Цифровой осциллограф своими руками.

[Chettuser]

Помните VEF-2xx? Там вообще всё проводами сделано.
Сигналы гетеродина и ВЧ идут от барабана и колодки на плату.

[ВитГо]

Помните VEF-2xx? Там вообще всё проводами сделано.

насколько я знаю - с проводами как раз лучше !
помехи, наводки и прочие радости - это больше на печатных платах..
а вот с проводами - многие вещи банально жгутуются, да и не так сильно провода друг на друга наводят - видать еще в сечении дело (сечение провода всяко больше дорожек в 0.3 мм), да и жилы проводов не могут ближе 1 мм из разных проводов оказаться (а на плате у меня 0.3 дорожка и 0.2 интервал между дорожками)..

так что с проводами то как раз проблем было бы меньше

[Arpad]

насколько я знаю - с проводами как раз лучше ! помехи, наводки и прочие радости - это больше на печатных платах..
а вот с проводами - многие вещи банально жгутуются, да и не так сильно провода друг на друга наводят - видать еще в сечении дело (сечение провода всяко больше дорожек в 0.3 мм), да и жилы проводов не могут ближе 1 мм из разных проводов оказаться (а на плате у меня 0.3 дорожка и 0.2 интервал между дорожками).. так что с проводами то как раз проблем было бы меньше

"Бабка (еще) надвое сказал (гадала) - либо дождик, либо снег, либо будет, либо нет"
МГТФ-0.03 в паре имеет емкость около 28-32пф/м, а более толстые МГТФ-0.12-0.5 уже около 55-85пф/м. Отработанный печатный монтаж служит для
тиражирования изделия и резко уменьшает вероятность ошибок в изделии, зависящий от внимательности и настроения монтажницы(-ка).

[ВитГо]

ну про тиражирование мы не говорили.. это ожидаемо что ошибок будет меньше чем с проводами...

[Chettuser]

У нас мужики каждый день с матами исправляют "настроение" монтажниц. Так и хочется в БТК заложить, чесслово! Еще бы и отечественные компоненты выпускались бы нормальными. Но это так, мечты

[Arpad]

...а вот с проводами - многие вещи банально жгутуются, да и не так сильно провода друг на друга наводят - видать еще в сечении дело (сечение провода всяко больше дорожек в 0.3 мм), да и жилы проводов не могут ближе 1 мм из разных проводов оказаться (а на плате у меня 0.3 дорожка и 0.2 интервал между дорожками)..

Проблем особых в жгуте, конечно, нет до сотен кГц, но далее начинаются растущие как снежный ком проблемы, если там идут шины управления, данных или адреса, да еще частотой повыше на порядки.

Это обращение месяц тому здесь выставлял, сегодня уже повтор, а на других местах пока еще впервые. Добавлено: Пн окт 07, 2013 22:22:31
Нужна демонстрационная программа: работа 2+2 -х внутренних duaI_ADC_InterleaveMode (для STM32F303 min. 2x10MSPS ) Взамен помогу решить любые ваши вопросы (в рамках темы ЦЗO, но сначала нам нужно договориться о проблеме и возможные пути реализаций).

[Sergi]

Тоже интересовал режим 2+2. Так как решение затягивается, уже собираю в железе на счетчиках с внешней RAM 2 по 60msps (и на 200грн дороже ).

[Arpad]

.. уже собираю в железе на счетчиках с внешней RAM 2 по 60msps ).

После 30-40 мГц у Тебя будут единичные артефакты на пиле, полученным путем параллельной записи каждого младшего байта адреса со счетчиков в обе канала памяти, и после воспроизведения записанной в памяти покадрово на экране ЖКИ по 256 байтов. С ростом частоты артефакты дойдут до пару % (выбросы-спады вместо чистой косой линии в 45 градусов). Лечение, замена 74АС161 на ПЛИС.

[Sergi]

Хорошо,посмотрю. Собственно 60Мгц - высший предел 0.5мкс/дел. Остальные 30,15... Мгц.
То есть младший разряд может не успеть установиться до сигнала WR ? У меня только 12 разрядов.
Есть еще lvc161, они по шустрее. Еще TC7MH163FK, но они в другом корпусе и с синхронным сбросом.

