Circuito dell'oscilloscopio da 2 megahertz per un computer. Come usarlo. Come scegliere i resistori normali
Attacco oscilloscopio per PC.
Ogni radioamatore nella sua attività si trova ad affrontare il problema delle misurazioni. Può essere un quadrante o un multimetro digitale. Passa del tempo e sorge la necessità di misurazioni più serie e il multimetro diventa insufficiente. L'idea di acquistare dispositivi più costosi, come ad esempio un oscilloscopio, sta diventando sempre più comune. Ma, avendo un computer, possiamo usare una soluzione di compromesso, vale a dire assemblare un oscilloscopio a basso costo che possa essere consigliato anche agli studenti.
In questo articolo esaminiamo gli aspetti pratici dell'assemblaggio di un attacco per oscilloscopio e dell'utilizzo dell'applicazione corrispondente. Per fare ciò, abbiamo utilizzato lo schema e il programma forniti gratuitamente LPTScope 1.2, i cui originali sono reperibili al link.
Quando si testano circuiti, alimentazione e messa a terra, i segnali spesso cambiano troppo rapidamente per essere testati con i multimetri. Ciò è necessario quando si emettono segnali da sensori induttivi, cambiando lentamente i segnali analogici, corrente di avviamento, corrente di carica, ecc. Un oscilloscopio automobilistico può visualizzare il processo di accensione quando il periodo di ripetizione della scintilla nel tempo è molte volte più lungo del tempo in cui si verifica la scintilla. È anche importante notare che quasi tutti oscilloscopio digitale può visualizzare la forma di un cilindro, ma solo un oscilloscopio diagnostico automobilistico specializzato mostra tutti i cilindri contemporaneamente.
La base del set-top box è un ADC ampiamente utilizzato prodotto da Analog Devices (AD7820), National Semiconductor (ADC0820), Texas Instruments (TLC0820). Questi ADC sono completamente analoghi tra loro, vale a dire pin-to-pin, che è facile da scoprire dalla documentazione.
Per ottenere un set-top box compatto, abbiamo acquistato un ADC AD7820LR in un pacchetto SOIC20 per montaggio superficiale. Questo caso è abbastanza facile da saldare con un saldatore affilato. Per questo caso è anche facile realizzare un circuito stampato con una larghezza del conduttore di 0,8 mm.
Di seguito è riportato il disegno di un circuito stampato su un solo lato (vista dal lato di saldatura; stampa allo specchio).
Di seguito sono spiegate alcune cose molto importanti che dovresti considerare prima di scegliere un oscilloscopio automobilistico. Perché non dovresti includere un oscilloscopio in un codec? Il primo e principale motivo è che non è possibile utilizzare un oscilloscopio e un encoder; In secondo luogo e altrettanto importante, avere un oscilloscopio integrato nel codec significa che entrambi i dispositivi utilizzano lo stesso circuito stampato, lo stesso alimentatore e potrebbero non funzionare come un buon oscilloscopio automobilistico. Raccomandazioni per l'interfaccia utente di un oscilloscopio diagnostico automobilistico.
Strutturalmente PCB saldato tra le file di pin di un connettore a 25 pin (maschio o maschio).
Per alimentazione esterna viene utilizzato un alimentatore adeguato con una tensione di uscita stabilizzata di 5 volt / 100 mA.
Esiste un database integrato di sensori e attuatori automobilistici? Le impostazioni preimpostate regolano automaticamente tensione, tempo, pressione, temperatura e altri intervalli, nonché le impostazioni di temporizzazione. Tutto ciò semplifica il lavoro con l'oscilloscopio e lo rende più accessibile a tutta la diagnostica automobilistica. È possibile aggiungere nuove impostazioni preconfigurate e modificarle successivamente? È possibile per l'utente aggiungere nuovi o modificare sensori di alta tensione esistenti, sensori di accensione capacitivi del circuito secondario, pinze di corrente, sensori di pressione, sensori di temperatura, ecc. Esiste una libreria integrata di oscilloscopi per sensori e attuatori ed è possibile aggiungere nuove forme d'onda personalizzate? È possibile visualizzare il processo di accensione primaria e secondaria e anche mostrare diagrammi cubici affiancati o in stile "parata"? È possibile aggiungere un frame di 720 gradi alla forma d'onda del segnale corrente? Questo quadro di misurazione della rotazione completa dell'albero motore a 720 gradi è molto utile per monitorare i cicli del motore. È possibile condividere forme d'onda e misurazioni salvate con altri utenti in un formato di output universale?
