DIY schéma zapojení digitálního osciloskopu. Nejjednodušší osciloskop z počítače. Zařízení pro dělič napětí

Není žádným tajemstvím, že začínající radioamatéři nemají vždy po ruce drahé měřicí přístroje. Například osciloskop, kterého je i na čínském trhu nejvíce levný model stojí kolem několika tisíc.
Někdy je pro opravy potřeba osciloskop různá schémata, kontrola zkreslení zesilovače, nastavení audio zařízení atd. Velmi často se pro diagnostiku činnosti senzorů v autě používá nízkofrekvenční osciloskop.
V tomto případě vám pomůže nejjednodušší osciloskop vyrobený z vašeho osobní počítač. Ne, váš počítač nebude nutné nijak rozebírat a upravovat. Stačí připájet konzoli - přepážku - a připojit ji k PC přes audio vstup. A pro zobrazení nastaveného signálu speciální software. Za pár desítek minut budete mít svůj vlastní osciloskop, který může být vhodný pro analýzu signálů. Mimochodem, využít můžete nejen stolní PC, ale i notebook nebo netbook.
Takový osciloskop je samozřejmě se skutečným přístrojem jen stěží srovnatelný, jelikož má malý frekvenční rozsah, ale v domácnosti je to velmi užitečná věc pro sledování výstupu zesilovače, různých vlnění zdrojů atd.

Schéma set-top boxu

Souhlaste s tím, že obvod je neuvěřitelně jednoduchý a nevyžaduje mnoho času na sestavení. Jedná se o dělič – omezovač, který ochrání zvukovou kartu vašeho počítače před nebezpečným napětím, které vám může nechtěně spadnout do vstupu. Dělitel může být 1, 10 nebo 100. Variabilní odpor Nastaví se citlivost celého obvodu. Set-top box je připojen k lineárnímu vstupu zvuková karta PC.

Sestavení konzole

Můžete si vzít bateriový box jako já nebo jiné plastové pouzdro.

Software

Program osciloskopu bude vizualizovat signál přivedený na vstup zvukové karty. Nabídnu vám dvě možnosti stažení:
1) Jednoduchý program bez instalace s ruským rozhraním ke stažení.

(Staženo: 7523)

2) A druhý s instalací, můžete si ho stáhnout -.

Který z nich použijete, je na vás. Vezměte a nainstalujte oba a pak si vyberte.
Pokud již máte nainstalovaný mikrofon, pak po instalaci a spuštění programu budete moci pozorovat zvukové vlny, které vstupují do mikrofonu. Vše je tedy v pořádku.
Set-top box již nepotřebuje žádné ovladače.
Set-top box napojíme na lineární popř mikrofonní vstup zvukovou kartu a používejte ji pro zdraví.

Pokud jste nikdy v životě neměli zkušenost s prací s osciloskopem, pak vám upřímně doporučuji tento domácí produkt zopakovat a pracovat s takovým virtuálním nástrojem. Zkušenost je to velmi cenná a zajímavá.

Virtuální osciloskop RadioMaster umožňuje prozkoumat proměnné napětí v audiofrekvenčním rozsahu: od 30..50 Hz do 10..20 KHz ve dvou kanálech s amplitudou od několika milivoltů do desítek voltů. Takové zařízení má oproti skutečnému osciloskopu výhody: umožňuje snadno určit amplitudu signálů, uložit oscilogramy do grafické soubory. Nevýhodou zařízení je nemožnost vidět a měřit stejnosměrnou složku signálů.

Přístrojová deska obsahuje ovládací prvky typické pro skutečné osciloskopy, stejně jako speciální prostředky nastavení a tlačítka pro práci v režimu ukládání průběhu. Všechny prvky panelu jsou vybaveny vyskakovacími komentáři a můžete jim snadno porozumět. Komentáře v závorkách označují klávesy, které duplikují ovládací prvky na obrazovce.

Konkrétně se zaměříme pouze na operaci Y (napětí) kalibrace, která by měla být provedena po připojení vámi vyrobeného kabelu. Přiveďte signál o známé amplitudě na oba vstupy zařízení z společný zdroj(nejlépe sinusový s frekvencí 500..2000 Hz a amplitudou mírně pod návrhovým limitem), zadejte známá hodnota amplitudy v milivoltech, stiskněte Enter a osciloskop je zkalibrován. Počáteční kalibrace programu se provádí určitým kabelem odpovídajícím danému schématu.

Program si pamatuje všechna nastavení a nastavení a při příštím zapnutí je obnoví.

