Цифровой осциллограф своими руками.

[ВитГо]

Паять LQFP и TSSOP - по сложности то же самое

один шаг 0.8 другой 0.5.. почти в половину плотнее !!

[zöner]

один шаг 0.8

у AD928x шаг 0.65. Я особой разницы при пайке не заметил.

[ВитГо]

читайте выше - на F303 можно получить и 28 при чередовании каналов.
на Ф40х - до 60 с дополнительным регистром, но с внешним АЦП.

ну я пока этого не вижу..

сложность примерно одинаковая, в СТМ даже проще - настроили АЦП/ДМА, пуск, и ждем заполнения буфера.

угу, расскажите это тем кто сидит на авр )

кстати в даташитах бывают ошибки !! и особенно у стм я как то находил парочку.. еще по меньшей мере об одном знаю... так что это не редкость и не исключение...

[ВитГо]

вот если бы получить 32 мспс (захватом данных с ацп через fsmc) - то это уже интересно !!

читайте выше - на F303 можно получить и 28 при чередовании каналов.
на Ф40х - до 60 с дополнительным регистром, но с внешним АЦП.

почему до 60 ?
там 2 такта на одну выборку
можно выбирать сразу 16 бит...
в принципе с внешним регистром и плясками можно до 32*2=64 мспс получить....


гм.. хотя меня почему то dcmi больше привлекает...

[Arpad]

Уважаемые ВитГо и Zöner проблема простая, несмотря на все заверения даташитов, мне не удалось получить прирост в скорости АЦП, обещанную получить путем уменьшения разрядности преобразования АЦП. Только получаю рост или уменьшения высоты графика в зависимости от заданной разрядности в регистре для Ф407 ADC_CR1 Bits_25:24 RES[1:0]: Resolution или в регистре для Ф303 (ADCx_CFGR, x=1..4) Bit_4:3 RES[1:0]: Data resolution
Если для Ф407 удалось получить чередование 3-х АЦП то для Ф303 вообще мусор.
Проверка скорости преобразования АЦП простая, оцифровается меандр известной частоты и считаем точки на период на полученном графике.

[zöner]

почему до 60 ? там 2 такта на одну выборку можно выбирать сразу 16 бит...

на АЦП подаем 60М, в регистр пишем 8 бит на 30М, FSMC читает на 30М сразу 16 бит: предыдущий семпл из регистра + текущий из АЦП.

3-х АЦП то для Ф303 вообще мусор

нужно копать, в принципе F3Discovery - в наличии.

[ВитГо]

почему до 60 ? там 2 такта на одну выборку можно выбирать сразу 16 бит...

на АЦП подаем 60М, в регистр пишем 8 бит на 30М, FSMC читает на 30М сразу 16 бит: предыдущий семпл из регистра + текущий из АЦП.[

частота fsmc 32 мгц...

[Arpad]

нужно копать, в принципе F3Discovery - в наличии.

Этотс для F3Discovery и надо еще 1 переменный резистор на 3-10к его подвижный контакт через 300- 680ом на ножку РС1 оставшиеся крайние на +3В и землю.
Будет шагающая светодиодная точка или зажигание светодиодов по дуге до полного круга.

[Arpad]

.... речь шла о F303, у которого 12 бит на 5msps, а на 8 битах - уже 7msps, то есть теоретически можно выжать 28msps в режиме чередования:

К сожалению, мои теоретические прикидки не настолько радужные:
На основе статьей «RM0316 Reference manual STM32F302xx, STM32F303xx and STM32F313xx advanced ARM-based 32-bit MCUs
и STM32F30x ADC modes and application » будем их считать за «АКСИОМУ»
принимаемое в рамках данной теории истинным без требования доказательств.
12- бит преобразование =
12.5 АЦП клок + мин. Выборки 1.5 АЦП клок = 14 АЦП клок 72/14=5.14 Мега выборок
При 2-х АЦП с чередованием и задержка по 7 АЦП клок 72/7=10.28 Мега выборок
При 3-х АЦП с чередованием надо ввести время выборки 2.5 АЦП клок = 15 АЦП клок
и задержка по 5 АЦП клок получим уже 72/5=14.4 Мега выборок
При желании работать с 4-х АЦП с чередованием - одни проблемы без выигрыша

10- бит преобразование =
10.5 АЦП клок + мин. Выборка 1.5 АЦП клок = 12 АЦП клок 72/12=6.0 Мега выборок
При 2-х АЦП с чередованием и задержка по 6 АЦП клок 72/6=12.0 Мега выборок
При 3-х АЦП с чередованием надо ввести время выборки 4.5 АЦП клок = 15 АЦП клок
и задержка по 5 АЦП клок получим уже 72/5=14.4 Мега выборок (те же как и при 12- бит но время выборки 4.5 вместо 2.5 может дать что-то)
При 4-х АЦП с чередованием
10.5 АЦП клок + мин. Выборка 1.5 АЦП клок = 12 АЦП клок и задержка по 3 АЦП клок даст вроде 72/3=24.0 Мега выборок

