PC için iki kanallı osiloskop eklentisi. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

PC için iki kanallı osiloskop eklentisi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Bilgisayarlar

makale yorumları

Bazı cihazların osiloskop olmadan iyi bir şekilde kurulmasının oldukça sorunlu olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, osiloskoplar oldukça pahalıdır, bu nedenle IBM uyumlu bir bilgisayarınız varsa, bunun için örneğin aşağıda yayınlanan makalede açıklanan gibi nispeten basit bir eklenti oluşturmak çok daha ucuzdur.

Bir PC için önerilen iki kanallı osiloskop eklentisi, elektrik sinyallerinin şeklini gözlemlemek ve incelemek, elektriksel süreçlerin zaman ve genlik özelliklerini ölçmek için tasarlanmıştır. Her kanalın bant genişliği 0...50 MHz, ışın saptırma katsayısı 0,1...20 V/böl., giriş direnci 1 MOhm, giriş kapasitansı 20 pF, tarama süresi 0,1 μs ila 100 ms/böl. Minimum PC gereksinimleri: 386, VGA, yazıcı bağlantı noktası, MS DOS 3.3.

Yüksek frekans aralıklarında cihaz, düşük frekans aralıklarında gerçek zamanlı olarak stroboskopik prensipte çalışır. Yazılım spektrum analizörü modunda çalışmaya izin verir. Normal modda ekranda görüntülenen sinyal örneklerinin sayısı 256, spektrum analizörü modunda ise 128'dir. Program, LPT1 bağlantı noktasını kullanır (tabloya bakın): temel bağlantı noktası 378H. yazıcı durum sinyali bağlantı noktası (giriş) 379H, kontrol sinyali bağlantı noktası (çıkış) 37AN. Program, port bitlerinin durumunun standart olduğunu ve yazıcı konektörünün [1] pinlerindeki sinyallerin durumlarına karşılık geldiğini varsayar.

PC'ye iki kanallı osiloskop bağlantısı

Ekin şematik diyagramı, Şek. bir.

(büyütmek için tıklayın)

İncelenen sinyaller, XW1 ve XW2 giriş jakları aracılığıyla, maksimum dikey açıklığı belirleyen 1SA2, 2SA2 anahtarları, 1R1-1R8, 2R1-2R8 dirençleri ve 1С2-1С9, 2С2-2С9 kapasitörlerinden oluşan dirençli-kapasitif bölücülere beslenir (önekler) Buradaki ve aşağıdaki 1 ve 2, öğelerin sırasıyla kanal 1 ve 2'ye ait olduğunu gösterir. 1DA1 mikro devresinin MOS anahtarları, 1VT2, 2VT1 ve 2VT2, 1VT1 transistörlerindeki tekrarlayıcılar aracılığıyla bölücülerin çıkışlarına bağlanır (yönlerinden ikisi kanal 1'de, geri kalanı kanal 2'de kullanılır). Anahtarlar, DD10 tetikleyicisindeki sürücüden gelen yaklaşık 1.2 ns süreli darbelerle açılır ve bunlar aracılığıyla, op-amp 1DA10'nin evirici olmayan girişlerinin olduğu 2C10 ve 1C2 kapasitörleri şarj edilir. 2DA2 bağlı. Anahtarların açıldığı andaki sinyal voltajlarına karşılık gelen kapasitörlerdeki voltajlar, op-amp tarafından 10 kat güçlendirilir. Açma darbesinin süresi, bozulma olmadan görüntülenecek olan giriş sinyalinin ön kısmının minimum süresine karşılık gelir, yani iletilen frekansların bant genişliğini belirler.

