Osciloskop z monitorovacího obvodu. Dvoukanálový osciloskop z počítače. Zařízení s potlačením vibrací

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 spouštění 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 také 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 omýt 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 nechte 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, aby se zajistilo, že se signálové impulsy co nejvíce přiblíží 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

Osciloskop je jedním z klíčových přístrojů v každé radiotechnické laboratoři pro průmyslové použití i v běžné radiotechnické dílně. Pomocí takového zařízení můžete určit chyby v elektronických obvodech a také ladit jejich provoz při navrhování nových zařízení. Cena tohoto druhu zařízení je však velmi vysoká a ne každý radioamatér si může dovolit takovou věc pořídit. Tento článek je věnován otázce, jak vyrobit takové zařízení, existuje mnoho způsobů, ale základ je všude stejný: jako deska, která bude přijímat impulsy, slouží zvuková karta PC, ke které je připojen speciální adaptér. to. Slouží k přizpůsobení úrovní měřených signálů a vstupu zvukové karty počítače.

Osciloskop na počítači: software

Jedním z hlavních prvků zmíněného zařízení je program, který na monitoru vizualizuje naměřené pulzy. Existuje obrovský výběr takový software však ne všechny nástroje fungují stabilně. Program Osci osciloskop ze stavebnice AudioTester je oblíbený zejména mezi radioamatéry. Má rozhraní, které vypadá podobně jako standardní analogové zařízení, na obrazovce je mřížka, která vám umožní měřit dobu trvání a amplitudu signálu. Snadno se používá a má řadu doplňkové funkce, které programy tohoto typu nemají. Každý radioamatér si ale bude moci vybrat software, který se mu pro práci nejvíce líbí.

Technické údaje

Chcete-li tedy vyrobit osciloskop z počítače, musíte sestavit speciální atenuátor (dělič napětí), který dokáže pokrýt maximum široký rozsah naměřené napětí. Druhou funkcí takového adaptéru je ochrana vstupního portu zvuková karta před poškozením, které může způsobit vysoká úroveň napětí. U většiny zvukových karet je vstupní napětí omezeno na 1-2 volty. Osciloskop z počítače má kapacitně omezená zvuková karta. U rozpočtových karet se pohybuje od 0,1 Hz do 20 kHz (sinusový signál). Dolní mez napětí, kterou lze měřit, je omezena úrovní pozadí a šumu a je 1 mV a horní mez je omezena parametry adaptéru a může být několik stovek voltů.

Zařízení pro dělič napětí

Osciloskop z počítače je velmi jednoduchý elektrické schéma. Obsahuje pouze dvě zenerovy diody a tři závisí na použité stupnici virtuálního osciloskopu. Tento dělič je určen pro tři různá měřítka s poměry 1:1, 1:20 a 1:100. V souladu s tím bude mít zařízení tři vstupy, z nichž každý je připojen k rezistoru. Nominální odpor Přímý vstupní odpor je 1 MΩ. Společný vodič je připojen přes reverzní zapojení dvou zenerových diod. Jsou určeny k ochraně zvuková karta proti přepětí, když je přepínač v poloze "přímý vstup". Kondenzátory mohou být připojeny paralelně k odporům, budou vyrovnávat amplitudově-frekvenční složku zařízení.

Závěr

Tento počítačový osciloskop není nijak zvlášť elegantní, ale jednoduchý návrh obvodu vám umožní dosáhnout širokého rozsahu měřeného napětí. Zmíněné zařízení pomůže při opravách audio zařízení nebo může sloužit jako tréninkové měřící zařízení.

Virtuální osciloskop RadioMaster umožňuje studovat střídavé napětí v audiofrekvenčním rozsahu: od 30..50 Hz do 10..20 KHz prostřednictvím dvou kanálů 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.

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

O virtuálních osciloskopech.

Jednou jsem měl nápad: prodat analogový osciloskop a koupit za něj náhradu digitální usb osciloskop. 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 měřicí mřížku a obrazovka je příliš velká pro pořizování snímků obrazovky, ale má vestavěný voltmetr hodnoty amplitudy a měřič frekvence, který výše uvedenou nevýhodu částečně kompenzuje.
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.