Vlastnosti osciloskopu do značné míry závisí na parametrech zvukové karty vašeho počítače. Takže u starších typů karet, které mají vzorkovací frekvenci maximálně 44,1 kHz, je frekvenční rozsah zařízení shora omezen. Pomocí přepínače vzorkovací frekvence na panelu vyzkoušejte zvukovou kartu a nastavte na nejvyšší možný význam. Již při 96 kHz lze s jistotou sledovat signály až do 20 kHz.

Bitová velikost ADC je nastavena na 16, což zajišťuje poměrně vysokou přesnost.

Rozsah napětí měřených osciloskopem je určen odporovými děliči namontovanými na kabelu (viz schéma). Když R1 = 0, veškeré napětí je přiváděno na vstup ADC zvukové karty, takže signály s amplitudou ne větší než 500..600 mV lze sledovat bez zkreslení. Při použití rezistorů s jmenovitými hodnotami uvedenými v diagramu se získá rozsah napětí až 25 V, což je v amatérské praxi obvykle dostačující.

Pokud vaše zvuková karta nemá linkový vstup, použijte mikrofonní vstup, ale jeden kanál osciloskopu bude ztracen. Nezapomeňte zadat vybraný vstup zvukové karty Instalace Windows. Nastavte odpovídající ovladač hlasitosti do maximální polohy, ovladač vyvážení do neutrální polohy.

V případě dotazů a návrhů kontaktujte: [e-mail chráněný]

****************************************************************************************

P O P U L A R N O E:

Pro práci na internetu potřebujete program – prohlížeč.

Internet na počítači můžete používat pomocí standardní Opery, ale na telefonu bude pohodlnější používat Opera Mini.

Opera Mini je jeden z celosvětově populárních prohlížečů, který funguje skvěle na téměř každém telefonu.

Stojí za to zjistit, proč je to vůbec potřeba. Elektronický osciloskop se používá jak ve výrobě, tak v domácnosti. Jeho hlavním účelem je analýza práce elektronické obvody. Ten určí závadu v elektrické obvody, změří příchozí potenciál, vytvoří ochranu, zajistí řízení všech technologických postupů a neumožní nefunkční odstávku elektrického zařízení.

Sestavení zařízení - co je potřeba?

Veškeré montážní práce se týkají vytvoření atenuátoru, tzn. Dělič napětí, který umožňuje ovládat určitý rozsah napětí. Další funkcí je ochrana vstupu před častými výkyvy a změnami elektrický proud.

Budete potřebovat:

Spočítejte si velikost paměti, kterou potřebujete. Kapacita paměti je rovna poměru časového úseku v sekundách k rozlišení v sekundách. Zvýšená paměť výrazně zpomalí odezvu osciloskopu na vaše akce a změny. vstupní signál.

Přemýšlejte o možnostech spuštění zařízení. Ve většině případů stačí spouštění na přední straně. Pro své složité úkoly hledejte další funkce při spuštění. Například spouštění kombinací logických stavů napříč kanály zařízení.

Osciloskopové zařízení, jehož název je přeložen ze dvou jazyků následovně - „swing“ z latiny a „write“ ze starověké řečtiny - je zařízení navržené a navržené ke studiu parametrů elektrického signálu, který je přiváděn do vstupní port nebo na speciální pásku.

Rozsah použití osciloskopů

Moderní zařízení umožňují specialistům studovat signály na gigahertzových frekvencích. Proto je nejdůležitější oblastí použití osciloskopu radioelektronika, stejně jako její aplikační, laboratorní a výzkumné oblasti. V nich mohou specialisté používající zařízení sledovat a studovat procházející elektrické signály buď přímo a přímo, nebo skrz přídavná zařízení a prostředí k upevňovacím senzorům. Ty zase přeměňují přijaté vlivy na elektrický signál nebo rádiové vlny.

Navíc speciální osciloskopy s blokem výběru samostatné řádky se používají v případě, že je nutné provádět periodické popř provozní kontrola indikátory v systémech televizního vysílání.

Mimochodem, osciloskopové zařízení vynalezl v roce 1893 francouzský fyzik Andre Blondel, který přispěl k vědě následujícím způsobem. V roce 1893 dokázal Blondel vyřešit problém integrální synchronizace v Cornuově teorii a jím vynalezený bifilární osciloskop byl výkonnější a dokázal v roce 1891 nahradit klasický. Již v roce 1894 zavedl fyzik pojem „lumen“ a další jednotky měření a v roce 1899 publikoval práci týkající se základních teorií dvou reakcí kotvy.

Princip klasifikace osciloskopu

Zařízení tohoto typu se dělí do dvou kategorií podle účelu a způsobu zobrazování naměřených informací - zařízení s periodickým snímáním pro pozorování signálu, který se objevuje na obrazovce, a zařízení s kontinuálním snímáním, určené k záznamu křivky, avšak na fotografický pásek.