- Evitare gli oscilloscopi per applicazioni scientifiche e industriali.
- Questi dispositivi richiedono molto tempo e denaro per imparare a funzionare.
Consideriamo ora il funzionamento pratico dell'accessorio per oscilloscopio. La prima cosa che mi è venuta in mente è stata analizzare i segnali provenienti da diversi telecomandi. telecomando, ricevuto da un ricevitore a infrarossi tipo TSOP1736. Per fare ciò, il sensore è stato collegato alla console e l'alimentazione è stata prelevata dalla console stessa. E la console stessa era collegata al computer tramite una prolunga.
Di seguito una foto del sensore collegato.
Se devi utilizzare un oscilloscopio all'aperto, un oscilloscopio tablet è la scelta giusta. Il suo principale vantaggio sono le prestazioni degli oscilloscopi da laboratorio, ma è leggero, portatile e facile da usare. Gli oscilloscopi per tablet sono spesso più facili da configurare grazie alle loro connessioni più semplici rispetto agli oscilloscopi per computer. Il sistema operativo integrato negli oscilloscopi tablet è spesso una grande risorsa poiché non esiste sistema operativo, che può causare problemi.
D'altro canto, gli oscilloscopi per computer hanno spesso schermi più grandi e possono registrare più dati per misurare il disco rigido del computer. Inoltre gli oscilloscopi, che elaborano i dati acquisiti principalmente su un computer, dispongono di capacità di memoria molto grandi.
Nella finestra del programma puoi vedere la seguente immagine.
Tutto è abbastanza informativo. Osserviamo la codifica bifasica (codice "Manchester"). Utilizzando il puntatore del mouse possiamo misurare la durata degli impulsi (nell'immagine i numeri verdi sono 1.79 Milli secondi).
La risoluzione massima fornita dal programma e dal set-top box è 1,73 micro secondi per 1 pixel dello schermo. A rigor di termini, questo non è affatto male per la mia pratica di lavoro con i microcontrollori, dove la durata minima del segnale (in un numero enorme di progetti) è di 1 microsecondo.
Per tua informazione: nel mio Setup BIOS, nella sezione Periferiche integrate / Modalità porta parallela, è impostata la modalità SPP (Standard Parallel Port), ovvero è selezionato il funzionamento in modalità porta parallela standard.
È bene tenere presente che durante il processo di collaudo del veicolo potrebbe essere trasmessa o provocata alta tensione sui tavoli. Pertanto è consigliabile evitare l'utilizzo di oscilloscopi diagnostici di questo tipo. Quanti canali di ingresso sono necessari? Gli oscilloscopi possono avere uno, due, quattro o più canali di ingresso. Quando scegli chi scegliere, dovresti considerare il numero di avvisi che dovrebbero essere visualizzati sullo schermo contemporaneamente.
Se si desidera eseguire una diagnostica rapida per determinare se un segnale è presente e se rientra nell'intervallo normale, è sufficiente un canale. Gli oscilloscopi con quattro o più canali indipendenti vengono generalmente utilizzati quando si osserva contemporaneamente il modello di accensione di tutti i cilindri.
