Осциллограф
Прибор для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временных характеристик электрического сигнала.
2012 г.Двухканальный USB осциллограф
Все чаще и чаще используются приборы подключаемые к компьютеру по USB. Часто они бывают дешевле и функциональнее обычных приборов. В этой статье описано создание USB осциллографа с максимальной частотой 10 кГц при входном напряжении ± 16В. Он гораздо лучше других подключаемых к компьютеру осциллографов. Имеет гораздо больше возможностей, чем ПК-осциллографы
Автор: none
13 0 [0]Похожие статьи: 2010 г.
Цифровой LCD-осциллограф
В данной статье приведен простейший осциллограф с выводом данных на текстовый LCD экранчик. Схема построена с использованием PIC-микроконтроллера PIC18F452, но может быть адаптирована и для других PIC.
Автор: none
Похожие статьи: 2010 г.
Простой USB-осциллограф
Проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.
Автор: Колтыков А.В.
78 0 [0]Похожие статьи: 2011 г.
Самодельный осциллограф на AVR
Представлен проект изготовления самодельного низкоскоростного осциллографа на базе микроконтроллера AVR. Частота измерения до 7.7кГц, экранчик 128×64.
Автор: Колтыков А.В.
12 4.5 [1]Похожие статьи: 2012 г.
Android Bluetooth осциллограф
Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip. Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838
Автор: none
6 0 [0] 2012 г.Осциллограф своими руками
Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Он имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0-5В, 0-2.5В и 0-1,25. Основным недостатком является низкая частота дискретизации (~ 60 кГц), а также то, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера.
Автор: none
1 0 [0]Похожие статьи:
Самодельный осциллограф на микроконтроллере – Мастер Фломастер
Прибор для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временных характеристик электрического сигнала.
Осциллографический пробник на ATmega8
Простой осциллографический пробник на микроконтроллере AtMega8 и дисплее от Nokia 1100
LCD осциллограф на Arduino
Двухканальный USB осциллограф
Все чаще и чаще используются приборы подключаемые к компьютеру по USB. Часто они бывают дешевле и функциональнее обычных приборов. В этой статье описано создание USB осциллографа с максимальной частотой 10 кГц при входном напряжении ± 16В. Он гораздо лучше других подключаемых к компьютеру осциллографов. Имеет гораздо больше возможностей, чем ПК-осциллографы
Двухканальный USB осциллограф на STM32 — Miniscope v2c
Проект недорого низкоскоростного двухканального USB осциллографа на STM32F103C8T6 — Miniscope v2c.
Цифровой LCD-осциллограф
В данной статье приведен простейший осциллограф с выводом данных на текстовый LCD экранчик. Схема построена с использованием PIC-микроконтроллера PIC18F452, но может быть адаптирована и для других PIC.
Простой USB-осциллограф
Проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.
Автор: Колтыков А.В.
Самодельный осциллограф на AVR
Представлен проект изготовления самодельного низкоскоростного осциллографа на базе микроконтроллера AVR. Частота измерения до 7.7кГц, экранчик 128×64.
Автор: Колтыков А.В.
Цифровой RS232 осциллограф для ПК
Проект цифровой осциллографа для компьютера с передачей данных по RS232.
Android Bluetooth осциллограф
Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip. Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838
Осциллограф своими руками
Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Он имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0-5В, 0-2.5В и 0-1,25. Основным недостатком является низкая частота дискретизации (
60 кГц), а также то, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера.
1999-2019 Сайт-ПАЯЛЬНИК ‘cxem.net’
При использовании материалов сайта, обязательна
ссылка на сайт ПАЯЛЬНИК и первоисточник
Данному самодельному осциллографу далеко до современных моделей, но все-таки он может многое. Вдобавок, он выполнен из доступных и недорогих деталей, имеет неплохие характеристики, удобное управление и минимальные размеры. Скажу сразу, что он рассчитан на звуковую частоту.
Осциллограф micro выполнен на микроконтроллере PIC18F452, а в качестве графического индикатора используется дисплей от мобильного телефона NOKIA 3310. Для того чтобы придать полной портативности осциллографу, он питается от стандартного аккумулятора на 3,7 вольта, через преобразователь на 5 вольт, который выполнен на микросхеме MC34063. Заряжается Осциллограф micro от 5 вольт через гнездо miniUSB. Также он может работать от внешнего питания в 5 вольт (USB).
Основная идея (и схема) была взята с филиппинского форума electronicslab. Прошивку на микроконтроллер PIC18F452 и проект в Proteus любезно предоставил пользователь ZuBor с русского форума vrtp. Данный архив можно скачать ЗДЕСЬ. Консультируясь, дополняя и применяя различные приемы, я получил конечный результат. Кстати, в процессе обсуждения был подмечен интересный факт, что дисплеи от NOKIA 3310 подходят не все, даже те, где есть NOKIA и полумесяц. Для данного осциллографа нужен исключительно оригинальный дисплей.
Печатная плата осциллографа разводилась специально под имеющийся в наличии корпус от температурного монитора TempTale4, который имеет внешние габариты 50х90 мм. Аккумулятор взят от MP3 плеера, занимающий практически всю площадь под крышкой, но имеющий толщину всего 2 мм.
Ниже привожу принципиальную схему Осциллографа micro , в которую уже внесены все дополнения, поправки и изменения. Если рассматривать схему по блочно, то она состоит из основного процессора-микроконтроллера, графического индикатора, операционного усилителя, преобразователя напряжения с 3,7 до 5 вольт, и зарядного устройства аккумулятора на LM317. Разведена схема на одностороннем текстолите. Файл в формате *.lay можно скачать ЗДЕСЬ.
Привожу фотографии печатной платы с обеих сторон, чтобы можно было представить, как размещаются на ней детали. Кстати, вместо кнопок были использованы специфические датчики от трехдюймовых дисководов, которые отвечают за наличие дискеты в дисководе и отслеживают положение переключателя, запрещающего запись на нее.
Дисплей от NOKIA 3310 соединяется с печатной платой при помощи тонких многожильных мягких медных проводов. Их можно взять в шнурах, идущих от клавиатуры или мышки.
Щуп осциллографа сделан из стержня от шариковой ручки, в который впаяна игла от швейной машинки. Щуп при транспортировке осциллографа плотно закрывается пластиковым колпачком от медицинской иглы.
При проверке Осциллографа micro использовался набор программ WaveTool, который можно скачать ЗДЕСЬ.
Этот обзор предназначен для людей, ставящих своей целью построение самодельных осциллографов низкого и среднего уровней сложности. Как правило цифровых, благо современная элементная база (микроконтроллеры) позволяют делать их не слишком сложными. Но и для аналоговых осциллографов многое из нижесказанного вполне применимо.
Данный обзор суммирует опыт, приобретенный мной при пробах и изготовлении более десяти (примерно 15) осциллографов.
Схемотехника построения осциллографов может быть самой различной, поэтому данный обзор не претендует на бесспорность и отражает лишь мой взгляд и мой опыт.
Итак. Для многих радиолюбительских задач считаю, что осциллограф должен позволять рассматривать сигналы с уровнем от 5-20 милливольт, до нескольких десятков вольт.
Чувствительность в милливольтах позволит отлавливать помехи и настраивать фильтры в цепях различных устройств и блоках питания.
Чувствительность в десятки вольт нужна при наладке и диагностике различных блоков питания, особенно импульсных.
Да и многие другие устройства значительно проще налаживать имея осциллограф.
Исходя из этого и получаем требования к входному аттенюатору. Я буду рассматривать аттенюатор, построенный на механических переключателях. Почему — объясню несколько позже.
К сожалению значительное количество ступеней делителя требует применения галетных переключателей. А они как правило весьма габаритны и плохо вписываются в миниатюрные любительские конструкции.
Из наиболее доступных и распространенных встречаются переключатели на три положения. Вот на них и будем ориентироваться.
Схемы входных аттенюаторов
Пожалуй наиболее часто встречается входной аттенюатор (делитель), собранный по схеме, приведенной на рисунке 1.
Схема может быть нарисована по разному, это не принципиально. Зачастую вместо переключателя используют специальные микросхемы – мультиплексоры, суть от этого не меняется. Просто вместо механики, используют микросхему, имеющую цифровое управление и позволяющую реализовать большее количество ступеней делителя, да еще и управляется это все счастье программно, кнопками.
Удобно вроде. Правда есть жирное «НО» в этом деле. При настройке осциллографа обычно подают на его вход прямоугольный сигнал и настраивают емкость С1 и С3, добиваясь плоских вершин импульсов. Примерно вот так. (Здесь и далее идут скриншоты из программы «Мультисим 12»).
Настройка обычно производится один раз. На одном конкретном диапазоне чувствительности. И на этом считается законченной.
Но вот при переключении на другие диапазоны чувствительности, при рассмотрении сигналов с другим напряжением, нас как правило ожидает проблема. Мы вместо прямоугольника можем увидеть такое:
И только конденсаторами С2 и С4 по схеме 1, не меняя настройки конденсатора С1, нам не удается никак это скомпенсировать.
Должен заметить, что на последних двух картинках изображены еще достаточно простые случаи, относительно понятные. А могут быть и куда круче. Вплоть до полной невменяемости. Что делать? Каждый раз настраивать С1? По моему опыту, многие просто даже не обращают внимания на этот нюанс настройки. Ну и в результате видят неизвестно что.