Mezi osciloskopy jsou rozdíly ve způsobu, jakým zpracovávají vstupní signál – analogový a digitální. Rozdíly jsou i v počtu paprsků v přístrojích – jednopaprskové, dvoupaprskové, třípaprskové a další – až 16 paprsků nebo i více (ten je samozřejmě nejvzácnější).

Zařízení s periodickým skenováním se zase dělí na konvenční nebo univerzální, vysokorychlostní, s paměťovou funkcí a specializovaná. Osciloskopy jsou také navrženy, které jsou kombinovány s jinými měřicími přístroji (například multimetr), a jsou tzv podobná zařízení skolimetr-osciloskopy.

Minule jsme namontovali všechny radiové prvky na desku plošných spojů digitálního osciloskopu DSO138. Nyní dokončíme montáž a výrobu počáteční nastavení a kontrola výkonu.

budete potřebovat

• - Set s digitální osciloskop DSO138;
• - multimetr;
• - napájení 8-12 V;
• - pinzety;
• - šroubovák pro drobné práce;
• - páječka;
• - pájka a tavidlo;
• - aceton nebo benzín.

Instrukce

Nejprve připájejte do otvorů konektoru smyčku drátu o tloušťce 0,5 mm J2. Toto bude pin pro výstup signálu autotestu osciloskopu.
Poté zkratujeme kontakty propojky pomocí páječky a pájky JP3.

Pojďme se podívat na TFT desku LCD obrazovka. Musíte připájet 3 pinové hlavičky ze spodní části desky. Dva malé dvoukolíkové konektory a jeden dvouřadý 40kolíkový konektor.
S montáží jsme téměř hotovi. S odkládáním páječky ale nespěchejte, chvíli ji nebudeme potřebovat.

Nyní je vhodné desku umýt acetonem, benzínem nebo jiným způsobem odstranit stopy tavidla. Když desku umyjeme, je potřeba ji nechat úplně vyschnout, to je velmi důležité!
Poté připojte zdroj napájení k desce a změřte napětí mezi zemí a bodem TP22. Pokud je napětí přibližně 3,3 voltu, pak jste vše dobře zapájeli, gratulujeme! Nyní musíte vypnout zdroj napájení a zkratovat kontakty propojky pájkou JP4.

Nyní můžete k osciloskopu připojit LCD displej zarovnáním jeho kolíků se zapnutými svorkami deska s plošnými spoji osciloskop.
Připojte napájecí zdroj k osciloskopu. Displej by se měl rozsvítit a LED by měla dvakrát zablikat. Poté se na obrazovce na několik sekund objeví logo výrobce a informace o spouštění. Poté osciloskop přejde do provozního režimu.

Připojíme sondu k BNC konektoru osciloskopu a provedeme první test. Aniž byste kamkoli připojili černý vodič sondy, dotkněte se rukou červeného vodiče. Na oscilogramu by se měl objevit signál z vaší ruky.

Nyní zkalibrujeme osciloskop. Připojte červený vodič sondy k signální smyčce autotestu a černý vodič ponechte nezapojený. Přepínač SEN1 vložte jej do polohy "0,1V", SEN2 do polohy "X5" a CPL- do polohy "AC" nebo "DC". Pomocí tlačítka taktu SEL přesuňte kurzor na časovou značku a pomocí tlačítek „+“ a „-“ nastavte čas na „0,2 ms“, jako na obrázku. Na oscilogramu by měl být vidět krásný meandr. Pokud jsou okraje pulsů zaoblené nebo mají ostré ostré vrcholy na okrajích, musíte kondenzátor otočit šroubovákem C4, zajistěte, aby se signálové impulsy co nejvíce přiblížily obdélníkovému tvaru.

K ovládání citlivosti se používají spínače SEL1 A SEL2. ptá se první z nich základní úroveň napětí, druhý je násobič. Pokud například nastavíte přepínače do polohy „0,1 V“ a „X5“, bude rozlišení vertikálního měřítka 0,5 voltu na článek.
Tlačítko SEL Používá se k procházení prvků obrazovky, které lze přizpůsobit. Vybraný prvek se konfiguruje pomocí tlačítek + A - . Prvky pro nastavení jsou: doba rozmítání, režim spouštění, výběr hrany spouštění, úroveň spouštění, pohyb po horizontální ose oscilogramu, pohyb osy vertikálně.
Podporované provozní režimy: automatický, normální a jednoduchý. Automatický režim nepřetržitě zobrazuje signál na obrazovce osciloskopu. Na normální režim při překročení prahové hodnoty nastavené spouštěčem je vydán signál. Režim Single shot vydá signál při prvním spuštění spouště.
Tlačítko OK umožňuje zastavit rozmítání a ponechat aktuální průběh na obrazovce.
Tlačítko RESETOVAT resetuje a restartuje digitální osciloskop.
Užitečnou funkcí osciloskopu DSO138 je zobrazení informací o signálu: frekvence, perioda, pracovní cyklus, špička-špička, průměrné napětí atd. Chcete-li jej aktivovat, stiskněte a podržte tlačítko po dobu 2 sekund OK.
Osciloskop může uložit aktuální průběh energeticky nezávislá paměť. Chcete-li to provést, stiskněte současně SEL A + . Pro zobrazení uloženého oscilogramu na obrazovce stiskněte SEL A - .