Oscilloscopio virtuale RadioMaster permette di studiare tensioni alternate nella gamma delle frequenze audio: da 30..50 Hz a 10..20 KHz attraverso due canali con un'ampiezza da diversi millivolt a decine di volt. Tale dispositivo presenta vantaggi rispetto a un vero oscilloscopio: consente di determinare facilmente l'ampiezza dei segnali e di memorizzare gli oscillogrammi in file grafici. Lo svantaggio del dispositivo è l'incapacità di vedere e misurare la componente continua dei segnali.
Importante specifiche tecniche La maggior parte dei meccanici automobilistici ha difficoltà a comprendere le caratteristiche degli oscilloscopi e combinarle con i requisiti di un particolare test. Velocità digitale La velocità digitale è il numero di volte al secondo misurate dall'oscilloscopio circuito elettrico. La maggior parte degli oscilloscopi ha due diverse frequenze o modalità di misurazione: tempo reale o tempo equivalente mostrato in figura. Quando scegli un oscilloscopio, assicurati di conoscere il tipo di digitalizzazione a cui si applica la specifica.
Per l'uso in automobile, il tempo equivalente non è raccomandato, poiché è utile solo per i segnali periodici, e tali segnali sono rari in un'auto. Se la velocità digitale è insufficiente, non sarà possibile misurare la reale ampiezza e durata dell'impulso. Buona scelta sarà di circa 20 milioni di volte al secondo per quasi tutte le applicazioni diagnostiche automobilistiche.
Il pannello degli strumenti contiene i controlli tipici degli oscilloscopi reali, oltre a mezzi speciali impostazioni e pulsanti per lavorare in modalità di memorizzazione della forma d'onda. Tutti gli elementi del pannello sono dotati di commenti pop-up e puoi capirli facilmente. I commenti tra parentesi indicano i tasti che duplicano i controlli sullo schermo.
Profondità di memoria La dimensione della memoria buffer in cui vengono archiviati i dati registrati nell'oscilloscopio è chiamata profondità di memoria. L'oscilloscopio a memoria profonda consente agli utenti di mantenere una velocità di conversione più elevata segnale analogico nelle stanze per un periodo di tempo più lungo. Ciò è più evidente quando si cambia la scala durante un segnale. Una profondità di memoria limitata impedirà all'oscilloscopio di visualizzare le forme d'onda in modo accurato perché i punti di misurazione sono troppo distanti.
Lo svantaggio principale di una memoria molto grande è che i dati sono troppo grandi e devi attraversarli manualmente per trovare l'evento che stai cercando. Un altro svantaggio di un'eccessiva profondità di memoria è che in determinate condizioni può rallentare l'oscilloscopio se viene utilizzato con un computer. Questo perché è necessario un trasferimento tra il dispositivo e il computer. Di più informazioni. Di conseguenza, quando il segnale viene visualizzato sullo schermo di un computer potrebbero apparire ampie aree “morte”.
Nello specifico ci concentreremo solo sull'operazione di calibrazione Y (tensione), che va eseguita dopo aver collegato il cavo da voi realizzato. Applicare un segnale di ampiezza nota da una sorgente comune ad entrambi gli ingressi del dispositivo (preferibilmente una forma d'onda sinusoidale con una frequenza di 500..2000 Hz e un'ampiezza leggermente inferiore al limite di progettazione), inserire il valore di ampiezza nota in millivolt, premere Invio e l'oscilloscopio è calibrato. La calibrazione iniziale del programma viene eseguita con un determinato cavo corrispondente allo schema fornito.
Oppure utilizza un computer o un tablet molto potente e costoso. Risoluzione Questa è la capacità di un oscilloscopio di visualizzare ed emettere piccole tensioni e dipende da diversi parametri dell'oscilloscopio. In genere, la risoluzione verticale a 8 bit è sufficiente per tutte le applicazioni automobilistiche; Tensione di supporto ADC; Tipo di circuito buffer di ingresso; Tipo di preamplificatore di ingresso, se presente. Numero di bit dei convertitori analogico-digitali integrati. . Sensori di ingresso e gamme di ingresso Quando si sceglie un oscilloscopio, cercare un produttore che offra una gamma completa di accessori per espandere le gamme di ingresso e le applicazioni del dispositivo.
Il programma ricorda tutte le impostazioni e le impostazioni e le ripristina alla successiva accensione.
Le prestazioni dell'oscilloscopio dipendono fortemente dai parametri scheda audio Il tuo computer. Nelle schede più vecchie, che hanno una frequenza di campionamento non superiore a 44,1 kHz, la gamma di frequenza dell'apparecchio è limitata dall'alto. Usando l'interruttore della frequenza di campionamento sul pannello, prova la tua scheda audio e stabilisci il valore più alto possibile. Già a 96 kHz è possibile visualizzare con sicurezza i segnali fino a 20 kHz.
Non si sa in anticipo cosa potrebbe essere necessario in futuro. Per prendere le misure alta tensione o corrente, quali: iniettori, accensione primaria e secondaria, ecc. È necessario estendere il campo di ingresso dell'oscilloscopio con una sonda di ingresso adatta. È molto importante che le sonde di ingresso raggiungano anche se superano la larghezza di banda di frequenza dell'oscilloscopio.
Riprendere. Alcuni produttori offrono un programma demo gratuito che consente di visualizzare e testare quasi tutte le funzioni e i menu dell'oscilloscopio prima di acquistarlo. Quindi puoi confrontare gli oscilloscopi diversi produttori fare scelta giusta. Se questa caratteristica non consente di rimanere delusi dall'oscilloscopio acquistato, è vero.
La dimensione del bit dell'ADC è impostata su 16, il che garantisce una precisione abbastanza elevata.
Verrà determinato l'intervallo di tensioni misurate dall'oscilloscopio divisori resistivi, montato su un cavo (vedi schema). Quando R1 = 0, tutta la tensione viene fornita all'ingresso ADC della scheda audio, pertanto i segnali con un'ampiezza non superiore a 500..600 mV possono essere visualizzati senza distorsioni. Quando si utilizzano resistori con i valori indicati nel diagramma, si ottiene un intervallo di tensione fino a 25 V, che di solito è sufficiente nella pratica amatoriale.
Assicurati di avere le seguenti domande. Quali cavi, accessori, sensori di ingresso sono inclusi e potranno essere acquistati in futuro? A causa dei cambiamenti nella progettazione e nelle capacità del veicolo, quanto spesso viene aggiornato software? Gli aggiornamenti del programma sono aggiornati? Chi è il venditore e ha le qualifiche e l'esperienza necessarie per fornire supporto e supporto o è solo un commerciante? Se sono necessarie riparazioni durante il periodo di garanzia e dopo la garanzia, dove avviene ciò ed è possibile?
- Cosa è incluso nel kit dell'oscilloscopio?
- Quale programma viene utilizzato con lo strumento?
- Quali applicazioni copre il software?
- Quali sono le lingue di lavoro del programma, ci sono bulgari?
Se la tua scheda audio non ha un ingresso di linea, usa l'ingresso del microfono, ma perderai un canale dell'oscilloscopio. Non dimenticare di specificare l'ingresso della scheda audio selezionata in Installazioni di Windows. Impostare il controllo del volume corrispondente sulla posizione massima, il controllo del bilanciamento sulla posizione neutra.
Tuo migliore amico Quando acquisti un oscilloscopio, sei tu. Non tutti hanno bisogno della stessa cosa. Quindi rendila una questione di scelta personale in base alle tue esigenze e al tuo livello di abilità. Facendo clic su di esso verrà visualizzata solo una piccola finestra delle impostazioni in cui l'utente seleziona il tipo di esecuzione, imposta la frequenza e l'ampiezza ed esegue. Ma oltre a questo semplice utilizzo, puoi anche utilizzare l'editor di segnali "grafico" per definire il tuo processo. Infine, c'è la possibilità di attivare una modalità Sweep, cosa abbastanza insolita per i generatori semplici ed economici.