Конечно я не готов утверждать, что в принципе невозможно подобрать конфигурацию корректирующих цепей, составляя отдельные резисторы делителя из нескольких последовательно, со своими компенсирующими емкостями на каждом. Просто мне это не удалось. Ни в железе, ни в Мультисиме.
Чтобы избавиться от данного недостатка лучше применять другую схему входного аттенюатора. По рисунку 2.
Отличие от первой только в том, что переключается не только нижнее плечо делителя, но и верхнее. И частотно компенсирующая емкость для верхнего плеча каждого из делителей настраивается отдельно.
То есть при переключении диапазонов чувствительности картинка прямоугольного импульса меняться не будет. Как мы настроим каждый диапазон отдельно, так это и будет работать.
Но. Эта схема требует уже переключателя с двумя группами контактов. И для верхнего плеча уже в принципе невозможно применить мультиплексоры. Потому, что там действуют уже входные напряжения осциллографа. Т.е. программное управление затруднено.
Можно конечно применить мультиплексоры с электромагнитными реле на выходах и применять аттенюатор по схеме 2, но это вызовет резкий рост габаритов и энергопотребления осциллографа, что весьма нездорово для устройств с батарейным питанием.
Это и определяет то обстоятельство, что я считаю оптимальными именно механические переключатели. О чем упоминал выше.
Как вариант можно применить принцип как в DSO-138 и его последователях.
Клик для увеличения
Та же схема 2, но резисторы верхнего плеча соединены между собой. Но за это придется расплачиваться уменьшением входного сопротивления на диапазоне с максимальной чувствительностью. Из-за влияния ступеней делителя друг на друга.
Словом, на сегодняшний день, считаю оптимальным для несложных самодельных осциллографов использовать входной аттенюатор (делитель) по схеме 2.
Переключение диапазонов
И здесь мы подходим ко второй проблеме этого дела. Трех ступеней делителя НЕДОСТАТОЧНО. Получается, что наименьшие сигналы будет трудно рассмотреть и требуется дополнительное переключение либо растяжка по вертикали.
Можно применить галетники. Но это габариты, сопоставимые с габаритами самого ослика. Наименьший, что у меня есть – на 5 положений 2 направления, размерами чуть длиннее подстроечного советского резистора. Но 5 положений тоже мало, да и он выдран из японской техники очень давно и аналогов мне больше не попадалось. Не путь.
Последний из построенных мной осциллографов это «Осциллограф на микроконтроллере ATMEGA32А» с сайта bezkz. Его особенность в том, что он имеет программную растяжку 2 раза в 2 раза. То есть способен растягивать картинку в 2 и 4 раза.
С трехпозиционным переключателем диапазонов чувствительности получается всего 9 положений. И они достаточно неплохо друг друга перекрывают. Я применил в нем входной аттенюатор на одной плате с усилителем на AD823. Естественно с цепями защиты и т.д.
Еще один вариант осциллографа, который нацеливаюсь переделать, это VirtOS в версии от VetalST под дисплей LS020. Он у меня уже реализован в металле, но диапазон чувствительности (1 вольт на деление, от 2 до 8 делений на экран) не устраивает.
В нем есть программная растяжка в 2 раза и потенциометром еще в 2 раза. Т.е. снова два раза по два, как в «Электрике». Правда переключение уже будет не столь удобное. Но этот ослик мне симпатичен и очень хотел бы довести его до ума. Планирую добавить в него усилитель с аттенюатором и расширить диапазон в 100 раз вниз. Ну а щуп с делителем на 10 — повышает диапазон вверх.
Можно еще также рассмотреть входные усилители на ОУ. Особенности их применения. С конкретными схемами узлов и печатными платами. Но это уже тема для следующей статьи. А пока призываю тех, кто планирует разработку несложных осциллографов, отдать предпочтение все же механическим переключателям во входных делителях.
Для начинающих радиолюбителей такие схемы куда проще в изготовлении и настройке. И на практике мне лично куда удобнее переключать диапазоны просто щелкая переключателями, а не прыгать по пунктам меню кнопками, либо энкодерами. Специально для сайта Радиосхемы — Тришин Александр Олегович. Г. Комсомольск-на Амуре.
Обсудить статью ВХОДНЫЕ УЗЛЫ САМОДЕЛЬНЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ
USB ОСЦИЛЛОГРАФ
Все больше устройств для радиолюбителя можно сделать на базе ПК. Тем более, что обычные приборы, стоят очень дорого. Поскольку портативный компьютер сегодня есть у каждого — представляем приставку-осциллограф с использованием USB порта ПК, который работает на частоте до 10 кГц ±16V входного напряжения. USB осциллограф использует микроконтроллер PIC18F2550, который позволяет сделать осциллограф компактных размеров, к тому же нет необходимости использовать дополнительный источник питания.
Принципиальная схема usb осциллографа
В основе этого несложного осциллографа USB 2.0-совместимый микроконтроллер Microchip PIC18F2550. Вы также можете использовать IC18F2445 в место PIC18F2550. Технические характеристики микроконтроллера 18F2550:
Программирование
- 1. До 32 Кб флэш-памяти, 2 Кб ОЗУ и 256 байт EEPROM.
- 2. Расширенный набор инструкций (оптимизация ‘C’ компилятор).
- 3. 8х8 (single-cycle multiplier).
- 4. Single-supply последовательного программирования и простота отладки.
USB приемопередатчик
- 1. USB 1.1 и 2.0 от 1.5 Мб/с до 12 Мб/сек
- 2. Равномерная передача данных.
- 3. 1 kB доступа оперативной памяти, которые можно использовать с 32 конечных точек (64 байта каждый).
Генератор и режимы питания
- 1. От внутреннего 31 кГц — внешними 48 МГц с PLL
- 2. Возможно программное переключение между ‘run’ и ‘idle’ в спящих режимах. В спящем режиме ток до 0.1 мкА.
- 3. Широкий диапазон напряжения питания (от 2,0 в до 5,5 в).
Полный набор классических периферийных устройств
- 1. Несколько вход/выход (I/O) портов, четыре таймера с захватом.
- 2. Синхронные и асинхронные расширенные модули.
- 3. Потоковый параллельный порт.
- 4. 10-битный АЦП модуль с 13-канальным мультиплексором.
Печатная плата прибора
Печатная плата для двух-канального осциллографа на базе ПК, показана на рисунке. USB-разъем (CON1) должны быть надежно припаян и закреплён на плате. Он расположен на крайнем правом участке. Два BNC-разъема может быть использованы для входных сигналов для каналов “1” и “2” соответственно. Разъемы могут быть установлены на передней панели корпуса. Производительность осциллографа может быть улучшена путем изменения PIC и его АЦП на более быструю модель. Файлы проекта есть в архиве.
Данный микроконтроллер имеет USB 2.0-совместимый приемопередатчик и его процессор работает со скоростью до 12 MIPS. На схеме показана схема двух-канального осциллографа. Микросхема MCP6S91 — это аналоговый усилитель с программируемым коэффициентом усиления, который хорошо подходит для драйверов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и аналогового входа для PIC микроконтроллеров. Два усилителя MCP6S91 с программируемым коэффициентом усиления (IC4 и IC5) позволяют выбрать входные диапазоны для каждого из двух каналов, выбрав от 1:1 до 32:1. Они маленькие, дешевые и простые в использовании. Простой трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) позволяет PIC контролировать их через контакты 5, 6 и 7.
Единственным недостатком является то, что эти усилители принимают только положительные по полярности сигналы. Поэтому напряжение смещения усилителей LF353 (IC2A и IC3A) используются по одному для каждого канала ввода. На LF353 выполнен JFET усилитель с внутренней компенсацией входного напряжения смещения, что обеспечивает широкую полосу пропускания, низкие входные токи смещения и смещения токов. Как результат — высокое входное сопротивление и коэффициент ослабления.
Две половинки микросхемы LF353 (IC2B и IC3B) используются чтобы обеспечить низкий импеданс сдвига напряжения (Vref) для программируемых усилителей. Это напряжение должно быть точно настроено двумя 4.7-ком резисторами для точного измерения 2,5 в уровень на входах IC2 и IC3. Так как операционным усилителям LF353 необходимо симметричное напряжение питания, небольшой DC-DC преобразователь напряжения ICL7660 (IC1) используется для этих целей. Микросхему ICL7660 можно заменить на MAX1044.
Программное обеспечение
Программа для микроконтроллера написана на языке “C”. MPLAB 8.70 вместе с MPLAB_C18 используется в качестве программного средства разработки. Программное обеспечение можно бесплатно загрузить с веб-сайта www.microchip.com. Все операции инициируются хостом (ПК), который заканчивается на 16 байт команды. Первый байт команды определяет действия. Четыре возможных действия:
- 1. Команда 80h: очищает EEPROM памяти калибровочных
- 2. Команда 81h: принимает параметры, и усиления компенсации ошибок для двух каналов.
- 3. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности, первый байт команды определяет действия МК.
- 4. Команда 80h: очищает EEPROM памяти
- 5. Команда 81h: принимает параметры, и усиление компенсации ошибок для двух каналов.
- 6. Команда 83h: инициирует калибровку нуля последовательности из двух каналов.
Установка USB-драйвера
- Подключите осциллограф с USB-кабелем к компьютеру. “Обнаружено новое оборудование-USB2-MiniOscilloscope” — должна отображаться на экране. Обратите внимание: драйвер для этого осциллограф не для windows 7 или vista.