Zdroje:

• Osciloskop DSO138 přístroj a příslušenství k němu

Dnes často místo výroby například osciloskopu z počítače většina lidí raději jednoduše pořídí USB osciloskop. Ale po nákupu můžete vidět, že cena rozpočtových osciloskopů začíná na 200 dolarech. A seriózní vybavení stojí mnohonásobně více. Právě pro ty lidi, kteří nejsou s touto cenou spokojeni, je nejjednodušší vyrobit osciloskop z notebooku nebo počítače vlastníma rukama.

Co použít

Nejoptimálnější je dnes Program Osci, má rozhraní podobné klasickému osciloskopu: na monitoru je standardní mřížka, pomocí které si můžete sami měřit amplitudu nebo dobu trvání.

Jednou z nevýhod tohoto programu je, že funguje trochu nestabilně. Během provozu může nástroj někdy zamrznout a abyste jej mohli později resetovat, musíte použít specializovaný TaskManager. Ale to vše je kompenzováno skutečností, že program má známé rozhraní a je docela snadno použitelný a také má velký počet funkcí, umožňují z počítače nebo notebooku vyrobit plně funkční osciloskop.

Poznámka

Je třeba říci, že balíček těchto programů obsahuje speciální nízkofrekvenční generátor, ale jeho použití je nežádoucí; snaží se zcela ovládat činnost samotného ovladače zvukové karty, což způsobí vypnutí zvuku. Pokud se rozhodnete to zkusit, ujistěte se, že máte bod obnovení nebo si vytvořte zálohu operačního systému. Nejlepší způsob, jak vyrobit osciloskop z počítače vlastníma rukama, je stáhnout si funkční generátor.

"Předvoj"

Jedná se o domácí program, nemá obvyklou a standardní měřicí mřížku a je velmi odlišný velká obrazovka pro pořizování snímků obrazovky, ale zároveň umožňuje používat nainstalované měřič frekvence a voltmetr hodnoty amplitudy. To částečně kompenzuje výše zmíněné nevýhody.

Po vytvoření tohoto osciloskopu z počítače se setkáte s následujícím: při nízkých úrovních indikátorů může voltmetr a měřič frekvence výrazně zkreslit data, ale pro začínající radioamatéry bude tento nástroj zcela dostačující. Další užitečnou funkcí je, že můžete provést zcela nezávislou kalibraci dvou stávajících stupnic nainstalovaného voltmetru.

Jak to používat

Vzhledem k tomu, že vstupní obvody zvukové karty mají speciální izolační kondenzátor, může počítač v roli osciloskopu pracovat pouze s uzavřený vchod . Na monitoru tedy bude viditelná pouze proměnná složka indikátorů, ale s trochou zručnosti pomocí těchto programů můžete měřit indikátor s konstantní složkou. To je velmi důležité v případě, kdy například doba počítání multimetru neumožňuje zaznamenat určitou hodnotu amplitudy napětí na kondenzátoru nabíjeném pomocí velkého odporu.

Nižší hodnota napětí je omezena úrovní pozadí a šumu a je přibližně 1 mV. Horní hranice je omezena pouze indikátory děliče a dosahuje více než sto voltů. Frekvenční rozsah omezena samotnou zvukovou kartou a pro starší počítače je asi 20 kHz.

Přirozeně se v tomto případě uvažuje spíše o primitivním zařízení. Když ale nemáte možnost např. použít USB osciloskop, tak v tomto případě jeho použití je celkem přijatelné. Toto zařízení vám pomůže při opravách různých audio zařízení nebo může být použito pro vzdělávací účely. Kromě toho vám program osciloskopu umožní uložit graf pro ilustraci materiálu nebo pro zveřejnění na síti.

Elektrické schéma

Pokud potřebujete přílohu k počítači, bude výroba osciloskopu mnohem obtížnější. Dnes na internetu najdete poměrně velké množství různých obvodů pro tato zařízení a pro výrobu např. dvoukanálový osciloskop budete je muset pouze duplikovat. Druhý kanál je často relevantní, když je potřeba porovnat dva signály nebo je použit osciloskop připojit externí synchronizace .