8- бит преобразование =
8.5 АЦП клок + мин. Выборка 1.5 АЦП клок = 10 АЦП клок 72/10=7.2 Мега выборок
При 2-х АЦП с чередованием и задержка по 5 АЦП клок 72/5=14.4 Мега выборок
При 3-х АЦП с чередованием «НЕТ Подходящих констант!!»
При 4-х АЦП с чередованием «НЕТ Подходящих констант!!»
Только маленькая проблемка имеется, Ф303 начхал на мои пожелания перейти на 8-10 бит моде и соответственно
увеличить скорость преобразования и только меняет размах сигнала Bit_4:3 RES[1:0]: Data resolution

[zöner]

72M - тоже не аксиома, можно и до 100 погнать.
и во время измерения ложить спать ядро, чтобы не мешало ДМА

[Arpad]

72M - тоже не аксиома, можно и до 100 погнать.
и во время измерения ложить спать ядро, чтобы не мешало ДМА

Мой кореш тоже любитель всякого типа разгона, его Ф303 почему-то отказал выполнить
родную демопрограмму с кварцем на 9.5, 10.24, 12.0, и 12.5МГц, а на 9.245МГц уже все моргает и вот он и вернул перемычку с МСО на место и баста.
ДМА – это только дополнительный бонус, ведь возможности ядра в разы выше и проще.

Только маленькая проблемка имеется, Ф407 и Ф303 чхал на пожелания перейти на 6-8-10 бит режим и соответственно увеличить скорость преобразования,
и они только уверенно меняют размах меандра на экране в зависимости от значения «Data resolution»
RES[1:0]:
00: 12-bit
01: 10-bit
10: 8-bit
11: 6-bit
Методика проверки скорости преобразования заданного АЦП простая, оцифровывается меандр известной частоты и считаем количество выведенных точек на экране за период,
или считаем количество периодов на экране, сколько было и сколько стало, но это грубее.

[Arpad]

Тишина, вероятно все начали дорабатывать свои F3Discovery ….

[Sergi]

Пока не основательно прочитал ref man. В f303vct6 есть встроенные оу? и если есть то можно ли их использовать в чередовании каналов ацп?

[zöner]

и если есть то можно ли их использовать в чередовании каналов ацп?

использовать можно, только bandwidth маловато. Для одноканального режима в принципе покатит, жаль с PGA при большом усилении падает частота. Но входной буфер все равно нужен:




Компаратор для триггера в High-speed mode тоже может пригодиться:

[Sergi]

Спасибо, разбираюсь дальше.

[ВитГо]

если кого заинтересует вчера я запустил DCMI на частоте 84 мгц... (источник частоты MCO микроконтроллера)
правда пока это только техническая проверка возможности блока захвата (в память не сохраняю)..
(при 168 мгц - DCMI не заработал )

на этой неделе планирую дописать сохранение результатов в память при помощи DMA
в принципе скорость сохранения в память будет в 4 раза меньше скорости захвата, то есть 21 мспс - не думаю что здесь меня будет ожидать какой то сюрприз... по даташиту скорость захвата должна быть в 2.5 раза меньше такта - но это общее значение (в том числе для захватов 10 и 14 бит - а это уже запись в память в 2 раза чаще чем при 8ми битном захвате)


очень сильно нуждаюсь в простой входной части... с полосой пропускания до 25-50 мгц... (если не помогут то начну эксперименты над схемой которую давал выше...)

в принципе сейчас структурная схема очень простая:
аналоговая часть - ацп - STM32F4 = далее либо usb либо дисплей (получается хамелеон-2, да простят меня его создатели за то что использую название их продукта...)
захватывать планирую по 64-128 кб в ОЗУ при помощи DCMI.. потом программно проводить поиск синхронизации и усреднение..
причем есть возможность (силами DMA) начинать процесс обработки захваченного буфера не дожидаясь окончания захвата (там есть признак того что захвачена половина... - вот с этого момента планирую и стартовать обработку)
частоту преобразования так же можно менять меняя делитель и источник MCO - диапазон достаточно широк, максимальный делитель MCO = 5 (1,2,3,4,5) источники MCO либо PLLCLK (168 мгц) либо HSE (у меня кварц на 8 мгц.. в принципе можно будет поставить на 25 мгц чтобы получить большую шкалу частот)
таким образом для источника PLLCLK получаем ряд частот захвата: 84, 56, 42, 33.6 мгц
для источника HSE=8 мгц - 8, 4, 2.66(6), 2, 1.6 мгц
для источника HSE=25 мгц - 25, 12.5, 8.33(3), 6.25, 5 мгц
(эхх. чую придется мне перепаивать на плате кварц на 25 мгц вместо 8..)
либо можно менять частоту PLLCLK и таким образом менять частоту захвата.. правда в этом случае возможно не ко всем частотам удасться подобрать коэффициенты для работы USB (там обязательно нужно получить опорную частоту в 48 мгц)