- Теперь вы можете начать процесс установки драйвера. Целью является выбор драйвера (mchpusb.inf) по пути на нужное место. Не позволяйте Windows поставить универсальный драйвер по умолчанию.
- Когда вы закончили с установкой, зайдите в “диспетчер устройств” и проверьте, есть ли USB2-MiniOscilloscope в разделе “другие устройства”. В противном случае, повторите шаги 1 и 2.
Originally posted 2019-04-16 10:20:27. Republished by Blog Post Promoter
Самый дешевый двухканальный USB осциллограф в галактике
Этот субминиатюрный USB осциллограф сделан на микроконтроллере Atmel Tiny45 и с самодельной печатной платой он стоит меньше 5 Евро.
На 4-ех выводной разъем выведены два аналоговых входа, общий провод и 5 вольт от USB. Один из аналоговых входов имеет переменных резистор, для масштабирования входного сигнала. Программа для Tiny45 написана на Си и скомпилирована в WinAVR. Для реализации USB используется код V-USB от Obdev. Как вы можете видеть, в схеме нет кварцевого резонатора, микроконтроллер использует внутреннюю тактовую частоту 16.5 МГц с PLL схемы. Конечно, не следует ожидать от него скорости в 1 Gs/s, USB HID этого не позволяет. Но схема использует 10 разрядов АЦП.
Устройство было разработано для подключения к макетной плате типа breadboard. На фотографии ниже usb осциллограф используется для проверки прецизионного датчика освещенности.
Он подключается к компьютеру по USB как HID устройство и не требует для своей работы установки драйвера. Данные отображаются на компьютере с помощью программы, написанной на C#. Это мой вариант программы, вы можете, конечно, написать свой софт для захвата и отображения данных с usb осциллографа. Для работы программа требует наличия .NET фреймворка
Схема устройства предельно простая.
Для сборки устройства вам понадобятся следующие компоненты:
любой светодиод,
резистор для светодиода 220 – 470 Ом,
2 резистора по 68 Ом для линий USB,
резистор номиналом 1.5 КОм, для подтяжки одной из USB линии,
2 стабилитрона на 3.6 В, для согласования сигналов контроллера и USB,
2 проходных конденсатора – 0,1 мкФ и 47 мкФ,
2 фильтрующих конденсатора для аналоговых входов 10 – 470 нФ,
1 или 2 переменных резистора для масштабирования входных аналоговых сигналов,
USB разъем (A, B, mini – на ваш выбор),
микроконтроллер Atmel tiny45-20.
Фуз биты для AVR Studio
BODLEVEL 2.7V
EESAVE not preserved
WDTON disabled
SPIEN enabled
DWEN enabled
RSTDISBL enabled
-> что эквивалентно 0xdd
CKSEL hf pll (0001)
SUT 1..0 bod enabled fast rise
CKOUT disabled
CKDIV8 disabled
-> что эквивалентно 0xe1
Файл печатной платы для Eagle usbscope-brd.rar
Готовая прошивка usbscope-firmware.rar
Исходники проекта usbscope-project.rar
Программа для компьютера usbadc-prog.rar
Исходники програмы на C# для VisualStudio 2005 usbadc-project.rar
Блог автора http://yveslebrac.blogspot.ru/2008_10_01_archive.html
Микроконтроллеры и Технологии – Простой USB осциллограф
Дата публикации: .
Ниже представлен проект недорого USB осциллографа с применением STM32 микроконтроллера. Особенности устройства:
– использование очень дешевых STM32F103 микроконтроллеров в LQFP48 корпусе.
– односторонняя печатная плата, удобная для изготовления в домашних условиях.
– выборка 2x461kSps (2x300kSps в старых версиях), 8 бит, передача данных по USB в реальном времени.
– прошивка по UART.
– диапазон рабочих напряжений 0 – 6.6 Вольт. Нестандартное входное сопротивление 20 кОм (к несчастью, большее значение вызывает помехи на АЦП. Возможно, это можно исправить использованием ОУ. Обратите внимание: сопротивление может быть увеличено при использовании новой прошивки, которая использует отдельный АЦП для каждого канала).
Сигнал 300 мВ снятый при помощи miniscope v4:
Общая стоимость компонентов не превысила 10$.
Принципиальная схема USB-осциллографа:
Печатная плата – односторонняя, размер 66мм x 36мм.
Среда разработки
Для разработки miniscope v2 необходимо было выбрать среду разработки для STM микроконтроллеров. В этом файле лежат примеры проекта для IAR, Keil, RIDE, HiTop и TrueSTUDIO. К сожалению, не один из них мне не подошел. RIDE и HiTop требуют покупки лицензии через 7 дней. Пробные версии IAR и Keil имеют ограничение на размер кода и забирают очень много дискового пространства. То же самое с TrueSTUDIO.
В результате я выбрал CooCox, дистрибутив которого весит 115 МБ и около ~ 800 МБ после установки и распространяется бесплатно.
Прошивка микроконтроллера
На плате нет JTAG/SWD разъема, так как прошивка должна быть загружена по UART. Чтобы войти в режим загрузки, нажмите и удерживайте кнопку BOOT при нажатии кнопки RESET. Программа STM “Flash Loader Demo” без проблем работает с USB-UART переходником. Нормальное напряжение на выводах микроконтроллера 5В, поэтому можно использовать 5 или 3.3В RS232-UART/USB-UART переходник. Кнопка RESET может быть удалена – микроконтроллер переходит в режим загрузки при нажатой кнопке BOOT если USB подключен. Так как USB подключено без 1.5 кОм подтягивающих резисторов, его необходимо заново подключить после прошивки.
Советы по передаче данных по USB
Используйте CDC в качестве шаблона. Есть две конечных точки BULK. Для повышения скорости CDC потребуются небольшие изменения.
1. Уменьшите значение VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL. Я не уверен, что значение = 1 подходит при двунаправленной передаче, поэтому я поставил значение = 2.
2. Увеличение значения USART_RX_DATA_SIZE. Я использовал 8192 байт (2 х 4 Кб), но я думаю, что существенной разницы при использовании 4096 байт.
3. Изменение Handle_USBAsynchXfer, т.к. он не будет передавать данные, если USART_Rx_Buffer будет полный. Таким образом, после каждого номера SOF будет отправлен максимальный по номеру байт.
Убедитесь, что на ПК приложение постоянно готово к приему данных. Убедитесь, что приоритет чтения для него выше, чем у других приложений. Я использовал libusb, поэтому я использовал сочетания usb_submit_async / usb_reap_async для задания очереди запросов чтения.
Я не интересовался высокой скоростью передачи данных с ПК, поэтому у меня нет советов по этому поводу. Miniscope v2c оправляет данные на ПК с максимально возможной скоростью. Данные отправляемые с ПК незначительны (ID запроса, изменение аналогового усиления).
Источник: Tomeko
Двухканальный USB HID осциллограф на микроконтроллере ATtiny45
Прежде чем приступить к описанию usb осциллограф своими руками на ATtiny45, необходимо отметить, что в конструкции используется только интегрированный АЦП преобразователь микроконтроллера ATmega45 с разрешением 10-бит, и в компьютер данные передаются посредством внедрения программного обеспечения V-USB с использованием драйверов USB HID, общая скорость передачи данных сильно ограничена.
HILDA – электрическая дрель
Многофункциональный электрический инструмент способн…
Реальные выборки на обоих каналах до десятка выборок в секунду. Таким образом, это цифровой двухканальный низкоскоростной осциллограф на микроконтроллере.
V-USB является чисто программной реализации низкоскоростного USB протокол для процессоров серии AVR фирмы Atmel. Благодаря этим библиотекам можно с незначительными ограничениями применять USB практически с любым микроконтроллером, без необходимости использования дополнительного специального оборудования. Все библиотеки V-USB распространяются под лицензией GNU GPL v.2.
Два аналоговых входов способны измерять напряжение в диапазоне от 0 до +5 В. Широкий диапазон напряжения можно достичь путем добавления усилителя с высоким входным сопротивлением и переменным коэффициентом усиления (или входным резистивным делителем), или, по крайней мере с использованием обычного переменного резистора.
Всю основную работу выполняет запрограммированный микроконтроллер ATtiny45 . Работает он от внутреннего тактового генератора с предделителем с частотой 16,5 МГц. Для связи через интерфейс скоростного USB эта частота необходима, однако, это ведет к ограничению в минимальном напряжении питания, который должен быть выше, чем 4,5 В и, конечно, ниже, чем 5,5 В.
Но, поскольку выводы данных порта USB используют уровень напряжения от 0 до +3,3 В, то необходимо использовать ограничивающие резисторы R2, R3 и стабилитроны D2, D3. Такое решение, конечно, нельзя рекомендовать для коммерческого продукта, но для ознакомления с проблематикой USB и получение простой конструкции для домашнего использования вполне достаточно.
Входные каналы Ch2 и Ch3 на разъеме J2 блокируются конденсаторами С2 и C3 номиналом 100n в соответствии с требуемой спецификацией внутреннего АЦП. Светодиод D1 служит только для индикации работы и, следовательно, может быть исключен.