Obvody jsou zpravidla velmi jednoduché, ale tímto způsobem nezávisle poskytnete velmi velký rozsah dostupných měření s minimem rádiových součástek. Atenuátor, který je vyroben podle klasického schématu, by navíc vyžadoval vysoce specializované vysokoohmové odpory a jeho vstupní odpor se při přepínání rozsahu neustále měnil. Při použití konvenčních vodičů osciloskopu, které jsou dimenzovány na vstupní impedanci nejvýše 1 mOhm, byste proto zažili určitá omezení.

Jak vybrat odpory s děličem napětí

Vzhledem k tomu, že radioamatéři mají často potíže s výběrem přesných rezistorů, často se stává, že musí volit širokoprofilová zařízení, která potřebují nastavit co nejpřesněji, jinak nebudete moci vyrobit osciloskop z počítače vlastníma rukama.

Trimrové rezistory napěťového děliče

V tomto případě má každé rameno děliče dva odpory, jeden je konstantní, druhý je ladící. Nevýhodou této možnosti je její těžkopádnost, ale přesnost je omezena pouze tím, čím dostupné vlastnosti má měřící zařízení.

Jak vybrat běžné rezistory

Další možností, jak vyrobit osciloskop z počítače, je vybrat páry rezistorů. Přesnost je v tomto případě zajištěna díky tomu, že se používají dvojice dvou sad s poměrně slušným rozptylem. Je důležité nejprve provést pečlivá měření všech zařízení a poté vybrat páry, jejichž celkový odpor bude pro váš obvod nejvhodnější.

Nastavování rezistorů odstraněním části filmu se dnes často používá i v moderním průmyslu, to znamená, že osciloskop je často vyroben z počítače.

Ale je třeba říci, že pokud chcete přizpůsobit vysokoodporové odpory, pak by odporová fólie neměla být zcela proříznuta. Protože je u těchto zařízení umístěn na válcové ploše ve tvaru spirály, musí být podříznutí provedeno velmi pečlivě, aby zabránit přetržení řetězu. Pak:

Poté, když je odpor zcela seřízen, místo řezu pokrytý vrstvou speciálního ochranného laku.

Dnes je tato metoda nejrychlejší a nejjednodušší, ale zároveň dává dobré výsledky, díky čemuž byl optimální pro domácí použití.

Věci ke zvážení

Pokud se rozhodnete tuto práci provést, musíte v každém případě dodržovat řadu pravidel:

• Počítač použitý pro osciloskop musí být uzemněn.
• Nepřipojujte uzemnění k zásuvce. Připojuje se přes speciální budova linkový vstupní konektor s pouzdrem systémová jednotka. V tomto případě, bez ohledu na to, zda narazíte na fázi nebo nulu, nebudete mít zkrat.

Jinými slovy, pouze drát, který lze připojit do zásuvky, je se připojuje k rezistoru, a je umístěn v obvodu adaptéru o jmenovité hodnotě jeden megaohm. Pokud se pokusíte připojit k síti drát, který je v kontaktu s krytem, ​​téměř ve všech případech to jistě povede k nejvíce katastrofální následky.

Sdílet s:
Věnováno začínajícím radioamatérům!

Jak sestavit nejjednodušší adaptér pro softwarový virtuální osciloskop, vhodný pro použití při opravách a konfiguraci audio zařízení.

O virtuálních osciloskopech.

Kdysi jsem měl nápad: prodat analogový osciloskop a koupit digitální USB osciloskop, který jej nahradí. Když jsem se ale potuloval po trhu, zjistil jsem, že nejrozpočtovější osciloskopy „začínají“ na 250 dolarech a recenze o nich nejsou příliš dobré. Vážnější zařízení stojí několikanásobně více.

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

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

Tuto záležitost jsem již opustil, ale když jsem hledal program na měření frekvenční odezvy, narazil jsem na softwarový balík „AudioTester“. Analyzátor z této stavebnice se mi nelíbil, ale Osci osciloskop (dále mu budu říkat „AudioTester“) se ukázal jako správný.
Toto zařízení má rozhraní podobné běžnému analogovému osciloskopu a obrazovka má standardní mřížku, která umožňuje měřit amplitudu a trvání.

Mezi nevýhody patří určitá nestabilita práce. Program někdy zamrzne (když běží několik procesů současně) a abyste jej resetovali, musíte se uchýlit k pomoci Správce úloh. Ale to vše je kompenzováno známým rozhraním, snadností použití a některými velmi užitečné funkce, který jsem v žádném jiném programu tohoto typu neviděl.

Pozor!

Softwarový balík AudioTester obsahuje nízkofrekvenční generátor. Nedoporučuji jej používat, protože se snaží spravovat samotný ovladač zvukové karty, což může mít za následek ztlumení zvuku při běhu na XP. Pokud se rozhodnete jej použít, postarejte se o bod obnovení nebo zálohu OS. Je však lepší stáhnout si normální generátor z „Další materiály“.

