyba;
4. Čas nábehu je ďalší spôsob, ako opísať užitočný frekvenčný rozsah nástroja. Pri meraní impulzov a krokov treba brať do úvahy čas nábehu. Prístroj nedokáže presne zobraziť impulzy s vyššou dobou nábehu, ako je špecifikovaná doba nábehu osciloskopu;
5. Vertikálna citlivosť udáva, koľko môže vertikálny zosilňovač zosilniť slabý signál. Vertikálna citlivosť sa zvyčajne uvádza v mV/div (milivolty na dielik). Najnižšie napätie, ktoré môže všeobecný osciloskop detekovať, je zvyčajne okolo 1 mV na vertikálnu časť obrazovky;
6. Sweep Speed ​​​​– Toto nastavenie určuje, ako rýchlo sa môže trasa pohybovať po obrazovke. Zvyčajne sa uvádza v ns/div (nanosekundy na dielik);
7. Vzorkovacia frekvencia v digitálnom osciloskope udáva, koľko vzoriek za sekundu dokáže A na D prevodník odobrať. Maximálna frekvencia Vzorkovacia frekvencia sa zvyčajne uvádza v Mp/s (megapixely za sekundu). Čím rýchlejšie sa môže osciloskop pokúsiť, tým presnejšie dokáže reprezentovať jemné detaily signálu. Minimálna vzorkovacia frekvencia môže byť tiež dôležitá, ak chcete sledovať pomaly sa meniace signály počas dlhého časového obdobia. Typicky sa vzorkovacia frekvencia mení so zmenami vykonanými v ovládacom prvku, aby sa zachoval konštantný počet bodov tvaru vlny v zázname tvaru vlny;
8. Dĺžka záznamu digitálneho osciloskopu udáva počet priebehov, ktoré môže zariadenie získať pre každý záznam. Maximálna dĺžka záznamu závisí od jeho pamäte. Je tu možnosť získať detailný obrázok signál na krátky čas alebo menej detailný obraz na dlhší čas.

Konverzia počítača na osciloskop

Existujú dva spôsoby prevodu:

1. Prvým je pripojenie obvodu k I / O dosky mikrokontroléra PIC. Súprava s príslušným programom vám umožní čítať digitálne resp analógové signály a vráťte výsledky cez sériový port počítača. Môžete tiež vytvoriť signály PWM, zvukové signály, impulzy a spravovať ich z počítača;
2. Druhá metóda je bezplatná, každý počítač má vstavané ADC a zvukovú kartu. Pomocou nich môžete previesť počítač na osciloskop inštaláciou softvéru a spájkovaním vstupného deliča. Podobné programy možno ľahko nájsť na internete. Jedným z nich je digitálny osciloskop V3.0.

Program "Počítač - osciloskop"

Po spustení programu sa na obrazovke objaví obraz, ktorý vyzerá veľmi podobne ako bežný osciloskop. Linkový vstup zvukovej karty slúži na signalizáciu. Privedenie signálu na vstup je možné len s obmedzením - nie viac ako 0,5-1 V, preto je potrebné prispájkovať vstupný delič podľa jednoduchého zapojenia znázorneného na obrázku.

Dôležitou výhodou programu je virtuálny pamäťový osciloskop. Prácu je možné pozastaviť, priebeh zostávajúci na obrazovke možno uložiť do pamäte počítača alebo vytlačiť. Na prednom paneli je veľa ovládacích prvkov, ktoré umožňujú zvýšiť alebo znížiť jednotky času a napätia.

Aplikácia v každodennom živote

Online osciloskop je nevyhnutným nástrojom pre každého elektrotechnika. Dá sa použiť ako pult komunálne služby. Umožňuje vám napríklad všimnúť si, že spotreba elektriny je počas zimných mesiacov vyššia ako počas letných mesiacov, alebo že spotreba elektriny klesla po zakúpení výkonnejšej chladničky, alebo že spotreba elektriny stúpa po zapnutí mikrovlnnej rúry. Častejšie je dôležitejšie analyzovať tieto vzory v signáloch ako samotné hodnoty napätia.

Inteligentný merač zobrazuje signál v reálnom čase. Z jeho grafov vidieť, že menej elektriny sa spotrebuje cez pracovné dni, keď domácnosti nie sú doma, ale v škole či v práci. Ide o informácie, ktoré sa inak získať nedajú.