Список компонентов:
- R1 — 270R
- R2, R3 — 68R
- R4 — 2k2
- C1, C2, C3 — 100n
- D1 — LED 3мм
- D2, D3 — ZD (3,6 вольт)
- IO1 — Attiny45-20PU
- J1 — USB B 90
Программное обеспечение:
Скомпилированный файл HEX доступен для скачивания в конце статьи, а так же и исходный код на языке C. Установка конфигурации ограничивается выбором использовании внутреннего множителя PLL осциллятора.
Так как приложение использует HID драйвера (Human Interface Device), которые имеются практически в каждой операционной системе, отпадает необходимость в установке дополнительных драйверов.
Чтобы получить графическое отображение измеренных данных, используется программное обеспечение доступное для загрузки в конце статьи. Программное обеспечение не требует настройки, и после запуска оно автоматически найдет подключенное устройство.
Скачать прошивку и программу (203,0 KiB, скачано: 1 642)
Паяльный фен YIHUA 8858
Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…
USB осциллограф своими руками
Вариант недорогого, а вернее очень дешевого двухканального осциллографа на процессоре STM32F103C8T6, будет рассмотрен в этой статье. Сразу оговорюсь что это приставка к компьютеру которая подключается к USB порту ПК. Вот некоторые характеристики осциллографа на STM32:
- Частота дискретизации (семплирование) — 461 kSps
- Входное напряжение — 6,6 В.
- Входное сопротивление — 20 кОм.
Как видим, осциллограф имеет нестандартное входное сопротивление, поэтому стандартные осциллографические щупы к нему не подойдут и для измерения напряжений свыше 6,6 В придется делать делитель с согласованием именно на 20 кОм. Еще небольшое пояснение по поводу частоты дискретизации. Многие ошибочно полагают что это и есть полоса пропускания. В действительности это вовсе не так. 461 kSps означает что осциллограф за одну секунду делает 461 тысячу замеров. Если подать на его вход сигнал, к примеру 1 кГц (период T=1/F; T=1 миллисекунда). За период в 1 миллисекунду осциллограф сделает 461000*0,001=461 измерение. Будем говорить что на период приходится 461 точка. Этого количества точек более чем достаточно чтобы четко отрисовать сигнал. Но если мы подадим на вход сигнал 200 кГц, период которого составляет 5 микросекунд, то уже на этот период мы получим 2,3 точку. Из 2 точек невозможно построить сигнал и оценить его параметры. Минимально необходимое число точек на период должно быть не менее 20. Поэтому максимальная частота при которой этим осциллографом можно будет рассмотреть сигнал будет 461/20= 23,5 кГц. Для звукового диапазона вполне подойдет. И не стоит забывать что это устройство не имеет гальванической развязки!!! Будьте внимательны если будете ремонтировать импульсные блоки питания!
Схема осциллографа представлена ниже. Оригинал схемы, печатной платы и прошивку вы можете скачать в конце статьи.
Как видно, схема состоит из одного процессора и его обвязки. Здесь особо нечего пояснять. Скажу только что на плате разведен только UART интерфейс для прошивки процессора. Я все же рекомендую развести SWD интерфейс и прошивать через него с помощью программатора STLINK. Это проще и быстрее. Но можно и так как на плате с помощью UART. Я вкратце опишу и тот и другой вариант. Для прошивки через UART нам потребуется любой переходник с USB в UART, из полно в продаже и стоят они не дорого. Подключаем переходник к плате по 3-х проводной шине RX, TX, GND. Затем скачиваем и устанавливаем программу STM Flash Loader Demo. Переводим плату в режим Boot. Для этого нажимаем и удерживаем кнопку Boot при нажатии кнопки Reset. Затем заходим в программу и выполняем пошаговые действия: выбираем номер COM порта, ожидаем соединения с платой, выбираем файл прошивки, ждем окончания процесса прошивки, закрываем прогу отключаем UART, и снимаем питание с платы. Теперь вариант с SWD. Подключаем программатор по 4 проводам: POWER, SWCLK, SWDIO, GND. (При этом питание на плату поступает с программатора). Качаем и ставим программу STM32 ST-Link Utility. При запуске программы она сама определит контроллер, вам останется лишь выбрать файл прошивки и запустить процесс прошивки.
И еще одно немаловажное замечание. Перед сборкой устройства, установите программную оболочку осциллографа на STM32 на свой ПК. Убедитесь что программа в принципе запускается. Были случаи когда программа просто не хотела запускаться на некоторых ПК и ноутбуках. С чем это связано — непонятно.
СКАЧАТЬ ПРОГРАММУ MINISCOPE V4
СКАЧАТЬ ДРАЙВЕР ДЛЯ MINISCOPE
СКАЧАТЬ ПРОШИВКУ ДЛЯ MINISCOPE
СКАЧАТЬ СХЕМУ И ПЛАТУ
DPScope – Создайте свой собственный осциллограф на базе USB / ПК: 38 шагов (с изображениями)
Ниже вы видите технические характеристики приборов. Если вы знакомы с осциллографами, вы увидите, что DPScope обладает почти всеми функциями, которые вы ожидаете от приличного прибора более низкого уровня.
Если вы не помешаны на числах, не стесняйтесь пропустить эту страницу как можно быстрее 🙂
На следующей странице я рассмотрю несколько ключевых характеристик.
Вход:
Количество каналов: 2
Аналоговая полоса пропускания:> 1.3 МГц
Входное сопротивление: 1 МОм || 15 пФ
Подключение датчика: BNC
Используемые типы датчиков: Стандартные датчики 1: 1, 1:10, 1:20
Вертикальная шкала (напряжение):
Вертикальная чувствительность (20 делений):
– 5 мВ / дел. до 1 В / дел (датчик 1: 1)
-50 мВ / дел до 10 В / дел (датчик 1:10)
-100 мВ / дел до 20 В / дел (датчик 1:20)
Вертикальное смещение: 0-20 делений
Максимальный диапазон напряжения
-12В … 20В (датчик 1: 1)
-120В … + 200В (датчик 1:10)
-240В… + 400 В (датчик 1:20)
Компенсация датчика: да (выход калибровки 2 кГц)
Регулировка смещения: да
Горизонтальная (временная) шкала:
Макс. частота дискретизации (одиночный снимок): 1 млн отсчетов / сек
Макс. частота дискретизации (повторяющиеся сигналы): 20 млн отсчетов / сек
Настройки временной развертки (режим осциллографа): 0,5 мксек / дел … 1 сек / дел
Настройки временной развертки (регистратор данных / режим прокрутки): 0,5 сек / дел … 1 час / div
Запуск:
Источник запуска: Канал 2, Канал 3, авто (свободный ход)
Полярность запуска: нарастающий фронт, спадающий фронт
Подавление шума запуска: да (выбирается)
Возможность предварительного запуска (i.е. может показать, что произошло
перед событием триггера): 0-20 делений
Задержка после триггера (сканирование с задержкой, чтобы посмотреть на сигнал
спустя долгое время после триггерного события, но с высоким разрешением
): 0-200 делений
Регистрация:
Длина записи (нормальный режим): 200 точек / канал
Длина записи (режим БПФ): 400 точек / канал
Макс. частота обновления экрана: до 40+ кадров / сек
Режим регистратора данных (режим прокрутки): да (данные могут быть записаны в файл в реальном времени)
Дисплей:
БПФ в реальном времени: да
Фильтры БПФ: прямоугольные, Хеннинга, Хэмминга, Блэкмана
Усреднение: да (2/5/10/20/50/100)
Режим XY: да
Стили отображения (можно комбинировать): точки, векторы (линии), бесконечное постоянство
Измерения времени и уровня: да (с помощью курсоров)
Сохранить и восстановить:
Экспорт формы сигнала (например,грамм. в Excel): да (формат CSV)
Сохранение / восстановление настроек осциллографа: да
Программное обеспечение ПК:
Подключение к ПК: USB, 500 кбод
Программное обеспечение ПК: Windows 2000, XP (SP3), Vista , 7
Минимальный размер экрана: 800 x 600 пикселей
Механическая конструкция:
Источник питания: через USB (5 В / 250 мА)
(внешний источник питания 7,5 – 9 В / 300 мА опционально)
Прибл. размер (в корпусе): 4,5 дюйма x 2,6 дюйма x 1,2 дюйма (114 мм x 66 мм x 31 мм)
Количество компонентов: ~ 50
Паяные соединения, которые необходимо сделать: ~ 200
Требуемый уровень квалификации для сборки: средний; только сквозной Компоненты с отверстиями и корпуса DIP
(без поверхностного монтажа или деталей с мелким шагом)
Печатная плата: Профессиональная печатная плата с коррозионно-стойкими позолоченными контактными площадками и контактами (не дешевая пайка), с шелкографией
для обозначения расположения компонентов .
Корпус: прочный корпус из АБС-пластика с индивидуальной передней и задней панелями из стекловолокна, шелкография. Все
отверстий предварительно просверлены – сверление не требуется.
Микроконтроллер и интерфейс USB: полностью запрограммированы; программирование не требуется
Сделай сам – ОСЦИЛЛОСКОП USB В СОЧЕТАНИИ: 14 шагов (с изображениями)
Для того, чтобы стать инструктируемым «по-настоящему DIY», предлагается работа с для работы с устройством FT232R, которое поставляется в 28-контактном корпусе SSOP.Шаг 1 и Шаг 2 показывают, что ширина дорожек двусторонней печатной платы подходит для метода изготовления печатной платы «перенос тонера».