Další zajímavý program virtuální osciloskop "Avangrad" napsal náš krajan O.L.
Tento program nemá obvyklou měřící mřížku a obrazovka je příliš velká pro pořizování snímků obrazovky, ale má vestavěný amplitudový voltmetr a měřič frekvence, což částečně kompenzuje výše uvedenou nevýhodu.
Částečně proto, že při nízkých úrovních signálu začíná voltmetr i měřič frekvence hodně lhát.
Avšak pro začínajícího radioamatéra, který není zvyklý vnímat diagramy ve Voltech a milisekundách na dílek, může být tento osciloskop docela vhodný. Ostatní užitečná vlastnost Osciloskop Avangard – možnost nezávisle kalibrovat dvě stávající stupnice vestavěného voltmetru.

Budu tedy mluvit o tom, jak postavit měřicí osciloskop založený na programech AudioTester a Avangard. Kromě těchto programů budete samozřejmě potřebovat také jakoukoli vestavěnou nebo samostatnou, nejlevnější zvukovou kartu.

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

Technické údaje a rozsah použití.

Protože je ve vstupních obvodech zvukové karty oddělovací kondenzátor, lze osciloskop používat pouze s „uzavřeným vstupem“. To znamená, že na jeho stínítku lze pozorovat pouze proměnnou složku signálu. S trochou zručnosti však můžete pomocí osciloskopu AudioTester měřit i úroveň stejnosměrné složky. To se může hodit například tehdy, když doba odečítání multimetru neumožňuje zaznamenat hodnotu amplitudy napětí na kondenzátoru nabíjejícím se přes velký odpor.
Spodní mez měřeného napětí je omezena hladinou šumu a úrovní pozadí a je přibližně 1 mV. Horní hranice je omezena pouze parametry děliče a může dosahovat stovek voltů.
Frekvenční rozsah je omezen možnostmi zvukové karty a pro levné zvukové karty je: 0,1 Hz... 20 kHz pro vysoce kvalitní typy " Sound Blaster"od 0,1 Hz... 41 kHz (pro sinusový signál). Samozřejmě mluvíme o dosti primitivním zařízení, ale při absenci pokročilejšího zařízení to může dobře fungovat.
Zařízení může pomoci při opravách audio zařízení nebo sloužit pro vzdělávací účely, zejména pokud je doplněno virtuálním nízkofrekvenčním generátorem. Kromě toho je pomocí virtuálního osciloskopu snadné uložit diagram pro ilustraci jakéhokoli materiálu nebo pro zveřejnění na internetu.

Elektrické schéma hardwaru osciloskopu.

Na obrázku je znázorněna hardwarová část osciloskopu – „Adaptér“.
Chcete-li sestavit dvoukanálový osciloskop, budete muset tento obvod duplikovat. Druhý kanál může být užitečný pro porovnání dvou signálů nebo pro připojení externí synchronizace. Ten je poskytován v AudioTesteru.
Rezistory R1, R2, R3 a Rin. – dělič napětí (atenuátor).
Hodnoty rezistorů R2 a R3 závisí na použitém virtuálním osciloskopu, přesněji na měřítcích, které používá. Ale protože „AudioTester“ má divizní cenu, která je násobkem 1, 2 a 5, a „Avangard“ má vestavěný voltmetr s pouze dvěma stupnicemi propojenými v poměru 1:20, pak pomocí adaptéru sestavený podle výše uvedeného by neměl v obou případech způsobovat potíže.
Vstupní impedance atenuátoru je asi 1 megaohm. V dobrém slova smyslu by tato hodnota měla být konstantní, ale návrh děliče by byl vážně komplikovaný.
Kondenzátory C1, C2 a C3 vyrovnávají amplitudově-frekvenční odezvu adaptéru.
Zenerovy diody VD1 a VD2 spolu s rezistory R1 chrání lineární vstup zvukové karty před poškozením v případě náhodného vstupu vysokého napětí na vstup adaptéru, když je přepínač v poloze 1:1.
Souhlasím, že prezentované schéma není elegantní. Nicméně toto návrh obvodu dovolí nejvíc jednoduchým způsobem dosah široký rozsah naměřená napětí při použití pouze několika rádiových komponent. Atenuátor postavený podle klasického schématu by vyžadoval použití vysokoohmových odporů a jeho vstupní impedance by se příliš výrazně změnily při přepínání rozsahů, což by omezovalo použití standardních osciloskopových kabelů dimenzovaných na vstupní impedanci 1 mOhm.

Ochrana před "bláznem".

