Цифровой осциллограф своими руками.

Arpad

TQ2_0.gif: (176.64 КБ) 314 скачиваний

Леонид Иванович писал(а):
Arpad писал(а):Одно дело коммутировать мощность 110 ватт (DC) и 125 ватт (АC) совсем другое микроамперы и милливольты где нет переноса метала и самоочищение контактов.

Это разные параметры: Max. switching power и Max. switching voltage. В любом случае, Max. switching voltage превышать нельзя. Выше - на свой страх и риск. Есть малогабаритные реле, у которых Max. switching voltage 250 V AC, например, Fujitsu FTR-B3 или NEC EB2.
На Береговском радиозаводе в кон. 2010 и нач. 2011 года выполнялись работы по теме: Изучение возможности прямой замены релейной продукции на более дешевые с аналогичными параметрами и внешним видом. Заказчик местный «Флекстроникс», исполнителями были они и специалисты завода и «Берточ», и дипломанты-практиканты, в прошлом оба завода были филиалами «Северной Зари». Получу их данные – выставлю. Практически большинство бистабильных из общей кучи прошедшие все издевательства достались мне. Проверялись реле и на пробой также при предельных для заказчика значениях в диапазоне 300 - 800 Вольт, на установке УПУ-1.

Реклама

Леонид Иванович

ВитГо, ошибаетесь. Экран осциллографа - это 8 клеток по вертикали. Например, 1 В/Дел. даст шкалу 8 В. Поэтому чтобы получить коэффициент отклонения 1 В/Дел., нужно коэффициент передачи тракта сделать таким, чтобы шкала АЦП составляла 8 В. Можно, конечно, сделать больше, а при выводе обрезать. Но при этом будет теряться динамический диапазон, который из без того малый. Иногда оставляют небольшой запас для цифровой калибровки, но это не более 10 - 20%.

Ну а насчет постоянного смещения - программно там сделать ничего нельзя, если входной сигнал + смещение не влезает в динамический диапазон входного усилителя. Поэтому расчет коэффициентов деления аттенюатора и коэффициентов усиления делается на основе желаемого ряда коэффициентов отклонения, желаемого диапазона сдвига луча и шкалы АЦП. Ошибки проектирования аналоговой части программно исправить не получится.

Насчет подстроечников - в Rigol 1102 стоит 22 пФ постоянный, а последовательно подстроечник 4 - 30 пФ. Расчет делается на то, что суммарная емкость после регулировки будет близка к номинальной, которая около 10 пФ.

Кстати, в делителях Tektronix TDS2012 вообще ни одного подстроечника нет, все конденсаторы - постоянные. Надеются на культуру производства.

Реклама

ВитГо

Леонид Иванович писал(а):ВитГо, ошибаетесь. Экран осциллографа - это 8 клеток по вертикали. Например, 1 В/Дел. даст шкалу 8 В. Поэтому чтобы получить коэффициент отклонения 1 В/Дел., нужно коэффициент передачи тракта сделать таким, чтобы шкала АЦП составляла 8 В. Можно, конечно, сделать больше, а при выводе обрезать. Но при этом будет теряться динамический диапазон, который из без того малый. Иногда оставляют небольшой запас для цифровой калибровки, но это не более 10 - 20%.

На входе 8 вольт,
применяем делитель 1:20, получаем 0.4 вольта после повторителя
0.4 вольта отбираем с коэффициентом 1:1
усиливаем на оконечнике в 2 раза => получаем 0.8 вольта
сдвигаем для АЦП на 1.25 (1.5 вольта)
0.8 вольта / 0.004 вольта (разрешение АЦП) = 200 отсчетов

сколько вам нужно клеток ? с каким разрешением ?
1в\дел - я вам нарисую 10 клеток с 25 отсчетами внутри каждой клетки.. если очень нужно сделаю масштаб экрана по сигналу...

на счет потери динамического диапазона - тут ничего не сделаешь.. 20 % потерял в вашем примере... но это думаю общая проблема всех цифровых осциллографов.. нужно переходить на 10-12-16 битные АЦП ! но они стоят как самолеты !

Леонид Иванович писал(а):Ну а насчет постоянного смещения - программно там сделать ничего нельзя, если входной сигнал + смещение не влезает в динамический диапазон входного усилителя. Поэтому расчет коэффициентов деления аттенюатора и коэффициентов усиления делается на основе желаемого ряда коэффициентов отклонения, желаемого диапазона сдвига луча и шкалы АЦП.

сделать можно !!
нужно только сделать изменяемое смещение ! причем не только вверх, но и вниз !!!!
та схема которую предложил Sergi позволяет это !! эхх.. на работе сейчас, домой приду выложу симуляцию выхода по изменению напряжения смещения.. очень занятные эффекты можно за счет этого получить !!

Леонид Иванович писал(а):Насчет подстроечников - в Rigol 1102 стоит 22 пФ постоянный, а последовательно подстроечник 4 - 30 пФ. Расчет делается на то, что суммарная емкость после регулировки будет близка к номинальной, которая около 10 пФ.

гм.. а остальные 12 пф - это емкость монтажа ? (я правильно понимаю что на входе должно быть 22 пф ?... повторяю уже одни и те же вопросы.. просто чтобы небыло разнопонимания переспрашиваю)
а как то оценить емкость монтажа можно ?
или самое самое самое интересное начнется когда я начну плату разводить ?

Леонид Иванович

ВитГо писал(а):0.8 вольта / 0.004 вольта (разрешение АЦП) = 200 отсчетов

Для АЦП со шкалой 1 В расчет вполне приемлемый. То же самое нужно проделать для всех желаемых коэффициентов отклонения.

