Цифровой осциллограф своими руками.

[zöner]

При напряжении 2,76Вольт на щупах тестера Ц4354-М1 8 последовательно включенных диодов Д104 в прямом направлении имеют около 5Мом, ток течет на уровне 0.55мкА

вы выбрали неправильные диоды - у них по документам ток до 100мкА. У BAV199 меньше 1нА.

[Arpad]

При напряжении 2,76Вольт на щупах тестера Ц4354-М1 8 последовательно включенных диодов Д104 в прямом направлении имеют около 5Мом, ток течет на уровне 0.55мкА

вы выбрали неправильные диоды - у них по документам ток до 100мкА. У BAV199 меньше 1нА.

Ток = 100мкА. Это параметр отказа прибора и завал на периодических испытаниях;
при 125 градусах и обратном напряжении 100Вольт (в цехе при 150 Вольт ХЗПП цех №9).
BAV199 меньше 1нА. Это при нормальных условиях Д104 имел хуже, но токи там мерялись световыми гальванометрами и снят с производства середине 80-х
VR = 75 V; Tj = 150 °C 3 - 80 nA Такой параметр вызывает восторг и если это правда то за
30 лет разницы между приборами есть прогресс на 2 порядка по обратным токам.
Мой пример: 8 последовательно включенных диодов Д104 в прямом направлении имеют около 5Мом, ток течет на уровне 0.55мкА,
при 6-и диодах уже 1.4 Мом 2 мкА, при 5-и 0.7 Мом(4 мкА) и при 4-х 0.3 Мом (9 мкА).
Прямое падение на переходе или при напряжении на переходе течет такой ток.
2,76Вольт /8шт.= 0.355Вольт ток 0.55 мкА
2,76Вольт /6шт.= 0.46Вольт ток 2 мкА
2,76Вольт /5шт.= 0.55Вольт ток 4 мкА
2,76Вольт /4шт.= 0.69Вольт ток 9 мкА

[Леонид Иванович]

Создаете проблему на пустом месте. Емкость защитных диодов - ничто по сравнению с номинальной входной емкостью прибора. От диодов требуется только низкий ток утечки - и всё.

[Arpad]

Создаете проблему на пустом месте. Емкость защитных диодов - ничто по сравнению с номинальной входной емкостью прибора. От диодов требуется только низкий ток утечки - и всё.

На многих входах забугорных скопов видел надпись 1Мом 20 пФ
На совдеповских ниже 25-30 пФ не припоминаю.

Во всяком случае, необходимо минимизировать емкость на входе буфера ,он и сам имеет 1.5-3 пФ и без защитных диодов частотка возможно была-бы лучше, но ненадолго, и также нельзя забывать об емкости монтажа входного каскада, где итак все высокоомное. Емкостя в высокомных цепях всегда стараются держать на возможном минимуме.
1 пикофарад на 0.1 МГц имеет 1.59 Мом
1 пикофарад на 1 МГц имеет 159 ком
1 пикофарад на 10 МГц имеет 15,9 ком
1 пикофарад на 50 МГц имеет 3.2 ком

[ВитГо]

вопрос по входному делителю (см. вложение)

если нужно стремиться к минимальной входной емкости то почему бы тогда на схеме CV5 не поставить меньшей емкости ? (конечно с последующим пересчетом остальных емкостей по цепочке)

p.s. кто понимает - проверьте пожалуйста, правильно я емкости рассчитал ? планируется делитель с отводами 1:5 \ 1:50

[Леонид Иванович]

если нужно стремиться к минимальной входной емкости

К минимальной входной емкости стремиться не надо. Она должна быть номинальной. Для входа осциллографа это 20 - 30 пФ, при таких значениях делитель внешнего щупа может быть скомпенсирован.

проверьте пожалуйста, правильно я емкости рассчитал ?

Емкости должны быть обратно пропорциональны звеньям делителя, а емкость, приведенная ко входу, должна быть номинальной. Только еще с учетом паразитной емкости. Проверить правильность расчетов можно моделированием делителя. Для широкополосных делителей нужно еще учитывать паразитные индуктивности и паразитные емкости с любой точки делителя на землю. Для компенсации всего этого используются небольшие последовательные резисторы, которые подбираются экспериментально. Но в данном случае полоса не очень широкая, можно и без этого.

