Цифровой осциллограф своими руками.

[Леонид Иванович]

C1 лучше на 500 В, если работать со щупом с делителем 1:10, то при закрытом входе всё постоянное входное напряжение будет приложено к этому конденсатору.

ОУ AD8065 имеет ограничение по синфазному входному напряжению вверху. Оно не дотягивает до +V типично на 2.6 В. Дальше сильно растет входной ток. При напряжении питания +3.3 В получается диапазон всего 0.7 В, что даже с делителем 1:20 позволит измерять только 14 В.

[Arpad]

C1 лучше на 500 В, если работать со щупом с делителем 1:10, то при закрытом входе всё постоянное входное напряжение будет приложено к этому конденсатору.
.

C1 лучше на 500 В согласен, но никогда не имел 0.1мкф в СМД исполнении на 500 В, а вот на 250 В без проблем доступны. Насчет щупа с делителем 1:10, они бывают разные, где нет такой проблемы (закрытий вход и напряжение) и у них кроме деления сигнала есть немаловажная функция минимизировать влияние емкости подводящего кабеля щупа. К остальному не имею никакого отношения.
Приложение варианты с делителем 1:10
Уважаемые господа, может слегка, присмотримся к «Спруту«
Приложение

[Леонид Иванович]

никогда не имел 0.1мкф в СМД исполнении на 500 В

0.1 мкФ 500 В бывают размера 1210. А размера 1206 есть 47 нФ 500 В, чего вполне достаточно.

Насчет щупа с делителем 1:10, они бывают разные, где нет такой проблемы

Да, есть щупы 1:10, которые имеют входное сопротивление не 10 МОм, а 1 МОм. Тогда у них есть второй резистор. Но такие щупы редко встречаются.

Уважаемые господа, может слегка, присмотримся к «Спруту«

А почему не к NeilScope? Он же лучше.

Приложение

Классический стробоскопический осциллограф на каждом проходе развертки сдвигает сетку выборок на некоторую величину. Так можно сделать и на ATmega. Подать сигнал синхронизации на вход захвата таймера, а выходом сравнения формировать сигнал запуска АЦП. В каждом цикле накапливать массив со сдвигом 50 нс. Достаточно будет медленного АЦП, хотя его УВХ должен иметь достаточную полосу пропускания.

[wss60]

Выдрал со старого жки монитора 3-канальный ADC – подойдет ли он для самодельного осциллографа?
Смущает это:

- Обеспечивает обработку входных аналоговых сигналов, амплитудой от 0.4 до 1.2 В

характеристики:

Спойлер

Трехканальный 8-разрядный АЦП (по каждому каналу)
Частота выборки до 80 МГц
Программируется по последовательной шине I2C
Обеспечивает обработку входных аналоговых сигналов, амплитудой от 0.4 до 1.2 В
Полоса пропускания усилителя до 250 МГц
Слабая температурная зависимость коэффициента усиления
Содержит три управляемых усилителя, коэффициент усиления которых программируется по последовательному интерфейсу I2C
Система ФАПЧ программируется по последовательному интерфейсу I2C, что позволяет задать такую частоту АЦП, которая обеспечит синхронизацию по строкам в диапазоне от 15 до 280 кГц
Встроенный делитель ФАПЧ
Выходы и входы совместимы с сигналами TTL
Выходы с высоким импедансом

[Леонид Иванович]

Указали бы тип АЦП. А входной диапазон смущать не должен.

[wss60]

Забыл указать
TDA8752H/8

[Леонид Иванович]

В принципе, использовать можно, но это специализированный АЦП, работать с ним будет сложно. Принять поток данных можно с помощью ПЛИС, но еще надо реализовать управление по I2C. Проще купить обычный АЦП, например, AD9280.

[ВитГо]

может быть дело в версии ?
2.3.1 открывает.. -(

Да 2.3.1 открывает.. рис в *.пнг , мои замечания к проекту там-же.

9283 применять с обвязкой из двух операционников ?!
гм.. я хотел отделаться двумя каскадами 8039 (смещение сигнала на них сделать)...
дело в том что я не хочу смещать сигнал по центру с эталоном VREF от АЦП..
вернее эталон я тоже буду использовать, но затем планирую смещать сигнал вверх/вниз чтобы не переходить на высший делитель и тем самым не снижать разрешение по сигналу..