ВитГо писал(а):сколько вам нужно клеток ? с каким разрешением ?
1в\дел - я вам нарисую 10 клеток

На экране осциллографа по вертикали всегда 8 клеток. Отсебятина тут будет смотреться как ламерство. А с каким разрешением - это уже не важно, как получится.

ВитГо писал(а):нужно только сделать изменяемое смещение ! причем не только вверх, но и вниз !!!!

Это понятно, что вверх и вниз. Только сигнал + смещение должен умещаться в динамический диапазон входного усилителя. Иначе смещать во втором каскаде сигнал, ограниченный первым каскадом, никакого смысла нет - информация о форме потеряна.

ВитГо писал(а):а остальные 12 пф - это емкость монтажа ?

Нет, там при включении делителя еще и постоянная емкость 11 пФ со входа на землю подключается.

ВитГо писал(а):а как то оценить емкость монтажа можно ?

Проще всего подобрать номиналы при настройке реальной платы.

ВитГо писал(а):или самое самое самое интересное начнется когда я начну плату разводить ?

На частотах пару десятков мегагерц особых проблем не будет, хотя разводить, конечно, нужно аккуратно. Когда-то проектировал усилитель для осциллографа с полосой 200 МГц, там, конечно, сложнее.

Реклама

ВитГо

Леонид Иванович писал(а):Насчет подстроечников - в Rigol 1102 стоит 22 пФ постоянный, а последовательно подстроечник 4 - 30 пФ. Расчет делается на то, что суммарная емкость после регулировки будет близка к номинальной, которая около 10 пФ.

Кстати, в делителях Tektronix TDS2012 вообще ни одного подстроечника нет, все конденсаторы - постоянные. Надеются на культуру производства.

А где можно скачать их схемы ?
что то TDS2012 не могу найти

только продажа да инструкции попадаются

Реклама

Arpad

Sergi писал(а):Это я понял, как ФМ-детектор,спасибо.
Собственно хотел узнать физическую зависимость (формулу) типа фронт 20в/мкс соответствует 5МГц полосы пропускания (при 1в амплитуды).
Без приборов оценить АЧХ входного делителя и усилителя очень трудно.

фронт 30в/мкс соответствует 5МГц (начальный участок 0-30 градусов до 0.5 В требует не менее 30в/мкс)

Реклама

ВитГо

Леонид Иванович писал(а): На экране осциллографа по вертикали всегда 8 клеток. Отсебятина тут будет смотреться как ламерство. А с каким разрешением - это уже не важно, как получится.

гм.. понял, учту (дома пересчитаю клетки у С1-73.. я как то не думал что есть некоторый фактический стандарт на это... !)

Леонид Иванович писал(а):
ВитГо писал(а):нужно только сделать изменяемое смещение ! причем не только вверх, но и вниз !!!!
Это понятно, что вверх и вниз. Только сигнал + смещение должен умещаться в динамический диапазон входного усилителя. Иначе смещать во втором каскаде сигнал, ограниченный первым каскадом, никакого смысла нет - информация о форме потеряна.

угу.. полностью согласен

Леонид Иванович

ВитГо писал(а):А где можно скачать их схемы ? что то TDS2012 не могу найти только продажа да инструкции попадаются

Схемы нет, есть только фото платы:

По количеству клеток бывают исключения, типа С1-73, но в основном экран 8 х 10 клеток.

Arpad

Мне кажется экраны 8 х 10 клеток это прерогатива двулучевых трубок.
Экраны 6 на 10 клеток такое в основном, все мои С1-73, С1-75 и С1-79, из них 75 и 79 имеют трубу
со спиральной отклоняющей системой. Помню, экран 8 на 10 клеток имеют двулучевые типа С1-55, С1-74.
С1-74 респект.

Chettuser

Щас посмотрел на работе:
C1-220 8*10
C1-65A 8*10
C1-157 8*10
Только они не двухлучевые, а двухканальные

Леонид Иванович

Практически все современные осциллографы имеют экран 8 х 10 клеток:

Arpad

Chettuser писал(а):Щас посмотрел на работе:
C1-220 8*10
C1-65A 8*10
C1-157 8*10
Только они не двухлучевые, а двухканальные

Вспомнил, про C1-65A 8*10 он одно лучевой вроде не стоял он в моем окружении, да и то надо учесть,
был разработчиком почти 27 лет назад и все по памяти.

Chettuser

Тьфу! ну да С1-65А - одноканальный, чё это я...

Arpad

Кому, что дано то надо ценить.

ВитГо

Arpad писал(а):Кому, что дано то надо ценить.

это без аналоговой части ? (сигнал с DAC ?)

а вообще красота !

Arpad

ВитГо писал(а):
Arpad писал(а):Кому, что дано то надо ценить.
это без аналоговой части ? (сигнал с DAC ?)

Без аналоговой части сигнал с DAC и таймера через RC цепочку 430 Ом 1нF на 2 АЦП

ВитГо

SERGI !!! тебя опередили !

Sergi

Спасибо, Arpad!
Собрал один канал полностью, хочу оценить полосу пропускания и поставить компенсирующие конденсаторы для выравнивания АЧХ.

Оценил по меандру. Понял что такой способ не подходит.Внутренние низкоомные делители на 2 и 5
на полосу не влияют (почти не заметил), а основной высокоомный (500к-475к-25к) все режет.
Завтра попробую настроить.

ВитГо

рисую потихоньку

Sergi

Полоса пропускания по уровню +-0.83дБ --минимум 6.7МГц во всех диапазонах усиления, срез -20дБ при 14МГц
Расчетные делители от 10мВ/дел до 10В/дел.
Это уже работает. Остался входной делитель 1:2, 1:40.