[ВитГо]

Спасибо !

Леонид Иванович, я помню вы говорили что AD8065 в схеме включения neil scope будет работать только при низком уровне входного сигнала.. а каком именно ? до 1 вольта или до 0.1-0.2 вольта ?

p.s. просто 8065 у меня есть в наличии, а opa354 придется заказывать..
на входе мне нужен размах не более 1 вольта... по даташиту при напряжении +-3 вольта я этот размах получаю совсем на пределе ?

[Леонид Иванович]

Согласно типовым характеристикам вход AD8065 не дотягивает до +питания на 2.5 В. Поэтому лучше увеличить напряжение питания.

[Arpad]

p.s. просто 8065 у меня есть в наличии, а opa354 придется заказывать..

Пока собери на 8065 с +/-3В оцени с прямоуголками и синусом и что есть на выходе 8065, затем перейди на +5В/-3В и прикинь снова что получил.
Опыт дело наживное, будет база для сравнения с opa354, которого думаю здесь нет ни у кого.

[ВитГо]

у меня сейчас эффективность использования разрешения АЦП сейчас примерно 74-76% (не менее 188-189 отсчетов на диапазоне от 0,38 до 38 вольт на входе), но для этого нужен размах на входе не более 1 вольта...

поэтому наверное 354 просится

[Arpad]

поэтому наверное 354 просится

АД8065 и opa354 вроде имеют одинаковые расположения выводов в корпусе, но можно и ждать.

[Arpad]

у меня сейчас эффективность использования разрешения АЦП сейчас примерно 74-76% (не менее 188-189 отсчетов на диапазоне от 0,38 до 38 вольт на входе), но для этого нужен размах на входе не более 1 вольта...

Любопытно, при скольких вариантах сетки на экране, можно такое получить.
Но по моему, нельзя игнорировать традиции 1/2/5/ которое есть везде в приборах.

[ВитГо]

поэтому наверное 354 просится

АД8065 и opa354 вроде имеют одинаковые расположения выводов в корпусе, но можно и ждать.

да, в sot-23 без проблем поменять..

мне нужна амплитуда на входе до 1 вольта, поэтому использовать 8065 - фактически бестолку, аналог правильно работать не будет

[balmer]

кто чем, кроме кряченого Кейла (ибо в бесплатном ограничение на размер кода), пользуется ?

gcc использую.

[ВитГо]

Любопытно, при скольких вариантах сетки на экране, можно такое получить.

что значит при скольких вариантах сетки ?
на экране будет то - что пользователь желает видеть !! фактически на экран сигнал будет масштабироваться, таким образом чтобы получить стандартные варианты сетки..

Спойлер

сама же оцифровка с максимально возможным разрешением преследует, например, цель получить оцифрованный сигнал даже с постоянной составляющей в 5-10 раз превосходящей пульсации.. (ну правда для этого я еще и другой механизм запроектировал, его вклад будет наверное такой же как и максимальное разрешение)

Но по моему, нельзя игнорировать традиции 1/2/5/ которое есть везде в приборах.

а кто сказал об игнорировании ?

помоему мы здесь подменили понятие делителя в виде органа управления для пользователя (который влияет на отображение сигнала на экране прибора) с понятием делителя который используется в преобразовании при самой оцифровке сигнала.. - это разные понятия !!! цель первого - дать пользователю стандартную шкалу на экране, цель второго - получить максимально возможное разрешение сигнала в данных АЦП

у меня сейчас разрешение сигнала не менее 75% (от 0 до 190 ед.) от максимального разрешения АЦП (255), и в принципе я думаю на этом остановиться - дальше улучшаться можно, но становиться уже слишком "накладно"

и вот после захвата, вопрос о том как получить 1/2/5/10/20/50 или еще какие коэффициенты - это уже фактически вопрос как полученные данные интерпретировать и отображать на сетке (без сетки)

для пользователя я обязательно сделаю стандартный набор "делителей" (а в реале набор шагов сетки вольт/дел) хоть 1/2/5/10/20/50, хоть какой то экзотический 1/2/3/4/5/6/8/9/10 и так далее - это уже будет вопрос математики (сами данные уже захвачены, причем с максимально возможным разрешением), а не вопрос входного тракта с АЦП.