фактически управляя смещением я всегда буду иметь возможность отсечь постоянную составляющую и анализировать сигнал с максимамальным разрешением..

пример:
у нас постоянная составляющая сигнала 2 вольта + размах сигнала 1 вольт
получается что для просмотра этого сигнала (с постоянной составляющей) мы должны применить делитель 3 к 1 (входной диапазон АЦП всего 1 вольт)
таким образом сигнал на ацп будет иметь размах всего в 1/3 вольта - это примерно треть разрешения ацп (250/3 = 84 отсчета АЦП, остальное будет в постоянной составляющей)

если же управлять смещением, то можно входной сигнал, на операционниках U3.1-U3.2 сдвинуть вниз.. таким образом чтобы постоянную составляющую обнулить (она будет учитана в значении сдвига) и анализировать полным разрешением АЦП наш сигнал - с амплитудой в 1 вольт..
на схеме сигнал VRef на U3.2 это сигнал с АЦП (опорное напряжение), а сигнал CHOFS на U3.1 это и есть PWM для формирования напряжения смещения входного сигнала...
по задумке если на выводе 3 U3.1 напряжение меньше VRef то на выходе U3.2 мы получим смещение сигнала вниз, если напряжение сигнала на 3 ноге U3.1 больше Vref - то смещение вверх..
(если я уже не перепутал... давно эти каскады симулировал в микросиме)


кстати, если заметили, в аналоговой схеме нет усиления - этим думаю добиться максимальной полосы пропускания, без завалов... (в микросиме получались совершенно космические значения, вплоть до 80 мгц до 6 дб)

кто нить может покритиковать идею ? что нужно поправить в голове и в схеме чтобы было правильно?

[ВитГо]

ОУ AD8065 имеет ограничение по синфазному входному напряжению вверху. Оно не дотягивает до +V типично на 2.6 В. Дальше сильно растет входной ток. При напряжении питания +3.3 В получается диапазон всего 0.7 В, что даже с делителем 1:20 позволит измерять только 14 В.

что то я запутался..
питание 8065 будет двуполярным +-3.3 вольта..
я рассчитывал на работу этого каскада на размахе в 5 вольт (+-2.5 вольта)

с этой схемой планируется к использованию щуп переключаемым делителем 1:10 / 1:1...

[Леонид Иванович]

Ну так посмотрите datasheet на этот ОУ. Там указан диапазон синфазного входного напряжения. При питании 3.3 В не получите 2.5 В. Вернее, получите, но с большими входными токами вверху диапазона.

Для того, чтобы обеспечить большой диапазон сдвига нулевой линии, этот сдвиг нужно вводить в первый каскад. Иначе входной ОУ войдет в ограничение, и грош-цена этому смещению.

[ВитГо]

Ну так посмотрите datasheet на этот ОУ. Там указан диапазон синфазного входного напряжения. При питании 3.3 В не получите 2.5 В. Вернее, получите, но с большими входными токами вверху диапазона.

можете посоветовать какой нить другой ОУ ?
я пробовал подбирать, но мой выбор: AD8034 забраковали по быстродействию...

Для того, чтобы обеспечить большой диапазон сдвига нулевой линии, этот сдвиг нужно вводить в первый каскад. Иначе входной ОУ войдет в ограничение, и грош-цена этому смещению.

согласен, тоже думал об этом.. но за основу решил взять неилскоп - чтобы быть уверенным хоть в части схемы, а не создавать новую с нуля..

[Arpad]