Однако для работы с 28-контактным корпусом SSOP был создан искусственный отпечаток большего размера, и только 12 контактов, которые требуются для работы чипа, осторожно выдвигаются с помощью тонкой медной проволоки к контактным площадкам этого искусственного отпечатка. Это относительно легко сделать, надев очки с оптическим увеличением или используя увеличительное стекло.
Step 3
Так как это двусторонняя печатная плата «сделай сам», сквозных отверстий в ней нет. Необходимо соединить сквозные переходные отверстия, припаяв сквозной провод с обеих сторон.
Шаг 4
Необходимо проверить, что контактные площадки верхнего слоя припаяны сверху и, при необходимости, снизу, чтобы справиться с отсутствием металлических сквозных отверстий для выводов компонентов.
Кроме того, некоторые контактные площадки для разъемов на верхнем слое недоступны, поскольку они закрыты корпусом разъема. В этом случае необходимо просверлить небольшие отверстия рядом с этими контактами и продлить соединение контактной площадки до дна, пропаяв тонкую медную проволоку через плату.Делать это нужно осторожно, чтобы не создать случайного соединения с соседними дорожками.
Тонкий лист бумаги или какой-либо изолирующий материал необходимо подложить под разъем USB, чтобы корпус не закоротил дорожки на верхней части платы.
Шаг 5
Обратите внимание на то, как обрабатывается MCP6S22, который поставляется в маленьком 8-контактном корпусе MSOP.
В этом случае отрезанные части от выводов других компонентов вставляются в основание и аккуратно припаяны к контактам MCP6S22.Это помогает в уходе за этими устройствами, которые поставляются как в малом 8-контактном корпусе MSOP, так и в 8-контактном корпусе DIP.
Step 6
Conformal Coating
После проверки базовой работы и загрузки на главный компьютер соответствующего программного обеспечения Windows / Linux, плату необходимо очистить от излишков припоя с помощью изопропилового спирта или спирта и высушить.
После покрытия базовых участков ИС изолентой на плату с обеих сторон наносится защитное защитное покрытие.
Step 7,8 & 9
Острым ножом необходимо вырезать отверстия для разъемов и переключателя сброса и аккуратно вставить плату во внутренний картонный контейнер спичечного коробка.
Затем его можно вставить во внешнюю крышку с отверстием для светодиода и ножками, прикрепленными к нижней части
Step 10
Теперь мы готовы? Нет!
Практически во время работы с системой было замечено, что dsPIC30F2020 нагревается на ощупь.Это особенно важно из-за работы на тактовой частоте, которая выходит за рамки спецификаций, корпуса и когда USB 5V немного на стороне 5+.
Это может привести к прерыванию связи между PIC и хост-компьютером.
Радиатор добавлен для устранения этой проблемы.
Step 11 & 12
Переключатель сброса повернут в вертикальное положение.
Теплоотвод добавлен поверх ИС процессора.
И пластина радиатора закреплена винтами через монтажные отверстия.
Этот составной блок теперь вставлен обратно во внутренний картон и вставлен в верхнюю крышку.
Все готово, и осциллограф DIY-USB готов к работе.
PIC18F2550 USB HID-осциллограф – semifluid.com
Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.
Это проект, который я давно планировал реализовать.После создания осциллографа с использованием PIC12F675 я хотел создать простой и эффективный USB-осциллограф с использованием более производительного PIC18F2550. Во время разработки этого проекта я довольно много узнал о USB HID-коммуникации, которая позволяет мне быстро и эффективно взаимодействовать с настольным компьютером. Использование HID означает, что для этого осциллографа не требуются драйверы (только программное обеспечение осциллографа).
Полный контур
Исходный код и прошивку для схемы можно найти внизу страницы.Каждая секция схемы обозначена на схеме. Все разделы и их компоненты описаны и обсуждаются ниже. Номера компонентов для компонентов связаны с веб-сайтами для получения данных и дополнительной информации, если таковая имеется.
Аналоговый вход
Аналоговый вход осциллографа подключен к выводу A0, который настроен как аналоговый вход. Обратите внимание: «Импеданс источника влияет на напряжение смещения на аналоговом входе (из-за тока утечки на выводах).Максимальный рекомендуемый импеданс для аналоговых источников составляет 2,5 кОм »(PIC18F2550, стр. 260).
Микроконтроллер
Используемый микроконтроллер – Microchip PIC18F2550. Я модифицировал файл сборки PIC18F2550 Tiny PIC Bootloader, чтобы я мог использовать кристалл / резонатор 20 МГц на скорости 115 200 бод (модифицированный загрузчик можно найти внизу страницы). PIC18F2550 работает на частоте 48 МГц с использованием внутренней ФАПЧ. R1 – это подтягивающий резистор, необходимый для работы. C1 – стабилизирующий конденсатор, который используется для встроенного стабилизатора напряжения USB, который используется в этом проекте.Компонент с пометкой «RES» представляет собой резонатор с частотой 20 МГц.
Преобразователь уровня RS232
Контакты USART микроконтроллера должны быть подключены к преобразователю уровня RS-232 для подключения к ПК для обновления прошивки с помощью Tiny PIC Bootloader. В противном случае после первоначального программирования их можно оставить отключенными.
USB-ввод / вывод
PIC подключается к компьютеру через порт USB и питается от шины.
Исходники и прошивка
PIC должен быть изначально запрограммирован с использованием шестнадцатеричного файла ‘SAC_tinybld18F2550usb _20MHz_115200_48MHz’ для программирования загрузчика на PIC.Затем, используя Tiny PIC Bootloader, шестнадцатеричный файл может быть помещен на чип с помощью внешнего интерфейса Tiny PIC Bootloader с ’12h 34h 56h 78h 90h’ в «Списке кодов для отправки первыми:» в меню «Параметры». Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться ко мне, если у вас возникнут проблемы.
– SAC_tinybld18F2550usb_20MHz_115200_48MHz.hex
– 18F2550 USB HID CRC Oscilloscope.c (шестнадцатеричный)
– usb_desc_hid 8-byte.h
– Пример программного обеспечения осциллографа на Visual Basic с DFT: PIC18F25503 USB HID Пример осциллографа DR1000: PIC18F25503 USB HID1
Примеры изображений с осциллографа
Amazon и логотип Amazon являются товарными знаками Amazon.com, Inc или ее дочерние компании.
Осциллограф USB– осциллограф на базе ПК »Электроника
Осциллографыдля ПК и USB представляют собой высокопроизводительные измерительные приборы в небольшом пространстве и по сравнительно низкой цене за счет использования пользовательского интерфейса и некоторой обработки данных на компьютере.
Типы осциллографов:
Аналоговые осциллографы
Объем аналогового хранилища
Цифровой люминофор
Цифровой прицел
Объем USB / ПК
Осциллограф смешанных сигналов MSO
Объем выборки
Осциллограф Учебное пособие Включает в себя:
Осциллограф: основы
Сводка типов осциллографов
Характеристики
Как пользоваться осциллографом
Запуск области видимости
Пробники осциллографа
Технические характеристики пробника осциллографа
Осциллографы на базе ПК, включая USB-осциллографы, стали очень популярным способом создания высокопроизводительных осциллографов по низкой цене и в небольшом корпусе.
В некоторых случаях компьютер будет доступен в среде, где должно быть проверено электронное оборудование, и поэтому использование вычислительной мощности, экрана и источника питания ПК или другого компьютера имеет смысл, что позволяет сэкономить на стоимости и пространстве.
Учитывая спрос на USB-осциллографы, доступно большое разнообразие, предлагающее полный спектр возможностей от USB-осциллографов начального уровня до стробоскопических осциллографов с полосой пропускания, простирающейся до диапазона ГГц. Эти испытательные инструменты позволяют добиться значительной экономии средств без ущерба для производительности в зависимости от выбранного USB-осциллографа
Выбор USB для ПК
Использование универсальной последовательной шины, USB для подключения прицела к ПК имеет смысл, хотя это не единственный метод.
Осциллографы, использующие персональные компьютеры, ПК, могут использовать различные методы для связи с ПК. Однако в последние годы USB стал стандартом практически для всех компьютеров, и в результате не требуется использование дополнительной карты, такой как карта Firewire и т. Д., Для использования одного из этих тестовых инструментов.
Использование USB означает, что можно использовать прицел, используя вычислительную мощность ПК, практически на любом ПК.
Другое преимущество состоит в том, что наличие цифрового USB-прицела позволяет получить преимущества и снизить затраты.Для различных интерфейсов требуется меньше вариантов, поэтому можно сосредоточиться на оптимизации конструкции испытательного прибора для USB.
Также интересно отметить, что многие цифровые осциллографы в штучной упаковке используют тот же подход и имеют одинаковые базовые схемные блоки, единственная реальная разница заключается в том, что осциллограф USB использует внешний ПК или другой компьютер для управления и отображения.
Основы USB-осциллографа для ПК
Одним из ключевых элементов осциллографа для ПК, естественно, является USB-соединение.Это обеспечивает удобный и достаточно высокоскоростной канал передачи данных, по которому USB-осциллограф и компьютер могут обмениваться данными.
Хотя испытательное оборудование от разных производителей и оборудование, находящееся в разных позициях в пределах диапазона от производителей, будет отличаться, есть некоторые общие аспекты этих объемов, которые можно выделить.