Спойлер

сейчас подумалось:
конечно сделать делитель с коэффициентами 1/2/5 заманчиво - тогда не придется программно ничего мудрить - на выходе из АЦП уже будут данные нужного формата.. - но это в теории, да еще без входного грубого делителя (с отводами 1 / 100 или 2 / 20 или 5/ 50). в реале же такой набор делителей в цифре приводит к существенному разрыву диапазона значений АЦП при увеличении амплитуды сигнала

[62256]

Фраза «И будет защита от защит.» говорит о следующем: сначала при перегрузке выгорят внутренние диоды (защитные)
затем к делу приступят диоды BAV99 последовательные ((предложенные по снижению емкости)) но входу уже давно каюк.

это верно в частном случае - на входе непосредственно операционный усилитель.
Однако, в очень многих осциллографах на входе - полевой транзистор. У которого нет защитных диодов, и который допускает затворное напряжение значительно больше, чем рельсы питания.
А в случае операционника - между защитными диодами и входом операционника ставится резистор небольшого номинала, выполняющий сразу несколько полезных ролей. В том числе - ограничение тока, возникающего на разнице падения внутренних диодов и наружных.

[62256]

у меня сейчас эффективность использования разрешения АЦП сейчас примерно 74-76% (не менее 188-189 отсчетов на диапазоне от 0,38 до 38 вольт на входе), но для этого нужен размах на входе не более 1 вольта..

ну говорят же вам - забейте на это разрешение. Всё равно младшие разряды утонут в шуме. Делайте как все: 1-2-5

[ВитГо]

ну говорят же вам - забейте на это разрешение. Всё равно младшие разряды утонут в шуме. Делайте как все: 1-2-5

если "младшие разряды утонут в шуме" - то в первую очередь это опасно для делителя 1-2-5 - это при нем АЦП работает МЛАДШИМИ РАЗРЯДАМИ при малом уровне входного сигнала...

у меня как раз прямо противоположная ситуация - АЦП работает почти всегда при полном размахе (от 189 до 253)
теперь дело за опытами

наверное на самом деле попробую запитать 8065 от +-4..5 вольт (чтобы по входу выйти на 1 вольт), а в готовом решении питать уже +-3 вольта и ставить opa354

[Arpad]

Однако, в очень многих осциллографах на входе - полевой транзистор. У которого нет защитных диодов, и который допускает затворное напряжение значительно больше, чем рельсы питания.

Есть такой предельно допустимый параметр в серии полевых транзисторов 2/КП3хх, как прямой ток затвора для названной серии лимит 1 мА для заграничных аналогов это 10 мА.
Режим электрический (лавинный) пробой затвора не допускается из-за сильной деградации параметров полевых транзисторов, особенно из-за падения крутизны и увеличению шумов в разы.

[Sergi]

Я так понял, что ВитГо хочет сделать адаптивное усиление (или по простому - вертикальный ZOOM) сигнала, для рассматривания выбросов в несколько милливольт на макушке синусоиды в 1в. Например, чтобы сделать этот zoom в 5раз, то нужно загнать отрицательную полуволну далеко вниз экрана регулятором вертикального смещения и перейти на большее усиление (с 1в/дел на 0,2в/дел). Загнать можно, но смещение нужно делать в каждом каскаде усиления и еще пропорционально, чтобы не загнать в насыщение оу. Плюс решить вопрос с уровнем синхронизации.
Теоретически так мы можем повысить точность измерений (естественно построив высокоточные усилительные каскады) с 0,5% до 0,1%, но я так заморачиваться не буду. 0,5% мне с головой хватит!
Пробный усилитель у меня уже работает, осталось развести плату под цифру. Там F207VCT6, CY7C1041, 4 штуки AC161, 2 АЦП, буфер ЛА, EPROM, T-flash, звук, питание и всякая мелкота. Пока стараюсь попасть в габарит 90х55мм.