Protože je ve vstupních obvodech zvukové karty izolační kondenzátor, lze osciloskop používat pouze s „ uzavřený vchod" 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 omezeno 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“.
Na stavbu dvoukanálový osciloskop budete muset toto schéma duplikovat. Druhý kanál může být užitečný pro porovnání dvou signálů nebo pro propojení 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. Toto obvodové řešení však umožňuje nejvíce jednoduchým způsobem dosáhnout širokého rozsahu měřených napětí s použitím 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 ke vstupu instalovány zenerovy diody VD1 a VD2.

Rezistor R1 omezuje proud zenerových diod na 1 mA s napětím 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 impedance (výstupní impedance) linkového výstupu určeného pro připojení telefonů (sluchátek) je příliš nízká na to, aby měla významný vliv na přesnost měření, která provedeme v dalším odstavci.
Proč tedy měřit výstupní impedanci?
Vzhledem k tomu, že pro kalibraci osciloskopu použijeme virtuální generátor nízkofrekvenčního signálu, bude jeho výstupní impedance rovna výstupní impedanci Line Out zvukové karty.
Tím, že se ujistíme, že výstupní impedance je nízká, můžeme předejít hrubým chybám při měření vstupní impedance. I když ani za nejhorších okolností tato chyba pravděpodobně nepřekročí 3...5%. Upřímně řečeno, je to ještě méně možná chyba měření. 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 kondenzátorů.
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 zásuvek až šest a na předním panelu je ještě pár systémová jednotka a každý slot lze přiřadit 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 trimovací rezistor je zvolena tak, aby byla získána minimální chyba 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, budu mluvit o tom, jak můžete upravit běžné rezistory pro širokou škálu aplikací s vysokou přesností.

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:

Technologie nestojí na místě a držet s nimi krok není vždy snadné. Jsou nové produkty, kterým bych rád porozuměl podrobněji. To platí zejména pro různé nástroje, které vám umožní sestavit téměř každé jednoduché zařízení krok za krokem. Nyní mezi ně patří desky Arduino s jejich klony a čínské mikroprocesorové počítače a hotová řešení, přichází již se softwarem na palubě.

Pracovat však se vším výše uvedeným spektrem zajímavé nové produkty, stejně jako opravy digitálních zařízení, vyžadují drahé a vysoce přesné nástroje. Mezi takové vybavení patří osciloskop, který umožňuje číst frekvenční odečty a provádět diagnostiku. Jeho cena je často poměrně vysoká a začínající experimentátoři si nemohou dovolit tak drahý nákup. Zde přichází na pomoc řešení, které se objevilo na mnoha amatérských rádiových fórech téměř okamžitě po objevení tabletů v systému Android. Jeho podstatou je k minimální náklady vyrobte si osciloskop z tabletu bez jakýchkoli vylepšení nebo úprav vašeho gadgetu a také eliminujte riziko jeho poškození.

Co je osciloskop

Osciloskop - jako zařízení pro měření a sledování kolísání frekvence v elektrické sítě- známý od poloviny minulého století. Tato zařízení jsou vybavena všemi vzdělávacími a profesionální laboratoře, jelikož pouze s jeho pomocí je možné odhalit některé poruchy nebo doladit zařízení. Může zobrazovat informace jak na obrazovce, tak na papírové pásce. Odečty umožňují vidět tvar signálu, vypočítat jeho frekvenci a intenzitu a v důsledku toho určit zdroj jeho výskytu. Moderní osciloskopy umožňují kreslit trojrozměrné grafy barevné frekvence. Dnes se zaměříme na jednoduchou verzi standardního dvoukanálového osciloskopu a implementujeme ji pomocí nástavce na chytrý telefon nebo tablet a odpovídajícího softwaru.

Nejjednodušší způsob, jak vytvořit kapesní osciloskop

Pokud je naměřená frekvence v rozsahu frekvencí slyšitelných lidským uchem a úroveň signálu nepřesahuje standardní úroveň mikrofonu, můžete si osciloskop sestavit z tabletu Android vlastníma rukama bez jakéhokoli přídavné moduly. K tomu stačí rozebrat jakýkoli headset, který musí mít mikrofon. Pokud nemáte vhodný headset, budete si muset koupit 3,5mm audio konektor se čtyřmi kolíky. Před pájením sond zkontrolujte pinout konektoru vašeho gadgetu, protože existují dva typy. Sondy musí být připojeny ke kolíkům odpovídajícím připojení mikrofonu na vašem zařízení.