Есть два основных подхода, которые используются для USB-осциллографов: один обеспечивает гораздо более дешевые, но менее производительные осциллографы, а другой обеспечивает гораздо более удовлетворительное решение.
1) Простой осциллограф USB на базе микропроцессора
В этой форме USB-осциллографа используется встроенный микропроцессор для управления и проведения измерений, но в этом простом формате есть некоторые серьезные ограничения.
Что касается работы, то входящий сигнал попадает в осциллограф и подвергается аналоговой обработке: затухание; усиление; согласование импеданса, если требуется. Затем они передаются в аналого-цифровой преобразователь, АЦП, и данные передаются в микропроцессор.
Типовая блок-схема осциллографа USB / ПК на базе микропроцессораС учетом архитектуры процессора, как правило, процессор организует данные так, чтобы их можно было отправить на компьютер для большей части обработки. Это означает, что на компьютер необходимо передать большое количество данных по USB-каналу, и это может оказаться узким местом. Одна из основных проблем заключается в том, что невозможно гарантировать запуск триггера, поэтому можно пропустить важное событие в сигнале.Это может привести к тому, что будет потрачено много времени на отслеживание проблемы с сигналом e, потому что она не будет видна осциллографом
.2) USB-осциллограф на базе FPGA
Для того, чтобы значительно улучшить характеристики USB-осциллографов, используются FPGA или иногда CPLD. Это позволяет выполнять гораздо больший объем обработки в пределах самого USB-устройства, а также за гораздо более короткое время. Эти устройства могут быть сконфигурированы для выполнения точных требуемых задач, и поэтому они могут обрабатывать данные намного быстрее, и они могут обрабатывать гораздо больше данных, чтобы обеспечить наилучшее отображение форм сигналов.
Одной из важных областей, где это может происходить, является срабатывание триггера, где гораздо более быстрая работа означает, что прицел может правильно срабатывать даже при полной скорости прицела.
При использовании осциллографов USB на базе FPGA данные обрабатываются параллельно, данные сохраняются в самом осциллографе USB, а ПК в основном используется для отображения сигналов и управления ими. USB-осциллограф обрабатывает захваченные данные, а затем передает сигнал для отображения на ПК или другой компьютер, используя формат без потерь по USB-каналу.Таким образом, USB-соединение не является узким местом, и осциллограф, который был разработан для обработки захваченных данных формы сигнала, может обеспечить это наиболее эффективным образом.
Типовая блок-схема USB / ПК осциллографа на базе ПЛИСДанные проходят аналоговую обработку, так что можно обеспечить любое согласование затухания, усиления, импеданса и т. Д. Полученный сигнал затем передается в аналого-цифровой преобразователь.
У АЦП может быть одно или несколько ядер – если у него несколько ядер, то данные обычно передаются параллельно ПЛИС и в память.Имея данные, хранящиеся таким образом, можно обрабатывать их различными способами, вызывая данные из памяти по мере необходимости.
Многие осциллографы, как USB-осциллографы, так и осциллографы в штучной упаковке, предлагают логический анализ или цифровые каналы. Они не требуют такой же аналоговой обработки и могут быть переданы непосредственно в FPGA, очевидно, через схему защиты. Осциллографы с этой возможностью обычно называются осциллографами MSO или осциллографами смешанных сигналов.
После обработки формы сигнала изображение, которое нужно отобразить, можно передать через интерфейс USB на ПК.Поскольку на ПК поступают только обработанные данные, нет узких мест на USB или другом интерфейсе, и это означает, что производительность не ограничивается производительностью интерфейса USB. Он также передается в формате без потерь, чтобы можно было увидеть все импульсы / переходные процессы. В некоторых осциллографах могут быть отправлены прореженные данные, что может привести к дефектам отображаемой формы сигнала, что может привести к пропуску переходных процессов.
Преимущества / недостатки прицела USB для ПК
Использование USB-осциллографа на базе ПК имеет множество преимуществ и недостатков.Они должны быть сбалансированы при принятии решения о том, использовать или покупать один из этих тестовых инструментов.
Преимущества осциллографа на базе USB / ПК
- Экономичный: Одним из больших преимуществ использования USB-осциллографа является то, что это очень экономичный способ покупки осциллографа. В общем тестовом оборудовании используются многие аспекты компьютера, которые, вероятно, уже будут доступны. Электропитание, дисплей и вычислительная мощность доступны в пределах ПК, и это означает, что нет необходимости дублировать их в пределах USB.
- Простота настройки и использования: Использование интерфейса USB означает, что соединение ПК и прицела особенно легко. Это хорошо зарекомендовавший себя и простой в настройке интерфейс. Обычно программное обеспечение, используемое с осциллографом, также проектируется так, чтобы его было легко внедрить.
- Большой экран: Большинство ПК, будь то ноутбук или настольный компьютер, имеют экран хорошего размера, позволяющий легко видеть изображения сигналов.
- Использует существующее оборудование: USB-осциллографы используют ПК, которые, вероятно, уже будут доступны.Это означает, что покупать новую именно на эту роль маловероятно.
- Портативный: Осциллографы USB намного меньше специализированных осциллографов. Для выездного обслуживания у многих инженеров уже будет портативный компьютер, поэтому тот факт, что осциллограф USB намного меньше, чем у специального осциллографа, дает реальное преимущество.
- Производительность: Производительность, которую можно достичь с помощью осциллографов на базе ПК, постоянно улучшается.Например, USB-осциллографы верхнего уровня могут соответствовать характеристикам доступного автономного тестового оборудования. В зависимости от выбранной модели эти USB-прицелы могут соответствовать топовым стандартным прицелам и при гораздо меньшей стоимости.
Недостатки осциллографа на базе USB / ПК
- Требуется ПК: Тот факт, что для USB-осциллографа требуется ПК, может быть преимуществом в некоторых случаях, но в других может быть недостатком, если он еще не доступен.
- Производители осциллографов с нижним концом могут срезать углы: Как и все испытательные приборы, вы можете получить то, за что платите. Некоторые низкоуровневые USB-прицелы менее известных производителей могут срезать углы, чтобы сократить расходы, и могут возникнуть проблемы с производительностью. Обратитесь к хорошо известному бренду, и качество будет гарантировано.
Ключевые моменты, которые следует учитывать при выборе осциллографа USB
На рынке представлено очень много USB-осциллографов, некоторые из которых намного лучше других.Соответственно, при выборе USB-прицела необходимо убедиться, что сделан лучший выбор, и ниже приведены несколько советов, которые следует учитывать:
- Убедитесь, что триггер является цифровым: В некоторых осциллографах USB или фактически любых цифровых осциллографах триггер может быть разработан непосредственно из аналогового сигнала, тогда как в других он берется из цифровых данных, хранящихся внутри осциллографа. Если в прицел включен полностью цифровой триггер, это позволяет достичь гораздо более высокого уровня точности и гибкости.Ложный запуск, шум и другие проблемы могут быть минимизированы с помощью цифровых триггеров, а запуск может быть установлен для середины сигнала и т. Д., Чтобы можно было видеть сигнал до и после точки запуска.
- Убедитесь, что выбран USB-осциллограф на базе FPGA: USB-осциллографы, основанные на технологии FPGA, могут обеспечить гораздо более высокий уровень производительности. Микропроцессорные часто рекламируют частоты дискретизации 48 МГц, 96 МГц или долей, и они обычно имеют ограниченную полосу пропускания.
- Разрешение: Одной из ключевых характеристик цифровых осциллографов является достижимое разрешение. Некоторые осциллографы низкого уровня могут предлагать только восьми или десяти битное разрешение. При отображении осциллограмм на экране компьютера с использованием осциллографов с более низким разрешением можно обнаружить отсутствие деталей. Иногда формы сигналов могут быть неровными, так как можно увидеть отдельные биты. Также можно потерять детали, особенно если смотреть на небольшое напряжение в присутствии гораздо большего.Некоторые прицелы предлагают гораздо более высокие уровни разрешения, и они могут обеспечить более детальную информацию.
- Полоса пропускания: При просмотре сигналов необходимо убедиться, что полоса пропускания осциллографа достаточно высока для захвата формы волны и любых гармоник, которые она может содержать. Часто используется эмпирическое правило, известное как правило пяти раз. При этом полоса пропускания осциллографа должна в пять раз превышать наивысшую частотную составляющую сигнала. При использовании этого правила погрешность из-за частотных ограничений будет менее ± 2%.
- Глубина памяти: При выборе USB-осциллографа убедитесь, что у него достаточно памяти для захвата и хранения необходимых сигналов. Чем больше объем памяти, тем больше сигнала можно захватить с максимальной частотой дискретизации.
Глубина памяти = (окно времени сбора данных) (частота дискретизации)
При 1 MSa на канал осциллограф может захватывать 1 мс или время с частотой дискретизации 1 Гвыб / с. Таким образом, для сбора такого количества данных должно быть доступно достаточно памяти.Это дает представление о том, что может потребоваться. - Функциональный генератор / возможности AWG: Используя возможности FPGA, легко включить функциональный генератор, который может генерировать различные формы сигналов. Осциллографы Sime имеют полную возможность генерации сигналов произвольной формы, поэтому можно сгенерировать или загрузить любую требуемую форму сигнала.
