Цифровой осциллограф своими руками.

[Arpad]

За демонстрационную программу типа: работа 4-х внутренних АЦП с чередованием
Quad_ADC_InterleaveMode(STM32F303)
Помогу решить любой Ваш вопрос (в пределах темы, но предварительно нам надо согласовать задачу и возможности).
Типа:
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
(но надо получить не менее 18.0 Мега выборок)

[Sergi]

А можно сделать 2 канала по 2 АЦП с чередованием что бы получилось 2канала по 9(?)МГц?

[Arpad]

Без приборов оценить АЧХ входного делителя и усилителя очень трудно.

Ты был на верном пути, меня в молодости (40-45 лет назад, времена студенчества) старые спецы и читаемая мною литература напоминала «добившись,
получения сигнала прямоугольной формы" как имеешь его вид на промышленном, как и на своем. Имеешь уже полосу 5-8 раз больше чем частота поданного меандра.

На основе статьей «RM0316 Reference manual STM32F302xx, STM32F303xx and STM32F313xx advanced ARM-based 32-bit MCUs и STM32F30x ADC modes and application »
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
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
Если для СТМ32Ф4дискавери как-то удалось получить чередование 3-х АЦП то для СТМ32Ф3дискавери даже при 2-х у меня получается мусор а не на вход поданный сигнал.

[zöner]

А можно сделать 2 канала по 2 АЦП с чередованием что бы получилось 2канала по 9(?)МГц?

см аппноты 4195 и 3116:
http://www.st.com/st-web-ui/static/acti ... 069390.pdf
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257864

[Sergi]

В этих апнотах не указан режим с 4мя АЦП. Хотелось 1и2 в интерливе по дма сливать в один массив, 3и4 в другой.
Да еще с точностью 8 бит для повышения скорости.

[Arpad]

Хотелось 1и2 в интерливе по дма сливать в один массив, 3и4 в другой. Да еще с точностью 8 бит для повышения скорости.

Пора извлечь всем, заржавевший интеллект из сундука, и к делу, якобы родной исходник в приложении.

[Arpad]

Обещанное...
Три АЦП Ф4 для ВитГо ч.1

[ВитГо]

Обещанное...
Три АЦП Ф4 для ВитГо ч.1

неее, мне не это нужно..
я хотел код морды... захват с внутренних АЦП меня вообще не интересует..

гм.. ну чтобы не обижать, скажу что не совсем не интересует, но сейчас не интересует точно ))

[balmer]

При 2-х АЦП с чередованием и задержка по 7 АЦП клок 72/7=10.28 Мега выборок

А режим 2-х АЦП для 10.28 Мега выборок 12 бит нормально работает? Нет там какого подвоха?

[Arpad]

При 2-х АЦП с чередованием и задержка по 7 АЦП клок 72/7=10.28 Мега выборок

А режим 2-х АЦП для 10.28 Мега выборок 12 бит нормально работает? Нет там какого подвоха?

Подвох, хотелось - бы получить 10.28 Мега выборок с АЦП1и2 но можем только через АЦП1 и 3. Пытаясь работать через АЦП1и2 или АЦП3и4 получаем только один мусор. Может коллективный интеллект разберет родное от СТМ ADC_DualMode.rar [12.71 KiB] Насчет 12-бит, думаю 9-10 бит будет четко.
ADC_In_to_Led_out2(2).rar [41.16 KiB]
ADC_In_to_Led_out(1).rar [41.17 KiB]
Выше названные два файла выставлены мною, для владельцев Ф303 ибо родное «ADC_example» есть пример не рабочий, ранее в молодости думал, как это возможно печатать с явными ошибками, а здесь ошибки вроде намеренно вставлены.
Последнем файле описано как это надо сделать, но вероятно моих доморощенных знаний маловато, имея только корочку медика-химика.
STM32F30x ADC modes and application.pdf [725.42 KiB]

[balmer]

Подвох, хотелось - бы получить 10.28 Мега выборок с АЦП1и2

Хм, странно все это. Чувствую придется покупать STM32F302-F303 для экспериментов.
Просто даташит говорит кардинально обратное.

12.8 Dual ADC modes
ADC1 and ADC2 can be used together in dual mode (ADC1 is master)

На STM32F103-F107 кстати получал чистые 12 бит 1 MSps, правда не уверен что можно такое сделать на DISCOVERY платках. Там провода длинные и неэкранированные.

Кстати еще из разряда приколов. На STM32L получить чистые ADC 12 бит проще. Потому как он меньше потребляет, и соответственно меньше шума производит. А если усиление x10 перед ADC, то уже невредно и внешний кварц отключать во избежании наводок.

[Arpad]

Хм, странно все это. Чувствую придется покупать STM32F302-F303 для экспериментов.

Решение верное!
Даже хорошему повару мало услышать про изысканное от дюжины его пробовавших, мало также пару раз увидеть своими глазами,
а вот попробовавший сам на вкус, и он уже способен, верно оценить мнение других и свои прежние выводы также.

На STM32F103-F107 кстати получал чистые 12 бит 1 MSps,

С каким АЦП сравнивал из 14-16 разрядных.

....то уже невредно и внешний кварц отключать во избежании наводок.

Кварц имеет на минимум 2 порядка лучше стабильность чем встроенный генератор и отсюда АЦП будет проигрыше из-за нестабильности
тактирования особенно в высокочастотной части спектра входного сигнала

[62256]

только поставить вместо ключей 74ahc1g66 c питанием 5 вольт мультиплексор CD4051BC с питанием вольт на 12 (+-6в)... это позволит поднять входные напряжения в точках отбора сигнала с делителя

у ключей 405x есть две важные характеристики: сопротивление открытого ключа и емкость ноги. Эти две штуки формируют ФНЧ, с которым ничего не поделать. У CD серий это ограничивает примерно на 10-20 МГц возможную полосу, а вот такие же ключи из 74HC - позволяют дотянуть до 30-40МГц.

[zöner]

причем выходная емкость ключа - до 30пФ, вместе с сопротивлением канала и входной емкостью формирует RC П-фильтр. плюс crosstalk каналов.
то есть CD4051BC - можно сразу втопку.

[62256]

Я, конечно, не настаиваю, но Вы не понимаете принципов построения тракта вертикального отклонения осциллографов.

интересно, что программисты, вместо того, чтобы рубить бабло и получать удовольствие от своей супервыгодной и творческой профессии, почему-то берутся за осциллограф, где нужно быть (старыми нищими) радиотехниками и метрологами (поскольку осциллограф - это радиоизмерительный прибор по классификации). Конечно, при создании современного осциллографа программисты нужны - но как вспомогательный персонал, типа чертежников в прошлом.
Вот, к примеру, дешевый Hantek - его явно делали программисты.
Их фантазия в части возможных сигналов ограничивается меандрами положительной полярности амплитудой тройка-пятерка вольт. Однократные сигналы, отрицательные, высоковольтные и низковольтные, с большой скважностью, с большой пост.составляющей - это всё им на голову не налазит. А синусоидальные сигналы для них - это уже объект повышенного героизма, победа над ними при помощи sin(x)/x становится поводом для хвастовства в списке фич.

Теперь к делу. По поводу оценки полосы. Есть общепринятая эмпирическая формула: Полоса = 350 / время нарастания ПХ.
Время нарастания (длина фронта по уровням 10%-90%) положено смотреть от специальных генераторов (И1-14, И1-15 советские, у Тектрониксов есть приблуды специальные для этого на туннельных диодах).
В "домашних условиях" умная книга Analog_Circuits_Cookbook_2E.pdf на странице 140 рекомендует простой генератор крутого фронта на 74AC00. Но это - только одно-два положения переключателя В/дел.

Кстати, для цифрового осциллографа, думается мне, получить крутой фронт намного проще - он же однократно запоминающий и с предисторией, то есть достаточно коснуться входом предварительно заряженного конденсатора. Что скажете, Леонид Иванович?

[zöner]

с синусом как раз меньше всего проблем. Гораздо сложнее - достоверно, без искажений, снять сигнал с ключа какого-нибудь ШИМ-регулятора.
с меандром - не в тему, т.к. с цифрой проще напрямую - добавить цифровой буфер на шину и работать в режиме лог.анализатора.
требования по количеству и размеру клеток на экране для цифрового скопа вообще абсурдные, т.к. программно можно растянуть/сжать сколько нужно.
на экране 17" и больше 8 клеток как-то маловато.