Dále byste měli stáhnout z "Marketu" software, schopný měřit frekvenci na mikrofonním vstupu a na základě přijatého signálu vykreslit graf. Takových možností je poměrně hodně. Pokud si tedy budete přát, bude z čeho vybírat. Jak již bylo zmíněno dříve, tablet nebylo nutné předělávat. Osciloskop bude připraven ihned po kalibraci aplikace.

Výhody a nevýhody výše uvedeného schématu

Mezi výhody tohoto řešení rozhodně patří jednoduchost a nízká cena montáže. Starý headset nebo jeden nový konektor nestojí prakticky nic a zabere to jen pár minut.

Ale toto schéma má řadu výrazné nedostatky, jmenovitě:

• Malý rozsah měřených frekvencí (v závislosti na kvalitě zvuková cesta gadget se pohybuje od 30 Hz do 15 kHz).
• Nedostatek ochrany pro tablet nebo smartphone (pokud jsou sondy náhodně připojeny k částem obvodu s zvýšené napětí možné v nejlepší scénář vypálit čip zodpovědný za zpracování zvukového signálu na vašem gadgetu a v nejhorším případě zcela deaktivovat váš smartphone nebo tablet).
• Na velmi levných zařízeních je výrazná chyba v měření signálu, dosahující 10-15 procent. Pro jemné doladění zařízení je takový údaj nepřijatelný.

Realizace ochran, stínění signálu a redukce chyb

Abyste své zařízení částečně ochránili před případným selháním a také stabilizovali signál a rozšířili rozsah vstupních napětí, můžete použít jednoduchý osciloskopový obvod pro tablet, který je již dlouhoúspěšně používané pro montáž počítačových zařízení. Využívá levné součástky včetně zenerových diod KS119A a dvou rezistorů 10 a 100 kOhm. Zenerovy diody a první rezistor jsou zapojeny paralelně a druhý, výkonnější, rezistor je použit na vstupu obvodu pro rozšíření maximálního možného napěťového rozsahu. V důsledku toho zmizí velký počet rušení a napětí stoupne na 12 V.

Samozřejmě je třeba vzít v úvahu, že osciloskop z tabletu pracuje především se zvukovými impulsy. Proto se vyplatí postarat se o kvalitní stínění jak samotného obvodu, tak i sond. V případě potřeby podrobné pokyny návod na sestavení tohoto obvodu najdete na jednom z tematických fór.

Software

Pro práci s takovým obvodem potřebujete program, který umí kreslit grafy na základě příchozího audio signálu. Není těžké to najít na trhu, existuje mnoho možností. Téměř všechny vyžadují dodatečnou kalibraci, takže můžete dosáhnout nejvyšší možné přesnosti a vyrobit si z tabletu profesionální osciloskop. Jinak tyto programy plní v podstatě stejný úkol, takže konečný výběr závisí na požadované funkčnosti a snadném použití.

Domácí set-top box s modulem Bluetooth

Pokud je vyžadován širší frekvenční rozsah, výše uvedená možnost nebude fungovat. Tady jde o záchranu nová možnost- samostatný gadget, kterým je set-top box s analogově-digitálním převodníkem, který zajišťuje přenos signálu do digitální podobě. Zvuková cesta chytrého telefonu nebo tabletu v tomto případě již není zapojen, což znamená, že lze dosáhnout více vysoká přesnost měření. Ve skutečnosti jsou v této fázi pouze přenosným displejem a všechny informace shromažďuje samostatné zařízení.

Sestavte si osciloskop z tabletu Android s bezdrátový modul můžete to udělat sami. V síti je příklad, kdy bylo podobné zařízení v roce 2010 implementováno pomocí dvoukanálového analogově-digitálního převodníku založeného na mikrokontroléru PIC33FJ16GS504 a jako vysílač signálu sloužil modul LMX9838 Bluetooth. Zařízení se ukázalo být docela funkční, ale obtížné sestavit, takže pro začátečníky bude nemožné jej vyrobit. Ale pokud chcete, najděte podobný projekt na stejných amatérských rádiových fórech to není problém.