- Рассмотрим тип ПК: Большинство прицелов USB смогут работать с ПК на базе Windows, однако некоторые могут захотеть использовать прицел либо с Apple Mac с iOS, либо они захотят использовать Linux.Проверьте, подходит ли USB-прицел для используемой операционной системы.
Использование осциллографа на базе ПК или USB дает множество преимуществ, но их необходимо тщательно рассмотреть, прежде чем делать окончательный выбор.
Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
Измеритель LCR
Дип-метр, ГДО
Логический анализатор
Измеритель мощности RF
Генератор радиочастотных сигналов
Логический зонд
Тестирование и тестеры PAT
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
GPIB
Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в тестовое меню.. .
Miniscope v2c – USB-осциллограф для ПК с открытым исходным кодом, использующий STM32F103
Очень дешевый низкоскоростной двухканальный осциллограф ПК / USB с микроконтроллером STM32 (STM32F103C8T6).
- следует идее miniscope v2b, используя приложение miniscope v4 в качестве графического интерфейса для ПК,
- с использованием очень дешевого микроконтроллера STM32F103 в пакете LQFP48 (4 доллара США),
- односторонняя печатная плата, подходящая для самодельного прототипирования с использованием метода переноса тонера,
- выборка: 2×461 kSps (2×300 kSps со старой прошивкой), 8 бит, потоковая передача данных в реальном времени на ПК (полноскоростной USB),
- загрузчик UART (менее удобный, чем USB SAM-BA от Atmel),
- единичный диапазон чувствительности, 0…6.6 В и нестандартное входное сопротивление 20 кОм (к сожалению, при больших сопротивлениях заметны перекрестные помехи в каналах и утечка входного тока АЦП – некоторые операционные усилители R2R были бы хорошим дополнением; примечание: сопротивление может быть увеличено при использовании более новых прошивка, использующая независимые АЦП для каналов A и B).
Некоторые сигналы низкой амплитуды (300 мВ размах), записанные с помощью минископа v4:
Компоненты должны стоить менее 10 долларов (с самодельной печатной платой).
Схема: miniscope_v2c_20120416.pdf
Односторонняя печатная плата Eagle, 66 мм x 36 мм
Заголовок Goldpin и кнопка BOOT используются для загрузки прошивки через UART.
STM32F103C8T6: LQFP48 пакет
файлов Eagle
IDE
Пример класса CDC – был выбран тот же путь, что и с miniscope v2 – от STM в качестве базового проекта для ускорения программирования, связанного с USB-устройствами.В этом примере есть файлы проекта для IAR, Keil, RIDE, HiTOP и TrueSTUDIO, поэтому используйте один из этих IDE было бы преимуществом. К сожалению, я не нашел ни одного из этих соответствующий. Оценочные версии RIDE и HiTOP имеют ограничительные лицензии (действующий договор поддержки требование после 7 дней и без коммерческого использования соответственно). Лицензии на ознакомительную / облегченную версию IAR или Keil имеют ограничения на размер вывода, и это не будет проблемой в небольшом проекте, но у них есть довольно большие требования к дисковому пространству (~ 3 ГБ, насколько я помню), а их установщики не позволяют настройка.То же самое и с TrueSTUDIO.
В итоге я выбрал тулчейн CooCox – загрузка 115 МБ для IDE + gcc, Использование дискового пространства ~ 800 МБ после установки, без лицензионных ограничений.
Загрузка прошивки
На плате нет разъема JTAG / SWD, поэтому прошивка должна быть загружена с помощью загрузчика UART. Чтобы войти в режим загрузчика, нажмите и удерживайте кнопку BOOT, одновременно нажимая кнопку RESET. Загрузчик ПК (STM “Flash Loader Demo”) работает без проблем с конвертером USB-UART.Контакты загрузчика MCU устойчивы к 5 В, поэтому можно использовать преобразователь RS232-UART / USB-UART на 3,3 или 5 В.
Кнопка RESET может быть удалена – микроконтроллер также перейдет в режим загрузчика если бы он был включен (USB был бы подключен), когда BOOT удерживается.
Поскольку нет USB 1k5 pull-up control USB необходимо повторно подключить для принудительного повторного перечисления после сброса загрузки новой прошивки.
Базовый проект для тестирования MCU и зуммера: stm32scopeTest.7z.
Советы по скорости передачи данных USB
Используйте пример CDC в качестве шаблона. Есть две конечные точки BULK. Для лучшей скорости передачи пример CDC потребует небольших изменений.
- Измените VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL на более низкое значение. Я не уверен, подходит ли значение = 1, когда передача должна быть двунаправленной, поэтому я использовал value = 2. Однако это не будет иметь большого значения.
- Увеличьте USART_RX_DATA_SIZE.Я использовал 8192 байта (2 x 4 КБ), но думаю, что разницы в скорости при значениях выше 4096 Б не будет. (максимальное количество данных будет передаваться в каждом или почти каждом кадре).
- Измените Handle_USBAsynchXfer, чтобы он не передавал данные, если только половина USART_Rx_Buffer будет заполнен. Таким образом, после каждого SOF будет отправлено максимальное количество байтов. Если есть вероятность, что буфер будет заполнен с низкой скоростью или не будет заполняться вообще какое-то время то здесь потребуется какой-то тайм-аут, который вызовет передачу все, что уже находится в буфере – вы можете знать об этой проблеме, если раньше использовали преобразователи USB в UART.
На стороне ПК убедитесь, что приложение постоянно готово к приему новых данных. Убедитесь, что поток, который читает данные, работает с более высоким приоритетом, чем другие. Я использовал libusb, поэтому я использовал комбинацию usb_submit_async / usb_reap_async для постановки нескольких запросов на чтение в очередь, каждый раз запрашивая чтение 4096 B. Я предполагаю, что с WinUSB это можно сделать с перекрывающимся вводом-выводом. Интерфейс miniscope v2b / v2c dll Библиотека передает данные через FIFO в приложение с графическим интерфейсом.
Меня не интересовала высокая скорость от ПК к устройству, поэтому у меня нет советов по обратному направлению. Miniscope v2c (очень похож на v2b) постоянно передает данные на ПК с максимальной скоростью. Передачи в обратном направлении незначительны (запрос идентификатора, изменение аналогового усиления или аналоговая связь).
Прошивка и интерфейс dll miniscope v4
- 2012.04.16 Первоначальный выпуск, НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ:
stm32scope_20120416.7z
miniscope_v2c_dll_20120416.7z - 2012.04.21 Множество исправлений как для dll, так и для прошивки:
stm32scope_20120421.7z
miniscope_v2c_dll_20120421.7z- ИСПРАВЛЕНО: ошибка кадрирования в коде DLL, вызывающая прерывание трассировки при запись и отображение нескольких непрерывных буферов данных,
- несколько исправлений и улучшений, связанных с очередью USB TX (т.е. более оптимальная распределение памяти между буфером АЦП и USB TX FIFO) в прошивке и очереди RX в dll,
- расширенный список размеров буфера до 128 КБ.
- 2012.04.28 miniscope_v2c_dll_20120428.7z
- ИСПРАВЛЕНО: если триггер был в непрерывном режиме, но остановлен (Run / Stop) одиночный ручной триггер работал так, как будто был нажат Run.
- 2012.04.29 Повышение эффективности использования доступного оборудования – одновременное использование обоих АЦП
режим позволил увеличить скорость выборки с 2×300 до 2×461 kSps и увеличить
Время S / H до 13,5 циклов одновременно. Хотя АЦП все еще могут работать быстрее, увеличивая
дальнейшая скорость не позволила бы поддерживать полноскоростную потоковую передачу USB в реальном времени на ПК, что
существенная особенность, позволяющая использовать большие размеры буфера выборки и записывать сигнал
непрерывно.
stm32scope_20120429.7z
miniscope_v2c_dll_20120429.7z - 2012.06.07 ИСПРАВЛЕНО: нет звука зуммера при запуске (петли задержки удалены при оптимизации o3).
stm32scope_20120607.7z - 2012.10.06 Спасибо Openmoko за назначение USB PID для открытия
исходные проекты miniscope v2c имеет свой уникальный
VID = 0x1d50, PID = 0x604f пара.
stm32scope_20121006.7z
miniscope_v2c_dll_20121006.7z - 2012.12.16 Добавлена библиотека устройств, созданная с помощью Code :: Blocks / MinGW,
stm32scope_cb.7z в качестве эталонного проекта.
Протестировано только на мгновение, предыдущая версия библиотеки (проект Turbo C ++) должна
быть предпочтительнее в целом.
2020.07.15 Обновленный код :: Blocks / Источник проекта MinGW: stm32scope_cb_20200714.7z. Поскольку новейший Code :: Blocks 20 поставляется с 64-битным MinGW и в нем отсутствуют 32-битные библиотеки Windows – используйте Code :: Blocks 16. - 2013.09.16 Обновлена библиотека устройства miniscope_v2c_dll_20130916.7z:
- ИСПРАВЛЕНО: случайная потеря данных (с журналом: «Переполнение RX FIFO») наблюдалась, когда поток был приостановлен ОС на большее время, чем запрашивалось; как ни странно это было поведение наблюдалось без согласованности, с небольшой загрузкой системы и когда отладчик / IDE не были запущены,
- расширенный список размеров буфера выборок до 1MS (x 2 канала).