Pro ochranu lineárního vstupu zvukové karty před náhodným vysokým napětím jsou paralelně se vstupem instalovány zenerovy diody VD1 a VD2.

Rezistor R1 omezuje proud zenerových diod na 1 mA při napětí 1000 Voltů na vstupu 1:1.
Pokud opravdu zamýšlíte použít osciloskop k měření napětí do 1000 voltů, pak jako rezistor R1 můžete nainstalovat MLT-2 (dvouwattový) nebo dva MLT-1 (jedenwatt) odpory do série, protože odpory se neliší. nejen ve výkonu, ale i podle maximálního povoleného napětí.
Kondenzátor C1 musí mít také maximální povolené napětí 1000 voltů.

Malé upřesnění výše uvedeného. Někdy se chcete podívat na proměnnou složku s relativně malou amplitudou, která má nicméně velkou konstantní složku. V takových případech je třeba mít na paměti, že na obrazovce osciloskopu s uzavřeným vstupem vidíte pouze střídavou složku napětí.
Obrázek ukazuje, že při konstantní složce 1000 voltů a výkyvu proměnné složky 500 voltů bude maximální napětí přivedené na vstup 1500 voltů. I když na obrazovce osciloskopu uvidíme pouze sinusovou vlnu s amplitudou 500 voltů.

Jak změřit výstupní impedanci linkového výstupu?

Tento odstavec můžete přeskočit. Je určen pro milovníky malých detailů.
Výstupní odpor (výstupní impedance) linkového výstupu určeného pro připojení telefonů (sluchátek) je příliš nízký na to, aby měl významný vliv na přesnost měření, která provedeme v dalším odstavci.
Proč tedy měřit výstupní impedanci?
Vzhledem k tomu, že pro kalibraci osciloskopu použijeme virtuální generátor nízkofrekvenčního signálu, bude jeho výstupní impedance rovna výstupní impedanci Line Out zvukové karty.
Tím, že se ujistíme, že výstupní impedance je nízká, můžeme tomu zabránit hrubé chyby při měření vstupní impedance. I když ani za nejhorších okolností tato chyba pravděpodobně nepřekročí 3...5%. Upřímně řečeno, je to ještě méně možná chyba měření. Ale je známo, že chyby mají ve zvyku „naběhnout“.
Při použití generátoru k opravám a ladění audio zařízení je také vhodné znát jeho vnitřní odpor. To může být užitečné například při měření ESR (Equivalent Series Resistance) ekvivalentu sériový odpor nebo jednoduše reaktance kondenzátory.
Díky tomuto měření jsem byl schopen identifikovat nejnižší impedanční výstup na mé zvukové kartě.

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

Když je až šest zásuvek a na předním panelu systémové jednotky je ještě několik a každá zásuvka může být přiřazena určitou funkci, pak se výstupní impedance zásuvek může výrazně lišit.
Nejnižší impedance obvykle odpovídá světle zelenému konektoru, což je standardně linkový výstup.

Příklad měření impedance několika různé východy zvukové karty nastavené na „Telefony“ a „ Linkový výstup».

Jak je vidět ze vzorce, absolutní hodnoty naměřeného napětí nehrají roli, proto lze tato měření provádět dlouho před kalibrací osciloskopu.
Příklad výpočtu.
R1 = 30 Ohmů.
U1 = 6 dílků.
U2 = 7 dílků.
Rx = 30 (7 – 6) / 6 = 5 (Ohm)

Jak změřit vstupní impedanci lineárního vstupu?

Pro výpočet atenuátoru pro lineární vstup zvukové karty potřebujete znát vstupní impedanci lineárního vstupu. Bohužel je nemožné měřit vstupní odpor pomocí běžného multimetru. To je způsobeno skutečností, že ve vstupních obvodech zvukových karet jsou izolační kondenzátory.
Vstupní impedance různých zvukových karet se mohou značně lišit. Takže toto měření bude muset být ještě provedeno.
Pro měření vstupní impedance zvukové karty pomocí střídavý proud, musíte na vstup přivést sinusový signál o frekvenci 50 Hz přes předřadný (přídavný) rezistor a vypočítat odpor pomocí daného vzorce.
Sinusový signál lze generovat v softwarovém nízkofrekvenčním generátoru, jehož odkaz je v „ Doplňkové materiály" Hodnoty amplitudy lze také měřit pomocí softwarového osciloskopu.

Na obrázku je schéma zapojení.
Napětí U1 a U2 je nutné měřit virtuálním osciloskopem v odpovídajících polohách přepínače SA. Absolutní hodnoty Není potřeba znát napětí, takže výpočty jsou platné, dokud není zařízení zkalibrováno.

Příklad výpočtu.
R1 = 50 kOhm.
U1 = 100
U2 = 540
Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4 (kOhm).