Hotové set-top boxy s Bluetooth

Inženýři nespí a kromě rukodělných výrobků se v obchodech objevuje stále více set-top boxů, které plní funkci osciloskopu a přenášejí signál přes Bluetooth kanál do chytrého telefonu nebo tabletu. Osciloskop připojený k tabletu, připojený přes Bluetooth, má často následující hlavní vlastnosti:

• Mez naměřené frekvence: 1 MHz.
• Napětí sondy: až 10 V.
• Dosah: cca 10m.

Tyto vlastnosti jsou zcela dostačující pro použití v domácnosti, a přesto v odborná činnost Někdy nastanou případy, kdy tento rozsah velmi chybí a implementace většího s pomalým protokolem Bluetooth je prostě nereálná. Jaké může být v této situaci východisko?

Set-top osciloskopy s přenosem dat přes Wi-Fi

Tato možnost přenosu dat výrazně rozšiřuje možnosti měřicího zařízení. Nyní trh s osciloskopy s tímto typem výměny informací mezi set-top boxem a tabletem díky jeho poptávce nabírá na síle. Takové osciloskopy prakticky nejsou horší než profesionální, protože bez prodlení přenášejí naměřené informace do tabletu, který je okamžitě zobrazuje ve formě grafu na obrazovce.

Ovládání se provádí jednoduše, intuitivně přehledné nabídky, které kopírují nastavení běžných laboratorních přístrojů. Kromě, podobné vybavení umožňuje nahrávat nebo vysílat v reálném čase vše, co se děje na obrazovce, což může být nepostradatelným pomocníkem, pokud potřebujete poradit od více zkušený řemeslník, který se nachází na jiném místě.

Charakteristika osciloskopu pro nástavec s Wi-Fi připojení několikanásobně zvýšit ve srovnání s předchozími verzemi. Tyto osciloskopy mají rozsah měření až 50 MHz a lze je upravit pomocí různých adaptérů. Často obsahují baterie pro autonomní napájení, aby se co nejvíce ulevilo pracoviště z nepotřebných drátů.

Domácí verze moderních nástavců osciloskopů

Na fórech samozřejmě dochází k nárůstu různých nápadů, s jejichž pomocí se nadšenci snaží splnit svůj dlouholetý sen - samostatně sestavit osciloskop z tabletu Android s kanálem Wi-Fi. Některé modely jsou úspěšné, jiné ne. Nyní je na vás, abyste se rozhodli, zda zkusíte štěstí a ušetříte pár dolarů sestavením zařízení sami, nebo zda si pořídíte hotovou verzi. Pokud si nejste jisti svými schopnostmi, je lepší neriskovat, abyste později nelitovali vyhozených prostředků.

Jinak vítejte v jedné z radioamatérských komunit, kde vám mohou dát dobrá rada. Možná, že později si začátečníci sestaví svůj první osciloskop podle vašeho schématu.

Software pro set-top box

Často je spolu se zakoupenými set-top osciloskopy dodáván disk s programem, který lze nainstalovat do vašeho tabletu nebo smartphonu. Pokud takový disk není součástí balení, pak si pečlivě prostudujte návod k zařízení – s největší pravděpodobností obsahuje názvy programů, které jsou kompatibilní se set-top boxem a nacházejí se v obchodě aplikací.

Některá z těchto zařízení mohou také pracovat nejen se zařízeními ovládanými operační systém„Android“, ale i s dražšími „Apple“ zařízeními. V tomto případě bude program určitě v AppStore, protože neexistuje žádná jiná možnost instalace. Po vyrobení osciloskopu z tabletu nezapomeňte zkontrolovat přesnost odečtů a v případě potřeby zařízení zkalibrovat.

USB osciloskopy

Pokud nemáte přenosné zařízení jako tablet, ale máte notebook nebo počítač, nezlobte se. I z nich se dá vytvořit báječný. jednoduchá možnost sondy budou připojeny k mikrofonní vstup počítač na stejném principu, jaký je popsán na začátku článku.

Vzhledem k jeho omezením však toto možnost udělá ne všichni. V tomto případě lze použít USB osciloskop, který poskytne stejné vlastnosti jako set-top box s přenosem signálu přes Wi-Fi. Stojí za zmínku, že taková zařízení někdy fungují s některými tablety, které podporují technologii pro připojení externích OTG zařízení. Samozřejmě se snaží vyrobit i USB osciloskop svépomocí a celkem úspěšně. Tomuto řemeslu se alespoň věnuje velké množství témat na fórech.