- 2017 г.21.01 Обновлена библиотека устройства miniscope_v2c_dll_20170121.zip,
DLL теперь частично настраивается без перекомпиляции, поскольку диапазоны чувствительности можно изменить с помощью файла JSON, созданного в каталоге dll (miniscope_v2c_capabilities.cfg).
Это содержимое файла по умолчанию, которое определяет единичный диапазон усиления (25,78 мВ / бит или 6,6 В / 256 на бит):
{ "Возможности": { «Муфта»: [1], «Чувствительность»: [0,02577999979257584] }, "Другой" : { "bitsPerSample": 9, "signalInverted": ложь, "signalOffset": 0 } }В файле ниже добавлены два дополнительных диапазона чувствительности (50 мВ / бит и 100 мВ / бит – без поддержки прошивки он полагается только на некоторый ручной переключатель), принимает инвертированный сигнал с «0» в середине (инвертирующий усилитель, который сдвигает напряжение, чтобы осциллограф мог измерять положительные и отрицательные напряжения), using value = 127 – формула значения для образцов, полученных от устройства.Также добавлена связь по переменному току (просто для справки, на самом деле не имеет особого смысла без поддержки прошивки).{ "Возможности": { «Муфта»: [1, 2], «Чувствительность»: [0,02577999979257584, 0,05000000074505806, 0,10000000141] }, "Другой" : { "bitsPerSample": 8, "signalInverted": правда, "signalOffset": 127 } }Рекомендуется использовать редактор JSON, так как недопустимое содержимое JSON будет перезаписано библиотекой DLL.
Примечание: числа с плавающей запятой с большим количеством не столь значимых цифр на самом деле являются результатом чтения и обратной записи библиотекой JSON в DLL с отсутствием правильного округления.
Примечание 2: в этой настройке значение “bitsPerSample”, передаваемое графическому интерфейсу пользователя, изменено на 8 бит, то есть реальное количество используемых битов АЦП. 9 бит в настройках по умолчанию дают лучший масштаб по умолчанию, когда осциллограф может измерять только положительные напряжения. Это также устанавливает правильный диапазон для уровня запуска.
В этой версии триггер по наклону также был изменен на более простой, с меньшей фильтрацией. В то время как предыдущая версия мог быть более стабильным во времени, он также был склонен не срабатывать по некоторым сигналам, в частности, медленно менялся. - 2019.08.10 Прошивка как проект EmBitz: stm32scope_embitz_20190810.zip
- 2019.08.11 Набор микропрограмм + dll с базовой частотой дискретизации, сниженной до 292kSps (это, похоже, устраняет проблемы переполнения FIFO / USB, приводящие к отсутствию непрерывности данных): stm32scope_embitz_20190811.zip, miniscope_v2c_dll_20190811.zip.
Хотя драйвер Windows (libusb-win32) включен в архив dll, использование Zadig на самом деле проще и
это единственно разумный вариант для 64-битной Win8 / Win10:
Важно: убедитесь, что libusb-win32 выбран в качестве драйвера в Zadig (WinUSB может быть по умолчанию).
Последующие действия
Версия печатной платыс регулятором LM1117 3,3 В и небольшими изменениями в компоновке, сделанными с помощью программного обеспечения Pulsonix EDA от Куанг Дуй: http: // mritx.blogspot.com/2014/07/low-speed-dual-channel-pcusb.html.
Альтернативное оборудование
Судя по всему ebay (и, скорее всего, любой другой сайт покупок по вашему выбору) наводнен очень дешевыми (5 долларов, включая доставку)
Кленоподобные минималистичные платы STM32F103C8T6. Хотя я их не тестировал, они кажутся хорошим выбором для запуска этой прошивки.
Не забывайте, что конвертер USB-UART (или RS232-UART, если у вас есть RS232 на вашем ПК) необходим для загрузки программы в микроконтроллер.
STM32F103C8T6 плата
% PDF-1.5 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > / Родитель 1 0 R / StructParents 0 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 28 0 руб. >> эндобдж 4 0 obj > / Родитель 1 0 R / StructParents 1 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 30 0 руб. >> эндобдж 5 0 obj > / Родитель 1 0 R / StructParents 2 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 31 0 руб. >> эндобдж 6 0 obj > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 32 0 руб. / Родитель 1 0 R / StructParents 3 / Тип / Страница / Аннотации [33 0 R] /Группа > / Вкладки / S >> эндобдж 7 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 5 /Ресурсы > /Шрифт > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 36 0 руб. >> эндобдж 8 0 объект > /Шрифт > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 38 0 руб. / Родитель 1 0 R / StructParents 6 / Тип / Страница / Аннотации [39 0 R] /Группа > / Вкладки / S >> эндобдж 9 0 объект > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 40 0 руб. / Родитель 1 0 R / StructParents 8 / Тип / Страница / Аннотации [41 0 R] /Группа > / Вкладки / S >> эндобдж 10 0 obj > / Родитель 1 0 R / StructParents 10 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 43 0 руб. >> эндобдж 11 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 11 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 44 0 руб. >> эндобдж 12 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 12 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 45 0 руб. >> эндобдж 13 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 13 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 46 0 руб. >> эндобдж 14 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 14 /Ресурсы > /Шрифт > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 49 0 руб. >> эндобдж 15 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 15 /Ресурсы > /Шрифт > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 55 0 руб. >> эндобдж 16 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 16 /Ресурсы > /Шрифт > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 59 0 руб. >> эндобдж 17 0 объект > / Родитель 1 0 R / StructParents 17 /Ресурсы > /Шрифт > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 612 792] / Вкладки / S / Тип / Страница / Содержание 61 0 руб. >> эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > / XObject > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] >> эндобдж 20 0 объект > поток xZ [oF ~? “[8vu”m6NX} P = [Yr% # ˎrXC 3ù!? R.RxQ`ko [oTcT] 9vyrbi0L; ڴ n # Ms: 7 “; + ‘k
Project | Трассировщик кривых на базе микроконтроллера
Я усиленно работаю над следующей версией измерителя кривой. Сегодня я почти закончил создание аналоговой схемы. модули устройства. Все чертежи загружены в раздел файлов. Фактически все находится в частном репозитории на GitLab. Он будет публично открыт, когда я закажу печатные платы первой ревизии. До этого момента вся схема была настолько шаткой, что я не хочу, чтобы кто-то строил его, потому что дизайн, вероятно, сильно изменится, и есть несовместимости между схемой и проектами печатной платы.
О схемах
Блок питания:
В блоке питания используется тороидальный трансформатор, установленный в корпусе, с двумя вторичными обмотками 14 В (вероятно, модель 100 ВА). Сама схема обеспечивает + -15 В от линейных регуляторов, в основном для аналоговых схем и усилителя мощности, + 5 В и + 3,3 В от понижающих преобразователей для логических схем (плюс MCU, дисплей и т. Д.). И четырехканальный буферизованный шинный разветвитель (виртуальная земля), используемый для преобразования уровня АЦП и ЦАП (вероятно, два будут использоваться, но легко построить четыре из 4-канального операционного усилителя)
Модуль усилителя мощности:
Преобразует 0.Синусоидальный сигнал колебания 65–2,65 В от модуля ЦАП микроконтроллера к заземленному опорному сигналу нагрузки + -10 В (20Vpp).
На вход поставил дифференциальный усилитель с единичным усилением. Это преобразует входной сигнал в – + 1 В путем вычитания опорного напряжения 1,65 В постоянного тока из источника питания.
Следующим этапом является неинвертирующий усилитель с усилением 1,28x, создающий сигнал 2,56Vpp. Этот сигнал ослаблен цифровым датчиком с 256 шагами. Это дает нам ступенчатое управление усилителем мощности на 10 мВ. Усилитель мощности имеет 10-кратное усиление.Итак, результат: мы можем контролировать выходное напряжение усилителя 0-20 В с шагом 100 мВ.
Модуль аттенюатора:
Этот модуль управляет токоограничивающими резисторами на выходе усилителя мощности. В качестве требования мы не можем использовать обычные механические реле в основном из-за шума, который они создают. Поэтому я выбрал три различных решения для установки значения резистора, ограничивающего ток (нам нужны устройства с переменным током):
1. Слаботочная версия: аналоговые переключатели ADG451 (или ADG441) и ADG1411 (выдерживают около 100 мА)
2.Среднетоковая версия: фотоэлектрический МОП-транзистор переменного тока Vishay VO14642 SSR (способный к 1 А переменного тока)
3. Переключение нагрузки: изолированные драйверы МОП-транзистора Si8751 + двойные МОП-транзисторы (способный на 4,5 А переменного тока)
Также эта схема обеспечивает выход, защищенный TVS для DUT и точка измерения выходного тока и напряжения. Выходной ток, измеренный во всей цепи резисторов, а не на дополнительном резисторе считывания тока. Это решение, вероятно, генерирует меньше шума, но, с другой стороны, более чувствительно к температурному дрейфу резистора (мы увидим, как это работает на практике)
Измерительный усилитель:
Это двухканальный усилитель, предназначенный для ток и один для напряжения.Входные сигналы буферизуются двумя усилителями с единичным усилением. Сигнал напряжения поступает от напряжения на ИУ и усиливается «PGA», способным создавать усиление x0,1, x1, x10, x100 и x1000 соответственно. Токовый сигнал поступает от напряжения на токоограничивающем резисторе. Поскольку это не заземление, я использовал конфигурацию дифференциального усилителя с коэффициентом усиления x0,1, x1 и x10.