Zde jsou výsledky měření impedance různých linkových vstupů.
Jak vidíte, vstupní odpory se výrazně liší a v jednom případě téměř o řád.

Maximální neomezená amplituda vstupního napětí zvukové karty při maximální úrovni záznamu je asi 250 mV. Dělič napětí, nebo jak se také nazývá atenuátor, umožňuje rozšířit rozsah měřených napětí osciloskopu.
Atenuátor lze postavit podle různá schémata, v závislosti na dělicím poměru a požadovaném vstupním odporu.

Zde je jedna z možností děliče, která umožňuje vytvořit vstupní odpor násobkem deseti. Díky přídavnému rezistoru Rext. můžete upravit odpor spodního ramene děliče na nějakou kulatou hodnotu, například 100 kOhm. Nevýhodou tohoto obvodu je, že citlivost osciloskopu bude příliš záviset na vstupní impedanci zvukové karty.
Pokud je tedy vstupní impedance 10 kOhm, pak se dělicí poměr děliče desetinásobně zvýší. Není vhodné snižovat odpor horního ramene děliče, protože určuje vstupní odpor zařízení a je hlavním prvkem ochrany zařízení před vysokým napětím.

Navrhuji tedy, abyste si vypočítali dělič sami na základě vstupní impedance vaší zvukové karty.
Na obrázku není žádná chyba, dělič začíná rozdělovat vstupní napětí již při měřítku 1:1. Výpočty je samozřejmě nutné provést na základě skutečného poměru dělicích ramen.
Dle mého názoru se jedná o nejjednodušší a zároveň nejuniverzálnější dělicí obvod.

Pomocí uvedených vzorců můžete vypočítat atenuátor pro adaptér, pokud souhlasíte s navrhovaným obvodem.

Příklad výpočtu dělitele.
Počáteční hodnoty.
R1 – 1007 kOhm (výsledek měření rezistoru 1 mOhm).
Rin. – 50 kOhm (zvolil jsem vyšší impedanční vstup ze dvou dostupných na předním panelu systémové jednotky).

Výpočet děliče v poloze přepínače 1:20.
Nejprve pomocí vzorce (1) vypočteme dělicí koeficient děliče, určený odpory R1 a Rin.
1007 + 50/ 50 = 21,14 (krát)
Prostředek, celkový koeficient dělení v poloze přepínače 1:20 by mělo být:
21,14*20 = 422,8 (krát)
Vypočítáme hodnotu odporu pro dělič.
1007*50 / 50*422,8 –50 –1007 ≈ 2,507 (kOhm)
Výpočet děliče v poloze přepínače 1:100.
Celkový dělicí poměr určíme při poloze přepínače 1:100.
20.14*100 = 2014 (krát)
Vypočítáme hodnotu odporu pro dělič.
1007*50 / 50*2014 –50 –1007 ≈ 0,505 (kOhm)
Pokud budete používat pouze osciloskop Avangard a pouze v rozsahu 1:1 a 1:20, může být přesnost výběru rezistoru nízká, protože Avangard lze kalibrovat nezávisle v každém ze dvou dostupných rozsahů. Ve všech ostatních případech budete muset vybrat odpory s maximální přesností. Jak to udělat, je napsáno v dalším odstavci.

Pokud pochybujete o přesnosti vašeho testeru, můžete nastavit jakýkoli odpor s maximální přesností porovnáním hodnot ohmmetru.
K tomu je místo trvalého rezistoru R2 dočasně instalován ladicí rezistor R*. Odpor trimovacího rezistoru je zvolen tak, aby se dosáhlo minimální chyby v odpovídajícím rozsahu dělení.
Poté se změří odpor trimovacího rezistoru a konstantní rezistor je již nastaven na odpor měřený ohmmetrem. Protože jsou oba odpory měřeny stejným zařízením, chyba ohmmetru neovlivňuje přesnost měření.

A to je pár vzorců pro výpočet klasického dělitele. Klasický dělič může být užitečný, když je vyžadována vysoká vstupní impedance zařízení (mOhm/V), ale nechcete používat další dělicí hlavu.

Jak vybrat nebo upravit odpory děliče napětí?

Vzhledem k tomu, že radioamatéři mají často potíže s hledáním přesných rezistorů, řeknu vám, jak můžete vysoká přesnost vhodné pro konvenční rezistory široké aplikace.

Použití trimovacích odporů.

Jak vidíte, každé rameno děliče se skládá ze dvou rezistorů - konstantního a trimru.
Nevýhoda: těžkopádný. Přesnost je omezena pouze dostupnou přesností měřicího přístroje.

POKRAČOVÁNÍ.

Sekce: [Měřicí technika]
Uložte článek na: