חיבור אוסילוסקופ דו-ערוצי למחשב. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חיבור אוסילוסקופ דו-ערוצי למחשב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

ידוע שמאוד בעייתי להגדיר חלק מהמכשירים בצורה טובה ללא אוסילוסקופ. עם זאת, אוסילוסקופים הם די יקרים, כך שאם יש לכם מחשב תואם IBM, הרבה יותר זול לבנות עבורו ממיר פשוט יחסית, כמו זה שמתואר במאמר למטה.

חיבור האוסילוסקופ הדו-ערוצי המוצע למחשב נועד לצפות וללמוד את צורת האותות החשמליים, למדוד את מאפייני הזמן והמשרעת של תהליכים חשמליים. רוחב הפס של כל ערוץ הוא 0...50 מגה-הרץ, מקדם הסטת האלומה הוא 0,1...20 V/div., עכבת הכניסה היא 1 MΩ, קיבול הקלט הוא 20 pF, משך הסוויף הוא מ-0,1 ms/ div דרישות מינימום למחשב: 100, VGA, יציאת מדפסת, MS DOS 386.

על פסי התדרים הגבוהים, המכשיר פועל על פי העיקרון הסטרובוסקופי, על פסי התדרים הנמוכים - בזמן אמת. התוכנה מאפשרת הפעלה במצב מנתח ספקטרום. מספר הדגימות של האות המוצג על המסך במצב רגיל הוא 256, במצב מנתח ספקטרום - 128. התוכנית משתמשת ביציאת LPT1 (ראה טבלה): יציאת הבסיס היא 378H. יציאת אות מצב מדפסת (קלט) 379H, יציאת אות בקרה (פלט) 37AH. התוכנית מניחה שמצב סיביות היציאה הוא סטנדרטי ומתאים למצבי האותות על הפינים של מחבר המדפסת [1].

חיבור אוסילוסקופ דו-ערוצי למחשב

התרשים הסכמטי של הקובץ המצורף מוצג באיור. אחד.

(לחץ להגדלה)

האותות הנלמדים דרך שקעי הכניסה XW1 ו-XW2 מוזנים למחלקים התנגדות-קיבוליים, המורכבים ממתגים 1SA2, 2SA2, נגדים 1R1-1R8, 2R1-2R8 וקבלים 1C2-1C9, 2C2-2C9, אשר קובעים את הטווח האנכי המרבי ( הקידומות 1 ו-2 כאן ומטה מציינות את השתייכותם של האלמנטים לערוצים 1 ו-2, בהתאמה). מתגי ה-MOS של המיקרו-מעגל 1DA1 מחוברים ליציאות המחלקים דרך מחזרים בטרנזיסטורים 1VT2, 2VT1 ו-2VT2, 1VT1 (שני הכיוונים שלו משמשים בערוץ 1, השאר בערוץ 2). המפתחות נפתחים בפולסים עם משך זמן של כ-10 שאינם מגיעים מהמעצב על ההדק DD1.2, ודרכם נטענים קבלים 1C10 ו-2C10, שאליהם הכניסות הלא-הפוכות של מגבר ההפעלה 1DA2 ו-2DA2 מְחוּבָּר. המתחים על הקבלים, התואמים למתחים של האותות בזמן פתיחת המקשים, מוגברים על ידי המגבר בפי 10. משך פעימת הפתיחה תואם את משך הזמן המינימלי של החלק הקדמי של אות הכניסה, שיוצג ללא עיוות, כלומר, קובע את רוחב הפס של התדרים המועברים

ADC בקירוב רצוף כפול מחובר ליציאות של מגבר ההפעלה. הוא מכיל משווים 1DA3, 2DA3 ו-DAC המורכב על רכיבי מיקרו-מעגלים DD2, DD3 ומטריצת R-2R המורכבת מנגדים R12-R19, R21 - R28. היציאות של המשווים מחוברות לפינים 13 ו-15 של מחבר המדפסת XP1. ערכי האות בפינים אלה תואמים לסיביות 3 ו-4 של יציאת 379H. כניסות ה-DAC מחוברות לפינים XP2 9-1, כך שניתן להגדיר את הערך של אות הפלט של ה-DAC על ידי כתיבת מספר מ-378 עד 0 (בתוך 255...0,5 V) ליציאת 4,5H.

מדידת המתחים ביציאות של מגבר ההפעלה 1DA2 ו-2DA2 המיושמת בתוכנית בקירוב עוקב מתבצעת כדלקמן. ראשית, המספר 378' מוגדר ליציאת 2H (2,5 וולט ביציאת ה-DAC) ומצב יציאות ההשוואה נבדק (סיביות 3 ו-4 של יציאת 379H). אם המשווה עבד, 26 מתווסף למספר שצוין, אם לא, השני מופחת מהראשון. לאחר מכן בודקים שוב את מצב המשווים, מוסיפים או מחסירים 25. ההליך חוזר על עצמו עד ש-2r מתווסף או מחסיר. המספרים המתקבלים תואמים לערכי המתח ביציאות 1DA2 ו-2DA2. המחיצה R20R29 קובעת את הגבולות לשינוי המתח במוצא ה-DAC מ-0,5 ל-4,5 V. כדי למנוע את הפעלת מעצב הפולסים בעת קביעת המתחים ביציאות המגבר, מופעל לוג של 1,2 על קלט D של הטריגר DD0 בשלב זה. כתיבה ליציאה השווה ל-2 µs היא 2x40 µs.

הסנכרון מתבצע בערוץ 1 באמצעות המשווה DA1, שהכניסה ההפוכה שלו מחוברת דרך הקבלים C1 ו-C2 ליציאה של החזר בטרנזיסטורים 1VT1 ו-1VT2. כדי להגביר את חסינות הרעש, מוצגים נגדים R2 ו-R3, שמגדירים את המשווה להיסטרזה של 20 mV. רמת הסנכרון מווסתת על ידי נגד משתנה R4

עיכוב הזמן מרגע הפעלת המשווה DA1 ועד לרגע פתיחת המפתחות של שבב 1DA1 נקבע על ידי תוכנה וחומרה בטווחי תדרים גבוהים ועל ידי תוכנה בתדרים נמוכים. במקרה הראשון, התוכנית, כשהיא מוכנה לקבל את הערך הבא של אותות הקלט, מגדירה ולאחר מכן מסירה את האות "איפוס" מהדק DD1.1 (ביט 7 של יציאה 37A = "1/0", פין 1 של מחבר המדפסת = '0/1 '). הטריגר "משופע" בדרך זו מופעל כאשר המשווה DA1 מופעל, והטרנזיסטור VT3 נסגר. כתוצאה מכך, אחד מקבלי הגדרת הזמן C2-C8 מתחיל להיטען ממקור הזרם שנעשה על האלמנטים VT9. R7, R21. כאשר המתח עליו מגיע לערך המתח במוצא ה-DAC, המשווה DA2 מופעל ומתחיל את מעצב הפולסים (001.2, R11, C22), השולט על המקשים של שבב 1DA1. יוצא 2DA0 ו-11DA0 ערכי המתח נרשמים בזיכרון, הערך הבא מוגדר ב-DAC, ההדק DD379 "מופעל" שוב, והמחזור חוזר על עצמו עד ללחיצה על מקש

על האלמנטים VT1, R5, R6, VD1, C3, C6, מיושם צומת לקביעת נוכחות הסנכרון. 1, ולאחר "הפעלת" ההדק DD10, התוכנית ממתינה להפעלת המשווה DA1. אחרת, טריגר זה מופעל מהתוכנית על ידי הגדרה ברצף של האותות "איפוס" ו"הגדר" (סיביות 1, 379 של יציאה 1A - "1.1/2", פינים 4, 7 של מחבר המדפסת = "37/10").

הערכים מ-0 עד 255 נקבעים באופן תוכנתי ביציאת ה-DAC, בהתאמה, ההשהיה מרגע הסנכרון לרגע פתיחת המקשים משתנה מהערך המינימלי למקסימום, ותמונת האות נוצרת. תקופת הסוויפ T (בשניות לכל חלוקה) נקבעת על ידי הנוסחה T \u2d CU / 4,5I, כאשר C הוא הקיבול של הקבל המחובר בפאראדים; U - 0 V - מתח מקסימלי של DAC I 001 2 A - זרם אספן של הטרנזיסטור VTXNUMX

עם קיבול גדול של קבל קביעת הזמן, תמונת האות נוצרת לאט מדי. לכן, התוכנית מיישמת נוהל לקביעת הקיבול שלה, שבודק כמה פעמים התוכנית יכולה לקרוא את ערכי האות במהלך הטעינה שלה. להיפתח מספר פעמים. במקרה זה, ערכי ביניים מוגדרים ביציאת ה-DAC, והדק DD1 מופעל מהתוכנית על ידי הגדרה ברצף של האותות "איפוס" ו"הגדר".

אם נבחר משך סריקה של יותר מ-5 ms/div. (מתג SA2 במיקום התחתון - לפי הסכמה), ההשהיה לאחר החלפת המשווה DA1 נוצר על ידי תוכנה. התוכנית "יודעת" על זה לפי הערך האפס של סיביות 2 של יציאה 379H. טריגר DD1.1 מופעל מהתוכנית על ידי הגדרה ברצף של האותות "איפוס" ו"הגדר" במרווחי זמן מוגדרים. זמן הסריקה נקבע מהמקלדת באמצעות המקשים "0" - "9".

הסטת האלומה האנכית משתנה על ידי נגדים משתנים 1R13 ו-2R13, משך הסוויף (באופן חלק) - על ידי הנגד R28.

תכנית כתוב בטורבו פסקל. הוא מיישם טרנספורמציה פורייה מהירה (נתח ספקטרום). האות המוצג על המסך מומר. על מנת שהספקטרום יוצג בצורה נכונה, יש צורך שמספר שלם של תקופות אות יתאים על המסך. ניתן להשיג זאת על ידי בחירת משך הסוויפ עם נגד משתנה R8. תת-השגרה להמרה מהירה בפורטרן ניתנת ב-[2]. שם ניתן למצוא גם הסבר על השיטה לקביעת ספקטרום האותות באמצעות טרנספורמציה של פורייה.

כדי להפעיל את הממיר, נדרש מקור מתחים מיוצב +12, +5 ו-6 V. צריכת הזרם במעגלי +12 ו-6 V אינה עולה על 50, במעגל +5 V - 150 mA. רמת האדוות לא תעלה על 1 mV. אתה יכול להשתמש בספק כוח מתוצרת סינית (מתאם) עבור 3 ... 12 V, 1A, לשנות אותו, כפי שמוצג באיור. 2.

חיבור אוסילוסקופ דו-ערוצי למחשב

הקידומת מותקנת על לוח לחם רגיל. בעת החזרה, יש לשים לב שהמכשיר רגיש לפיקאפים חיצוניים ופנימיים. לדוגמה, חדירת אות הכניסה לשרשרת התזמון עלולה לגרום לעיוות של האות הנצפה. לכן, ההתקנה חייבת להתבצע בצורה כזו שחיבור מעגלי הממירים הללו זה עם זה וחדירת אותות חיצוניים לתוכם תהיה מינימלית. קבלים C4, C5 צריכים להיות מולחמים ישירות למסופים של המשווה DA1, יש למקם את האלמנטים 1DA1,1C10, 2C10, 1DA2, 2DA2 זה לצד זה. יש להתקין נגדים 1R1-1R8, 2R1-2R8, קבלים 1C1-1C9, 2C1-2C9, C7-C21 על המתגים המתאימים.

ניתן להשתמש בחלקים הבאים בקובץ המצורף. נגדים R12-R19, R21-R28 - עם סטייה מותרת מהערך הנומינלי של לא יותר מ ± 0,25%, למשל, C2-29. הערך של הנגדים R12-R19, R28 הוא 1 ... 10 קילו אוהם, R21-R27 - 0,5 ... 5 קילו אוהם, וההתנגדות של האחרונים צריכה להיות פחותה בדיוק פי שניים מהראשון (ניתן להשיג זאת על ידי חיבור מקבילי של נגדים עם דירוג ראשון). הנגדים הנותרים הם מכל סוג עם סובלנות של ± 5%. כהגדרת זמן (C7-C21, 1C1 -1C8, 2C1-2C8) רצוי להשתמש בקבלים עם הסטייה הקטנה ביותר האפשרית מהערכים הנומינליים \uXNUMXb\uXNUMXband TKE קטן.

טרנזיסטורים 1VT1, 2VT1 - טרנזיסטורי שדה בתדר גבוה עם מתח חיתוך של לפחות 5 V (KP303G-KP303E, KP307Zh וכו'), 1VT2, 2VT2 - מבני npn בתדר גבוה עם מקדם העברת זרם סטטי של לפחות h21e (KT50D, KT316B, KT325V) , VT325, VT1 - כל מבנים רלוונטיים עם h2e לא פחות מ-21, VT400 - עם זרם פולס אספן של לפחות 3 mA ותדר פעולה של לפחות 300 MHz (KT200A, 3117N2).

זרמי הכניסה של מגבר ההפעלה 1DA2 ו-2DA2 חייבים להיות לא יותר מ-0,1 nA, קצב יציאת מתח המוצא חייב להיות לפחות 20 V / μs (KR544UD2A, LF356). משווים 1DA3, 2DA3, DA2 - עם רווח מתח של לפחות 105, זרמי כניסה של לא יותר מ-0,5 μA וזמן מיתוג של לא יותר מ-0,5 μs (KR554SAZ, LM211N, K521SAZ), DA1 - עם זמן מיתוג של לא יותר מ-15 ns (KR597CA2, AM686).

כשבב DD1, אתה יכול להשתמש ב-KR1594TM2 (74ACT74N), KR1533TM2 (74ALS74AN), DD2, DD3 -KR1594LN1 (74ACT04N), KR1554LN1 (74AC04N), KR1564LN1N (74HC04N). בעת שימוש ב-KR1594TM2, פס התדרים הוא 0 ... 50 מגה-הרץ (במקרה זה, הקבל C22 אינו מותקן, ו-R11 מוחלף בנגד עם התנגדות של 4,7 קילו אוהם), KR1533TM2 - 0 ... 15 מגה-הרץ. השימוש במיקרו-מעגל KR1564LN1 מצריך שינוי בערכי הנגדים R12 - R19, R28nR21 - R27: ההתנגדות של הראשון חייבת להיות לפחות 5 kOhm, השני - לפחות 2,5 kOhm (תוך שמירה על יחס 2R / R).

ההתנגדות של מקשי MOS 1DA1 בערוץ הפתוח צריכה להיות לא יותר מ-100 אוהם, זמן ההפעלה/כיבוי - לא יותר מ-10 (KR590KN8, SD5002).

הגדרת הממיר מתחילה בבדיקת מצבי מחזר הקלט. אם המתחים בפולטים 1VT1, 2VT1 חורגים מ-1,5 ... 2,5 V, נבחרים נגדים 1R9 או 2R9. לאחר מכן, באמצעות מקור אות עם תדר מכויל, על ידי בחירת הקבלים C7-C21 והנגד R9, הערכים הנדרשים של תדר הסוויפ נקבעים בטווחי תדרים גבוהים (הוא מוגדר באופן פרוגרמטי בתדר נמוך) .

כאשר עובדים עם קובץ מצורף, יש לקחת בחשבון את המאפיינים של האפקט הסטרובוסקופי, המתבטאים, למשל, בעיוות משמעותי של צורת הגל עם אפנון משרעת, אם תדירות התנודה המווסתת קרובה לתדר הדגימה. בנוסף, המשווה DA2 מציג השהייה של כ-300 ns, מה שעלול להקשות על צפייה בקצוות של אותות עם מחזור עבודה גדול. הממיר יכול להביא את התועלת הגדולה ביותר בשימוש בזמן אמת - כאוסילוסקופ אחסון, כמו גם עם משך סוויפ של פחות מ-1 μs/div. - כחלופה למכשירים יקרים בתדר גבוה.

ספרות

Guk M. ממשקי מחשב: ספר עיון. - סנט פטרסבורג: פיטר קום, 1999.
גונורובסקי I. S. מעגלים ואותות הנדסת רדיו: ספר לימוד לאוניברסיטאות. - מ.: רדיו ותקשורת, 1986.

מחבר: A.Chabarov, Kovrov, אזור ולדימיר

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אנרגיה מהאתר 28.08.2011

על ידי איסוף האנרגיה המפוזרת של פליטת רדיו, ניתן לספק כוח לחיישנים רבים. האתר על הפלנטה שלנו מלא בפליטת רדיו בתדרים שונים. זהו גם רקע טבעי שנוצר מתנודות ביונוספירה או מכות ברק, וגם תוצאות של פעילות אנושית - גלי רדיו, שידורי טלוויזיה, מטלפונים סלולריים ומרשתות אלחוטיות. ככל הנראה, עם הזמן, כוחה של האנרגיה הנפלטת לאתר רק יגדל.

מדענים ומהנדסים במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה, בראשות פרופסור מאנוס טנזריס, מנסים מאז 2006 ליצור אנטנה שתוכל לאסוף מספיק כוח כדי להפעיל חיישנים אוטונומיים. בתחילה, הם הדפיסו את המיקרו-מעגלים של המכשירים הללו על נייר, ומילאו את המדפסת בדיו בננו-חלקיקי כסף. אנטנות כאלה צרכו גלי שידור טלוויזיה קצרים במיוחד בתדר של 100-200 מגה-הרץ וסיפקו אנרגיה של מאה מיקרו-וואט.

כעת החוקרים עברו לפלסטיק ודיו של ננו-צינורות פחמן; הגבול העליון של הטווח גדל ל-15 גיגה-הרץ (בעתיד - עד 60 גיגה-הרץ), וחשבון האנרגיה שנאספה הלך למיליוואט. באמצעות צבירתו בקבל-על והזנת החיישנים מעת לעת, ניתן להגדיל את הספקם לעשרות מיליוואטים. זה יעשה מהפכה בתחום המיקרו-חיישנים.

אם אתה יכול לאסוף אנרגיה מפוזרת, אז אתה יכול לצייד כל דבר במיקרו חיישנים. אלו הם אלמנטים מבניים לניטור מתחים מתעוררים, המטופל - לניטור מתמיד, הבית - לשלוט בטמפרטורה ולחות, מזון - להספיק לאכול אותו לפני שהוא מתדרדר, שדות תעופה - לחפש חומרי נפץ, שכן רמת הקרינה שווה גבוה יותר שם בגלל עבור כל מיני מכ"מים. החיישנים יהיו אוטונומיים לחלוטין וזולים מאוד.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אצבעות ארוכות של דיכאון

▪ USB4 גרסה 2.0

▪ מציאות מדומה מרגיעה במהלך הניתוח

▪ אוזניות שרשרת להמרה מבית סמסונג

▪ LM5115 מיקרו מעגל ווסת-בקר בתדר גבוה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ מדור האתר מטענים, מצברים, סוללות. בחירת מאמרים

▪ מאמר מחלות עיניים. הערות הרצאה

▪ מאמר כיצד יצרו האינדיאנים מדרום אמריקה נעלי גומי? תשובה מפורטת

▪ מאמר התמצאות לפי צלילים. טיפים לתיירים