Op-amp'in çıkışlarına ikili ardışık yaklaşımlı bir ADC bağlanır. 1DA3, 2DA3 karşılaştırıcıları ve DD2, DD3 mikro devre elemanları üzerine monte edilmiş bir DAC ve R2-R12, R19 - R21 dirençlerinden oluşan bir R-28R matrisi içerir. Karşılaştırıcıların çıkışları XP13 yazıcı konektörünün 15 ve 1 numaralı pinlerine bağlanır. Bu pinlerdeki sinyal değerleri 3H portunun 4. ve 379. bitlerine karşılık gelir. DAC girişleri 2-9 XP1 pinlerine bağlanır, böylece DAC çıkış sinyalinin değeri 378H bağlantı noktasına 0 ila 255 (0,5...4,5 V dahilinde) arasında bir sayı yazılarak ayarlanabilir.

Programda uygulanan 1DA2 ve 2DA2 op-amp'lerinin çıkışlarındaki gerilimlerin ardışık yaklaşımla ölçümü aşağıdaki gibi gerçekleştirilir. İlk olarak, 378' sayısı 2H bağlantı noktasına (DAC çıkışında - 2,5 V) ayarlanır ve karşılaştırıcı çıkışlarının durumu kontrol edilir (3H bağlantı noktasının 4 ve 379 bitleri). Karşılaştırıcı işe yaradıysa belirtilen sayıya 26 eklenir, değilse birinciden ikincisi çıkarılır. Daha sonra karşılaştırıcıların durumu tekrar kontrol edilir, 25 eklenir veya çıkarılır.2g eklenene veya çıkarılana kadar işlem tekrarlanır. Ortaya çıkan sayılar 1DA2 ve 2DA2 çıkışlarındaki voltaj değerlerine karşılık gelir. Bölücü R20R29, DAC çıkışındaki voltajı 0,5'ten 4,5 V'a değiştirme sınırlarını ayarlar. Op-amp'in çıkışlarındaki voltajları belirlerken darbe şekillendiricinin tetiklenmesini önlemek için, D girişine log 1,2 uygulanır. bu sırada DD0'yi tetikleyin. 2 µs bağlantı noktasına yazma süresiyle ADC dönüşüm süresi 2x40 µs'dir.

Senkronizasyon, ters çevirme girişi C1 ve C1 kapasitörleri aracılığıyla 1VT2 ve 1VT1 transistörleri üzerindeki tekrarlayıcının çıkışına bağlanan karşılaştırıcı DA1 kullanılarak kanal 2'de gerçekleştirilir. Gürültü bağışıklığını arttırmak için, karşılaştırıcıyı 2 mV'lik bir histerezise ayarlayan R3 ve R20 dirençleri tanıtıldı. Senkronizasyon seviyesi değişken direnç R4 tarafından kontrol edilir

Karşılaştırıcı DA1'in tetiklendiği andan 1DA1 mikro devresinin anahtarlarının açıldığı ana kadar geçen zaman gecikmesi, yüksek frekans aralıklarındaki yazılım ve donanımda ve düşük frekans aralıklarındaki yazılımda ayarlanır. İlk durumda, program, giriş sinyallerinin bir sonraki değerini almaya hazır olduğunda, DD1.1 tetikleyicisinden "Sıfırlama" sinyalini ayarlar ve ardından kaldırır (port 7A'nın bit 37'si = "1/0", yazıcı konektörünün pin 1'i = '0/1'). Bu şekilde "yüklenen" tetik, DA1 karşılaştırıcısı açıldığında ve transistör VT3 kapatıldığında tetiklenir.Sonuç olarak, VT2 elemanları üzerinde yapılan akım kaynağından C8-C9 zamanlama kapasitörlerinden biri olan R7, R21 başlar. Üzerindeki voltaj DAC çıkışındaki voltaj değerine ulaştığında DA2 karşılaştırıcısı tetiklenir ve 001.2DA11 yongasının tuşlarını kontrol eden darbe şekillendiriciyi (22, R1, C1) başlatır.Program tetiklemeyi belirler. karşılaştırıcı DA2'nin yazıcı konektörünün 0 pinindeki 11 değeriyle (port 0H'nin bit 379'ı) Bundan sonra, 1DA2 ve 2DA2 çıkışlarındaki voltajı belirlemek için alt program. Voltaj değerleri belleğe yazılır, sonraki değer DAC'de ayarlanır, DD1.1 tetikleyicisi tekrar "kurulur" ve herhangi bir tuşa basılana kadar döngü tekrarlanır

VT1, R5, R6, VD1, C3, C6 elemanları üzerinde senkronizasyonun varlığını belirlemek için bir düğüm uygulanır. DA1 karşılaştırıcısı, XP10 konektörünün 1 numaralı piminde (1H bağlantı noktasının 379. biti) periyodik olarak tetiklendiğinde, bir mantık sinyali gönderilir. Sunmak. 1 ve DD1.1 tetikleyicisini "kurduktan" sonra, program DA2 karşılaştırıcısının çalışmasını bekler. Aksi takdirde, bu tetikleyici, "Sıfırlama" ve "Ayarlama" sinyallerini (bit 4, 7) sırayla ayarlayarak programdan başlatılır. bağlantı noktası 37A - “10/01”, yazıcı konektörünün 1, 17 numaralı pimleri = "01/10").

DAC çıkışında 0'dan 255'e kadar değerler programlanır, buna göre senkronizasyon anından tuşların açılma anına kadar olan gecikme minimum değerden maksimuma değişir ve sinyalin görüntüsü oluşturulur . Tarama periyodu T (bölüm başına saniye cinsinden), T = CU/2I formülüyle belirlenir; burada C, bağlı kapasitörün farad cinsinden kapasitansıdır; U - 4,5 V - maksimum DAC voltajı I 0 001 A - transistör VT2'nin kolektör akımı

Zamanlama kapasitörünün kapasitansı büyükse, sinyalin görüntüsü çok yavaş oluşur, bu nedenle program, şarj sırasında programın sinyal değerlerini kaç kez okuyabildiğini kontrol eden kapasitansını belirlemek için bir prosedür uygular. Bu süre uzunsa (uzun bir tarama süresi ayarlanmışsa), DA1 karşılaştırıcısını değiştirdikten sonra, 1DA2 anahtar tuşları birkaç kez açılabilir.Bu durumda, DAC çıkışında ara değerler ayarlanır ve DD1.1 tetikleyicisi .XNUMX, “Reset” ve “Set” sinyallerinin sırayla ayarlanmasıyla programdan başlatılır.

Tarama süresi 5 ms/böl'den büyükse. (şemaya göre SA2 anahtarı alt konumdadır), DA1 karşılaştırıcısının değiştirilmesinden sonraki gecikme yazılım tarafından oluşturulur. Program bunu 2H bağlantı noktasının 379. bitinin sıfır değeriyle "öğrenir". Trigger DD1.1, "Reset" ve "Set" sinyallerinin belirli aralıklarla sırayla ayarlanmasıyla programdan başlatılır. Tarama süresi klavyeden "0" - "9" tuşları kullanılarak ayarlanır.

Işının dikey yer değiştirmesi değişken dirençler 1R13 ve 2R13 tarafından değiştirilir, tarama süresi (düzgün bir şekilde) direnç R28 tarafından değiştirilir.

Program Turbo Pascal'da yazılmıştır. Hızlı Fourier dönüşümünü (spektrum analizörü) uygular. Ekranda gösterilen sinyal dönüştürülür. Spektrumun doğru görüntülenmesi için tam sayıda sinyal periyodunun ekrana sığması gerekir. Bu, değişken direnç R8 ile tarama süresinin seçilmesiyle elde edilebilir. Fortran'da hızlı bir dönüşüm rutini [2]'de verilmiştir. Burada ayrıca Fourier dönüşümü yoluyla sinyal spektrumunu belirleme yönteminin bir açıklamasını da bulabilirsiniz.

Set üstü kutuya güç sağlamak için +12, +5 ve -6 V stabilize voltaj kaynağına ihtiyacınız vardır. +12 ve -6 V devrelerindeki akım tüketimi +50 V devresinde 5'yi geçmez - 150mA. Dalgalanma seviyesi 1 mV'yi geçmemelidir. Çin yapımı 3... 12 V, 1A güç kaynağını (adaptör) Şekil 2'de gösterildiği gibi değiştirerek kullanabilirsiniz. XNUMX.

PC'ye iki kanallı osiloskop bağlantısı

Ek, normal bir devre tahtasına monte edilir. Tekrarlanırken cihazın dış ve iç parazitlere karşı duyarlı olduğu dikkate alınmalıdır. Örneğin, giriş sinyalinin zamanlama devresine nüfuz etmesi, gözlemlenen sinyalin şeklinde bozulmaya neden olabilir. Bu nedenle kurulum, bu set üstü kutu devrelerinin birbirleriyle bağlantısı ve harici sinyallerin bunlara nüfuzu minimum düzeyde olacak şekilde yapılmalıdır. Kondansatörler C4, C5 doğrudan DA1 karşılaştırıcısının terminallerine lehimlenmeli, 1DA1,1, 10C2, 10C1, 2DA2, 2DA1 elemanları yakına yerleştirilmelidir. İlgili anahtarlara 1R1-8R2, 1R2-8R1 dirençlerinin, 1С1-9С2, 1С2-9С7, С21-СXNUMX kapasitörlerinin monte edilmesi tavsiye edilir.

Ataşmanda aşağıdaki parçalar kullanılabilir. Dirençler R12-R19, R21-R28 - nominal değerden izin verilen sapma ±% 0,25'ten fazla değildir, örneğin C2-29. R12-R19, R28 dirençlerinin değeri 1...10 kOhm, R21-R27 0,5...5 kOhm'dur ve ikincinin direnci birincinin tam yarısı kadar olmalıdır (bu paralel bağlantıyla elde edilebilir) Nominal değeri birinci olan dirençlerin sayısı). Geriye kalan dirençler, izin verilen ±%5 sapmaya sahip herhangi bir tiptedir. Zaman ayarlayıcılar olarak (C7-C21, 1C1 -1C8, 2C1-2C8), nominal değerlerden mümkün olan en küçük sapmaya ve küçük TKE'ye sahip kapasitörlerin kullanılması tavsiye edilir.

Transistörler 1VT1, 2VT1 - en az 5 V kesme voltajına sahip yüksek frekanslı alan etkili transistörler (KP303G-KP303E, KP307Zh, vb.), 1VT2, 2VT2 - statik akım transfer katsayısı h21e olan yüksek frekanslı npn yapıları en az 50 (KT316D, KT325B, KT325V), VT1, VT2 - h21e'nin en az 400 olduğu karşılık gelen herhangi bir yapı, VT3 - en az 300 mA darbe toplayıcı akımı ve en az 200 MHz çalışma frekansı olan (KT3117A, 2N2222).

1DA2 ve 2DA2 op-amp'lerinin giriş akımları 0,1 nA'dan fazla olmamalı, çıkış voltajının yükselme hızı 20 V/μs'den az olmamalıdır (KR544UD2A, LF356). Karşılaştırıcılar 1DA3, 2DA3, DA2 - voltaj kazancı en az 105, giriş akımları 0,5 μA'dan fazla olmayan ve anahtarlama süresi 0,5 μs'den fazla olmayan (KR554SAZ, LM211N, K521SAZ), DA1 - daha fazla olmayan anahtarlama süresi ile 15'ten fazla değil ( KR597CA2, AM686).

DD1 mikro devresi olarak KR1594TM2 (74ACT74N), KR1533TM2 (74ALS74AN), DD2, DD3 -KR1594LN1 (74ACT04N), KR1554LN1 (74AC04N), KR1564LN1 (74HC04N) kullanabilirsiniz. KR1594TM2 kullanıldığında, frekans bandı 0...50 MHz'dir (bu durumda, C22 kapasitörü takılı değildir ve R11, 4,7 kOhm dirençli bir dirençle değiştirilir), KR1533TM2 - 0... 15 MHz. KR1564LN1 mikro devresinin kullanımı, R12 - R19, R28nR21 - R27 dirençlerinin değerlerinin değiştirilmesini gerektirir: birincisinin direnci en az 5 kOhm, ikincisi - en az 2,5 kOhm olmalıdır (2R/R oranını korurken) .