[Arpad]

..... интересно, что программисты

По моему здесь программистов нет, или их не видно по их действиям.
Уважаемый 62256 просветите нас, что и в чем это мешало нашим конструкторам (копировщикам) осциллографов имея только выбор для входа 2П303, 2П307, 2П312 и 2ПС104.

[Леонид Иванович]

Кстати, для цифрового осциллографа, думается мне, получить крутой фронт намного проще - он же однократно запоминающий и с предисторией, то есть достаточно коснуться входом предварительно заряженного конденсатора. Что скажете, Леонид Иванович?

Коснуться без дребезга сложно. Подобные решения есть, но там используют ртутные герконы. Как мне кажется, желательно получить не однократный перепад, а периодическую последовательность импульсов, чтобы можно было задействовать эквивалентную дискретизацию. Иначе вряд ли получится рассмотреть ПХ с хорошей точностью.

Гораздо сложнее - достоверно, без искажений, снять сигнал с ключа какого-нибудь ШИМ-регулятора.

Достоверно снимать сигнал - это уже задача различных пробников, а не осциллографа. Он показывает то, что пришло на его входной разъем. Что касается ШИМ, то в силовой электронике типичные частоты всего десятки-сотни килогерц, это не так и много.

требования по количеству и размеру клеток на экране для цифрового скопа вообще абсурдные, т.к. программно можно растянуть/сжать сколько нужно.

Вот я и говорю, что тут в основном собрались люди, очень далёкие от осциллографостроения.

[62256]

По моему здесь программистов нет, или их не видно по их действиям.
Уважаемый 62256 просветите нас, что и в чем это мешало нашим конструкторам (копировщикам) осциллографов имея только выбор для входа 2П303, 2П307, 2П312 и 2ПС104.

емнип, кто-то тут оправдывал программистской специальностью - свою темень в схемотехнике (про метрологию и речи нет). Глядя на некоторые "осциллографы", очевидно, что их создатели - программисты, в лучшем случае - ПЛИСоводы. А осциллограф - это аналоговый измерительный прибор, независимо от того, что на некоторых участках применяется цифровое представление сигналов.

Насчет "выбор для входа" - вопрос не понял. Этих транзисторов с головой хватало для обычных преобразователей импеданса того времени, у буржуев аналогично. Не след забывать и про двухполосную схему, для нее был у нас 140УД14 (как во многих иностранных, например Hitachi, и советском С1-114).

[Sergi]

Хочу вернутся к основной теме.
Вот собственно собрал входной усилитель. Начал настраивать.
Время не стоит на месте, элементная база все более доступна и доступнее средства разработки.
Те же программы эмуляции дают довольно близкий результат к реальным параметрам. Да, есть некоторые уточнения (например ограничение амплитуды от напряжения питания), которые программисты могут и не учесть. Но общую картину я себе представляю как борьбу простоты (изготовления и настройки), цены (для меня это важно), качества и доступности компонентов. Я продвигаюсь к улучшениям по ступенькам. Вот первый мой осциллограф (для меня, для некоторых пусть пробник) Осциллограф+анализатор ОсА http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=62&t=61626 исправно работает почти 2 года. Теперь хочу сделать двухканальный и может позже более быстрый. С выпуском современных деталей (и повышением уровня собственных знаний) простота и цена сильно меняются.
В основном это касается обработки информации, а сбор и сохранение как раз и съедают весь бюджет.Поэтому аналоговая часть для меня - серьезная задача. Здесь борется цена,компактность,скорость и еще портативность.
Может мы поможем друг другу в схемотехнике, конструктивном построении, настройке? Например меня волнует вопрос компактности и взаимных помех, возбуждений, наводок. Достаточно ли собрать входной усилитель на отдельной плате с экранами, как экранировать каскады?
Для меня это хобби, я не претендую на параметры промышленных аппаратов, но и среди любительских не хочется отставать.
Всем спасибо за помощь. С уважением.