[balmer]

работа 2+2 -х внутренних duaI_ADC_InterleaveMode (для STM32F303 min. 2x10MSPS )

Я обязательно попробую, когда F303 придет. Потому как по факту оказалось, что F107 с ADC 600 kSPS не хватает немного для 100 КГц синусоидальной частоты.

[Arpad]

Есть еще lvc161, они по шустрее.

Наличие 74LVC161 улучшает шансы и думаю, даст возможность не думать о ПЛИС-е

Я обязательно попробую, когда F303 придет. Потому как по факту оказалось, что ...

В нашей групке ожидается прибавление, чему весьма сам, лично рад.

[ВитГо]

а в АЦП на входе есть какие то цепи УВХ ? или это реализуется как то по другому ?

спрашиваю к старому разговору с Леонидом Ивановичем про стробоскопические режимы: он предлагал простой способ замера времени прошедшего с момента синхронизации по уровню до момента захвата значения АЦП измерением при помощи другого АЦП уровня заряда конденсатора, чтобы потом зная емкость конденсатора и сопротивление резистора через который он заряжался определять время.
я сейчас почитал рекомендованного Хорвица-Вила - обнаружил много интересного

можно ли на вход АЦП подключать напрямую RC цепочку с рассчитанным временем заряда или между цепочкой и АЦП желательно ставить какую то цепь развязки (тот же повторитель) или даже УВХ каскад для фиксации значения заряда конденсатора ?

вопрос например про AD9288

на схеме
- U4 - компаратор для выделения момента уровня синхронизации
- U3 - переключатель, типа 3157 который в зависимости от выходного уровня компаратора подключает конденсатор либо к резистору (цепочке заряда), либо разряжает его на землю
- U2 - повторитель после конденсатора, со смещением на 0.75 вольта вверх (чтобы попасть в диапазон АЦП: 0.75-1.75 вольта)
C1 - конденсатор, на схеме емкость для частоты около 100 мгц
R1 - pезистор через который идет зарядка
U1 - двухканальный АЦП

[Arpad]

.....вопрос например про AD9288

Практически каждый АЦП за последние 10-15 лет разработанный, имеет цепи УВХ и надо ставить какую то цепь развязки на ОУ.

[Леонид Иванович]

он предлагал простой способ замера времени прошедшего с момента синхронизации по уровню до момента захвата значения АЦП измерением при помощи другого АЦП уровня заряда конденсатора

Это не я предлагал, а так обычно строятся преобразователи время-код. Что касается Вашей схемы, меня в очередной раз удивляет Ваш подход к проектированию. Чтобы сделать что-то свое, нужно для начала посмотреть, как делают другие. Иначе появляются вот такие чудовищные решения. Информации по TDC в сети полно.

[ВитГо]

а вы имели в виду аппаратные решения ?

[balmer]

вопрос например про AD9288

К сожалению про высокие частоты не знаю особо. Но вот на частотах меньше 1 мгц чувствую себя неплохо. Там нельзя напрямую подключать ADC к выходу операционного усилителя. Потому как операционный усилитель при подключении конденсатора к выходу - некоторое время работает как генератор. Обычно колебания потихоньку затухают, но о точности измерений уже приходится забыть. Подключают через RC цепочку которая режет высокие частоты.

[Леонид Иванович]

Если говорить конкретно о AD9288, то для оцифровки напряжения на емкости без буфера он не подходит, так как имеет недостаточное выходное сопротивление (порядка 10 кОм). С другой стороны, для интерполятора не требуется быстродействующий АЦП, так как нужно делать всего одно измерение за проход развертки. Подойдет и встроенный АЦП. Я когда-то делал интерполятор на встроенном АЦП ATmega без применения буфера (http://www.cqham.ru/forum/showthread.ph ... post670854). Емкость УВХ образует с емкостью интерполятора делитель, который влияет только на масштаб, а он калибруется.