MOS anahtarları 1DA1'in açık kanal direnci 100 Ohm'dan fazla olmamalı, açma/kapama süresi 10 dakikadan fazla olmamalıdır (KR590KN8, SD5002).

Set üstü kutunun kurulumu, giriş tekrarlayıcıların modlarının kontrol edilmesiyle başlar. 1VT1, 2VT1 emitörlerindeki gerilimler 1,5...2,5 V'un üzerine çıkarsa, 1R9 veya 2R9 dirençlerini seçin. Daha sonra, kalibre edilmiş frekansa sahip bir sinyal kaynağı kullanarak, C7-C21 kapasitörlerini ve R9 direncini seçerek, tarama frekansının gerekli değerlerini yüksek frekans aralıklarında ayarlayın (düşük frekans aralıklarında yazılım tarafından ayarlanır).

Bir ataşmanla çalışırken, örneğin modülasyonlu salınımın frekansı örnekleme frekansına yakınsa, genlik modülasyonu sinyal şeklinin önemli ölçüde bozulmasıyla ifade edilen stroboskopik etkinin özelliklerini dikkate almalısınız. Ek olarak, DA2 karşılaştırıcısı yaklaşık 300 ns'lik bir gecikmeye neden olur, bu da yüksek görev döngüsüne sahip sinyallerin kenarlarının gözlemlenmesinde zorluklar yaratabilir. Set üstü kutu, gerçek zamanlı olarak kullanıldığında, bir depolama osiloskopu olarak ve ayrıca 1 μs/böl'den daha az bir tarama süresiyle kullanıldığında en yararlı olabilir. - Pahalı yüksek frekanslı cihazlara alternatif olarak.

Edebiyat

Guk M. PC arayüzleri: bir referans kitabı. - St.Petersburg: Peter Kom, 1999.
Gonorovsky I. S. Radyo mühendisliği devreleri ve sinyalleri: üniversiteler için bir ders kitabı. - M .: Radyo ve iletişim, 1986.

Yazar: A. Habarov, Kovrov, Vladimir bölgesi.

Diğer makalelere bakın bölüm Bilgisayarlar.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine 02.05.2024

Modern tarımda, bitki bakım süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojik ilerleme gelişmektedir. Hasat aşamasını optimize etmek için tasarlanan yenilikçi Florix çiçek seyreltme makinesi İtalya'da tanıtıldı. Bu alet, bahçenin ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilmesini sağlayan hareketli kollarla donatılmıştır. Operatör, ince tellerin hızını, traktör kabininden joystick yardımıyla kontrol ederek ayarlayabilmektedir. Bu yaklaşım, çiçek seyreltme işleminin verimliliğini önemli ölçüde artırarak, bahçenin özel koşullarına ve içinde yetişen meyvelerin çeşitliliğine ve türüne göre bireysel ayarlama olanağı sağlar. Florix makinesini çeşitli meyve türleri üzerinde iki yıl boyunca test ettikten sonra sonuçlar çok cesaret vericiydi. Birkaç yıldır Florix makinesini kullanan Filiberto Montanari gibi çiftçiler, çiçeklerin inceltilmesi için gereken zaman ve emekte önemli bir azalma olduğunu bildirdi. ... >>

Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop 02.05.2024

Mikroskoplar bilimsel araştırmalarda önemli bir rol oynar ve bilim adamlarının gözle görülmeyen yapıları ve süreçleri derinlemesine incelemesine olanak tanır. Bununla birlikte, çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardır ve bunların arasında kızılötesi aralığı kullanırken çözünürlüğün sınırlandırılması da vardır. Ancak Tokyo Üniversitesi'ndeki Japon araştırmacıların son başarıları, mikro dünyayı incelemek için yeni ufuklar açıyor. Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, kızılötesi mikroskopinin yeteneklerinde devrim yaratacak yeni bir mikroskobu tanıttı. Bu gelişmiş cihaz, canlı bakterilerin iç yapılarını nanometre ölçeğinde inanılmaz netlikte görmenizi sağlar. Tipik olarak orta kızılötesi mikroskoplar düşük çözünürlük nedeniyle sınırlıdır, ancak Japon araştırmacıların en son geliştirmeleri bu sınırlamaların üstesinden gelmektedir. Bilim insanlarına göre geliştirilen mikroskop, geleneksel mikroskopların çözünürlüğünden 120 kat daha yüksek olan 30 nanometreye kadar çözünürlükte görüntüler oluşturmaya olanak sağlıyor. ... >>

Böcekler için hava tuzağı 01.05.2024

Tarım ekonominin kilit sektörlerinden biridir ve haşere kontrolü bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Hindistan Tarımsal Araştırma Konseyi-Merkezi Patates Araştırma Enstitüsü'nden (ICAR-CPRI) Shimla'dan bir bilim insanı ekibi, bu soruna yenilikçi bir çözüm buldu: rüzgarla çalışan bir böcek hava tuzağı. Bu cihaz, gerçek zamanlı böcek popülasyonu verileri sağlayarak geleneksel haşere kontrol yöntemlerinin eksikliklerini giderir. Tuzak tamamen rüzgar enerjisiyle çalışıyor, bu da onu güç gerektirmeyen çevre dostu bir çözüm haline getiriyor. Eşsiz tasarımı, hem zararlı hem de faydalı böceklerin izlenmesine olanak tanıyarak herhangi bir tarım alanındaki popülasyona ilişkin eksiksiz bir genel bakış sağlar. Kapil, "Hedef zararlıları doğru zamanda değerlendirerek hem zararlıları hem de hastalıkları kontrol altına almak için gerekli önlemleri alabiliyoruz" diyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

Mantarların kızartılması gerekiyor 07.01.2000

Uzman tadımcılar, iyi bir şarabın yaklaşık yüzde beşinin bir mantar tarafından bozulabileceğini söylüyor. Asil bir içeceğin buketine mantar tonları dokunarak fiyatını büyük ölçüde düşürür. Bu özel mantar kokusu, gözeneklerine yerleşmiş mantarlar ve mikroplar tarafından üretilir. Uzun süreli saklama amaçlı olmayan şaraplar için bu çok önemli değil, hatta plastik bir mantar ile tıkanabilirler, çünkü mantardan şaraba birkaç ay içinde hiçbir şey geçmez. Ancak birkaç on yıl boyunca eski olan pahalı koleksiyon şarapları için bu bir sorundur.

Mantarlar ısıtılarak sterilize edilir, ancak malzemenin derinliğinde, mikroorganizmaları yok etmek için yeterli olmayan 50 santigrat dereceden yüksek olmayan bir sıcaklığa ulaşılır. Neustadt'taki (Almanya) Bağcılık Enstitüsü çalışanları mantarları mantarlamadan önce mikrodalgalarla ısıtmayı önerdi. Enstitü, trafik sıkışıklığının konveyörden geçtiği 70 jeneratörlü bir tünel mikrodalga fırın yarattı. Gelecek yıl, birçok Avrupalı şarap üreticisi bu tür sobaları satın almayı planlıyor.

Diğer ilginç haberler:

▪ SpaceX ve NASA, Mars'a inmek için yer arıyor

▪ çöpçü robot

▪ Dijital Polaroid

▪ Katlanabilir UV Sterilizatör

▪ Glikoz kontrol yaması

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Sitenin İnterkomlar bölümü. Makale seçimi

▪ Mavi Sakal makalesi. Popüler ifade

▪ makale Viagra'nın icadına hangi kaza yol açtı? ayrıntılı cevap

▪ makale Onarım ve tedarik atölyesinin tamircisi. İş güvenliği ile ilgili standart talimat