так же стоит вопрос о быстром 4х битном счетчике... частота работы 168 мгц... не делать же из ПЛИС ? или есть какие нить очень мелкие плис с числом ног 10-15 и рабочей частотой под 200 мгц ? - это задел на будущее - попытка увеличить эквивалентную скорость захвата (нечто вроде стробоскопа, но с грубой оценкой времени от момента синхронизации до момента захвата ДЛЯ КАЖДОГО ЗАХВАТА АЦП.. это не классический стробоскоп (о нем я писал выше), но думаю свои плюсы у него есть) у меня DCMI захватывает до 14 бит.. 8 бит это данные АЦП и вот еще 4-6 бит (значение счетчика) можно использовать для сохранения времени которое прошло от момента синхронизации (по уровню) до момента захвата)

[Леонид Иванович]

очень сильно нуждаюсь в простой входной части...

Есть такая. От NeilScope.

[ВитГо]

Эту видел..
но если уже сейчас здесь мы обсуждаем ее недостатки (как например малый диапазон входн. диф. сигнала, усиление в выходном каскаде (в 10 раз что неизбежно в ведет к сужению полосы пропускания) - то может быть стоит подумать над чем то лучшем ?

[Леонид Иванович]

Тогда логично было бы подумать об осциллографе в целом лучше, чем NeilScope. То, что Вы предлагаете реализовать на STM32 без ПЛИС, будет хуже, чем NeilScope. Зачем тогда вообще тратить силы и время? Просто повторите готовую конструкцию - и всё.

[ВитГо]

Тогда логично было бы подумать об осциллографе в целом лучше, чем NeilScope. То, что Вы предлагаете реализовать на STM32 без ПЛИС, будет хуже, чем NeilScope. Зачем тогда вообще тратить силы и время? Просто повторите готовую конструкцию - и всё.

у нейлскопа единственный плюс это обработка потока на лету силами плис..
даже по частоте захвата он насколько я помню слабее (у него ведь 60 мспс на канал ?)*** - посмотрел на сайте ! я был не прав, нейл скоп по частоте сильнее, 100 мспс на канал ! так что тут я был не прав

да на плис реально сделать захват с момента синхронизации, и усреднение.. но кому это нужно ?

для абсолютного большинства применений наличие задержки между захватом и выводом на экран в 10 мс - ничего не решает... (ну если кто успевает увидить и проанализировать увиденную разницу между двумя сигналами захваченными с разницей в 10 мс - тем конечно этот осцилл будет не интересен, но думаю таких среди нас просто нет)

так же ничего не решает выводиться ли каждый захват на экран или пачками через какой то промежуток времени (потому что все мы прекрасно понимаем что нет таких дисплеев которые бы столь быстро выводили на экран, ну кроме ЭЛТ..)

и коль оба выше приведенных утверждения верны - то нафига эта погоня за "онлайновостью" захвата ?
я спокойно захвачу 60-100 кб данных, и уже потом найду в них момент синхронизации, и потом сделаю необходимую обработку и выведу на экран..

к слову на экране в ширину все равно 320 пикселов.. ну пусть даже 1000 точек возьму для построения.. у меня все равно останется еще 59-99 кб данных для поиска синхры..

опять таки, хоть и не воспринимают хамелеон всерьез - но он работает именно так..
опять таки недавно видел осциллограф (в журнале радио его печатали кажется) который работает в стробоскопическом режиме (и показывает нехилые возможности по сравнению с хамелеоном) - и он тоже не работает в "онлайне", а захватывает множество отстоящих друг от друга состояний сигнала и потом сводит это в единую картинку... - и он тоже востребован и в чем то превосходит хамелеон..


я понимаю что я не получу настоящий промышленный осцилл (ну ладно, я не получу и полупрофессиональный осцилл) - но я пока такой цели и не ставлю..
а вот получить базу для дальнейшей разработки, этакий хамелеон, но с частотой дискретизации в 84 мспс (то есть более чем в 16 раз быстрее оригинала), причем это должна быть компактная конструкция...

а вот потом буду думать над остальным его дооснащением...

p.s. если кто заметил я тут не затрагиваю сложность самого нейлскопа.. да, да, я самый новичек из всех участвующих в этом обсуждении, но я на самом деле с ПЛИС проекты не делал.. (писал тесты, игрался с тем или иным функционалом, но не более).. и для меня проект с СТМ32 + ПЛИС достаточно сложен и с технической точки зрения, и со стоимостной, и с программной.. - соответственно если я до него не до рос, то и заморачиваться пока не буду... соберу что нить по проще