Каталоги смотреть, есть весьма приятная вещь, но когда зажат в рамки и тебе надо только пару штучек и это по цене, мизер никто с тобой, даже говорить не захочет, а не то что-то предпринять для решения вопроса. В 2011 был мне доступен только CERCAP 0.1/250V.
Вот сегодня мне доступно по Украине:
CERCAP 0.068/250V 1206 KX7R MUR CERCAP 1206 2,27 грн. в наличии
CERCAP 0.047/250V 1206 KX7R MUR CERCAP 1206 1,72 грн. в наличии 2-5 раб/ дней
CERCAP 0.1/250V 1206 KX7R MUR CERCAP 1206 1,74 грн. в наличии за 2-5 раб/ дней
CERCAP 0.1/250V 1812 KX7R MUR CERCAP 1812 2,21 грн. в наличии за 2-5 раб/ дней
CERCAP 0.1/500V 1812 KX7R HITA 15.16 грн. от 10 шт. за 7-15 раб/ дней
CERCAP 0.1/500V 1812 KX7R YAG 9.63 грн. от 10 шт. за 7-15 раб/ дней
Оказывается за прошедшие 2 года где-то, ассортимент вырос в РАЗЫ.
Старый анекдот из советского прошлого: в «ПРИНЦИПЕ» все что хочешь можно купить, но надо найти где оно находится и кто там завмаг.
Пару дней тому выставлял анонс про м/схему, который все наши пожелания (мечты) решает запросто, но есть проблемка в цене, оно на порядок больше чем могу себе позволить (279евро с доставкой плюс еще и таможня).
М/схема DRS3 является массивом Выборки и Хранения (быстрая аналоговая память на 12288 ячеек), способный сохранять выборки с 12 дифференциальных каналов ввода с
частотой дискретизации скоростью от 10 МSPS до 5 GSPS. Аналоговый сигнал сохраняет в 1024 выборки на канал, и может быть прочитан после взятия пробы через регистр сдвига с тактовой частотой 33 МГц для внешней оцифровки с относительно медленным АЦП. Оцифровки данных с DRS3 с внешним АЦП производится в пределах диапазона 10 - 40МSPS.

За прошедшую декаду здесь мусолили слово «oversampling» что сильно резало мне уши по смыслу, а сейчас еще надо будет запомнить еще и новое слово.

[ВитГо]

вот с вашей трактовкой полностью согласен !!

[Arpad]

кто нить может покритиковать идею ?

Никто не может критиковать по причине, не имея под руками аналога.

Рекомендуется собрать АЦП с драйвером и сгенерировать на плате СТМ32Ф407 допустим таймером8 противо-фазную меандр на ножках РВ1-РС8 и двумя подстроечниками
около 500 ом и еще одним резистором тоже около 500 ом подключенным к ножкам РВ1-РС8 получить размах в диапазоне нужным для АЦП тестируйте совместно с платой
СТМ32Ф407. И далее по этапам с короткими перебежками вперед, по учебному минному полю, где ошибка еще не катастрофа (беря 3 подстроечника упрощаете себе задачу) .

[ВитГо]

это понятно (к этому все и идет, как только доразбираюсь с dcmi), просто может быть ктото уже ходил этой дорогой и может ее показать... сам я больше программист, ну с цифрой еще дружу.. а вот с аналоговыми цепями очень тяжко ((

[Леонид Иванович]

мой выбор: AD8034 забраковали по быстродействию...

По синфазному входному он тоже хуже AD8065. Читайте внимательно даташиты, прежде чем предлагать кандидатуру. Надо сказать, что с таким низким напряжением питания большой размах не пройдет. Во "взрослых" осциллографах входной каскад питается напряжением не менее ±12 В, да и схемотехника там другая.

за основу решил взять неилскоп - чтобы быть уверенным хоть в части схемы, а не создавать новую с нуля..

Если речь не идет об осциллографе, сравнимом с промышленными, то так вполне можно делать.

[ВитГо]

хочется мобильный (карманный) осциллограф.. поэтому наверное питание в 3.3 вольта это максимум

получается оставить каскад на 8065 ?

а можно на каскаде повторителя (сразу после входного делителя сигнала) делать сразу и смещение ?
и вообще будет ли польза от смещения если допустим такой малый диапазон на входе усилителя ?

либо думать о преобразователе напряжения для питающих 12 вольт...

[Леонид Иванович]

При такой схемотехнике сделать смещение во входном буфере непросто. Ну а надо ли оно вообще, и в каком диапазоне, Вам решать. У осциллографов диапазон смещения бывает ±5..20 клеток. Для портативного осциллографа можно сделать смещение только в пределах экрана. Детально рассмотреть сигнал на фоне постоянного напряжения не получится, но это не так часто и нужно.

[ВитГо]

смещение не для экрана задумывалось... по экрану смещение программно проще сделать чем аппаратно городить...

может быть на входе должен стоять opa656 ? ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa656.pdf )
вроде как у него синфазный сигнал может быть до напряжения питания.. или я опять не туда смотрю ?

[Леонид Иванович]

Программное смещение ничего не даст. Вернее даст, но только в рамках диапазона АЦП. А если сигнал имеет большую постоянную составляющую?

OPA656 имеет допустимое синфазное -4.5..+2.75 В при питании ±5 В.