[Arpad]

От страха глаза бывают квадратные.
AD8065 INPUT CHARACTERISTICS Common-Mode Input Impedance 1000 GΩ || 2.1 pF Differential Input Impedance 1000 GΩ || 4.5 pF
AD8055 INPUT CHARACTERISTICS Input Resistance 10 MΩ Input Capacitance 2 pF
AD9288 Input Resistance 10 kΩ Input Capacitance 2pF
AD9059 Input Resistance 150 kΩ Input Capacitance 2pF
ADS831E Input Impedance 1.25MΩ||3pF

[Arpad]

От страха глаза бывают квадратные.
Практически все интегральные микросхемы имеют встроенные защитные диоды на входе.
Защитные (ESD) диоды на входе АЦП, ОУ, МК, или др., имеют емкость эквивалентную в диапазоне от 2 пФ до 5-7пФ, и они соединены на шины питания и на землю. А средняя точка обратно смещенных диодов соединена с входным контактом м/сх. (диоды должны открываться при превышении уровней земли или питания,(цифровые иногда имеют еще и внутреннее защитное сопротивление для ограничения входного тока)). Это ухудшение параметров есть плата за выживаемость м/сх..

RC-цепь на входе АЦП, чтобы отсечь на входе частоты выше половины частоты дискретизации АЦП, по теореме оцифрованный сигнал (Найквиста/Шеннона/Котельникова/Уиттакера/.....) можно нормально восстановить только тогда, когда он был оцифрован с частотой выборок, не менее чем в два раза превышающей его максимальную частоту.
Обычно RC цепочка для быстрых АЦП в районе около 20-100пф через 20-100 Ом.
Цепь 50пф через 50 Ом Частота (заряд до 63% (частота среза RC цепи))
400000000Гц = (400МГц) Скорость нарастания сигнала около 800V/us.
(Tау = постоянная времени RC цепи) за (сек): 2.4999999999999996e-9 = 2.499 ns

Зарядка до 95% напряжения за (сек): 7.5e-9 = 7.5 ns --> 133,333МГц

За время 8.333 Tау зарядится до 99.976% (12бит) за 20.794 ns --> 48.09 МГц

За время 9 Tау зарядится до 99.9878% (13бит) за 22.5 ns --> 44.4445 МГц

[ВитГо]

а есть какие нить диоды более быстрые чем 1n4148 (или используемые в схеме Леонида Ивановича bas316) ?

p.s. нашел реализацию генератора пилы на ОУ (интегратор + цепь разряда конденсатора на диодах) http://zpostbox.ru/sawtooth_wave_generator.html

первый каскад DA1 заменить на компаратор уровня синхронизации - и получиться что через диоды D1 и D2 можно будет заряжать/разряжать конденсатор для получения пилы...
резистор последовательно с диодом разрядки вообще убрать - чтобы максимально быстро разряжать конденсатор...
к выходу DA2 подключить вход АЦП и оцифровывать значения задержки вместе с АЦП захвата уровня сигнала...

понятно что ОУ который в приведенной выше схеме не пойдет (этого никто и не ждал)...

если таким способом удасться получить пилу с частотой 10 мгц - то в принципе больше ничего и не нужно..
амплитуда пилы при частоте 10 мгц должна быть 1 вольт

cигнал в 40 мгц можно будет "оцифровывать" в несколько проходов с эквивалентной частотой более 5 ггц (80 мгц частота захвата и еще 64 градации времени захвата относительно момента синхронизации = 5120 мгц !) правда это идеальный случай, если удастся сделать захват 8 бит значения времени..

у меня максимум захват либо 12 бит (для 100 ногого корпуса) либо 14 бит.. - и это и на данные и на время.. 8 бит данных, остается 4 либо 6 бит на время.. (6 бит это для корпуса IG - 176-ногий паук)

поэтому на 40 мгц - максимум 4 градации (одна четверть от 16 =>4) и частота дискретизации (эквивалентная) падает до "всего" 320 мгц (!!!)

либо думать над вторым вопросом - как использовать внутренний АЦП stm32 и делать однократный замер сдвига момента захвата относительно момента синхронизации... (вот где могут понадобиться изыскания ув. Arpad в области объединения 3х АЦП)
гм.. тогда может так получиться, что вообще никакие 80 мспс не нужны будут.. для периодических сигналов будет достаточно пары АЦП с быстродействием в 5-10 мспс...