Как превратить обычную звуковую карту в полноценный осциллограф. Какие компоненты потребуются для сборки. Как настроить программное обеспечение для работы самодельного осциллографа. Какие преимущества и недостатки у осциллографа на базе звуковой карты.
Что такое осциллограф и зачем он нужен
Осциллограф — это измерительный прибор, который позволяет наблюдать и анализировать форму электрических сигналов. Он отображает зависимость напряжения от времени в виде графика на экране.
Основные задачи, которые решает осциллограф:
- Измерение амплитуды, частоты и других параметров сигналов
- Визуализация формы сигналов для анализа
- Сравнение нескольких сигналов между собой
- Поиск неисправностей в электронных схемах
- Настройка и проверка работы электронных устройств
Осциллограф — незаменимый инструмент для радиолюбителей, инженеров-электронщиков и специалистов по ремонту электроники. Однако профессиональные модели стоят довольно дорого. Поэтому многие энтузиасты задаются вопросом — как сделать осциллограф своими руками из подручных средств.
Преимущества самодельного осциллографа на базе звуковой карты
Использование звуковой карты компьютера в качестве основы для осциллографа имеет ряд плюсов:
- Низкая стоимость — не нужно покупать дорогостоящее оборудование
- Простота реализации — подойдет даже начинающим радиолюбителям
- Компактность — не требует отдельного корпуса
- Широкие возможности программного обеспечения
- Удобство хранения и анализа данных на компьютере
При этом такой осциллограф вполне подходит для решения многих любительских задач по настройке и ремонту электроники.
Недостатки осциллографа из звуковой карты
У самодельного осциллографа на базе звуковой карты есть и некоторые ограничения:
- Ограниченная полоса пропускания (обычно до 20-44 кГц)
- Невысокая точность измерений
- Чувствительность к помехам
- Отсутствие гальванической развязки входа
- Невозможность измерения постоянного напряжения
Поэтому для профессиональных задач лучше использовать специализированные осциллографы. Но для многих любительских целей подойдет и самодельный вариант.
Необходимые компоненты для сборки
Чтобы сделать осциллограф из звуковой карты компьютера, потребуются следующие компоненты:
- Компьютер или ноутбук со звуковой картой
- Делитель напряжения на резисторах
- Конденсаторы для фильтрации
- Разъемы для подключения
- Соединительные провода
- Программное обеспечение для осциллографа
Большинство деталей можно найти в любом магазине электронных компонентов. Программы для превращения звуковой карты в осциллограф доступны для бесплатного скачивания в интернете.
Сборка входного делителя напряжения
Ключевой элемент самодельного осциллографа — входной делитель напряжения. Он необходим для согласования исследуемых сигналов с входным диапазоном звуковой карты.
Схема простого делителя напряжения:
- R1 = 1 МОм
- R2 = 10 кОм
- C1 = 100 пФ
Такой делитель обеспечит ослабление входного сигнала в 100 раз. Это позволит подавать на вход звуковой карты сигналы амплитудой до 200 В.
Для более широкого диапазона измерений можно сделать переключаемый делитель с несколькими коэффициентами деления.
Подключение к звуковой карте
Собранный делитель напряжения нужно подключить к линейному входу звуковой карты. Для этого используется стандартный 3.5 мм разъем.
Схема подключения:
- Сигнальный провод — к центральному контакту
- Общий провод — к внешнему кольцу разъема
Настройка программного обеспечения
Для работы осциллографа на базе звуковой карты необходимо специальное программное обеспечение. Наиболее популярные варианты:
- Visual Analyzer
- Soundcard Oscilloscope
- Zelscope
- Virtins Multi-Instrument
Эти программы позволяют настроить параметры отображения сигнала, произвести калибровку, выполнять различные измерения.
Основные этапы настройки ПО:
- Выбор используемого входа звуковой карты
- Настройка масштаба отображения по вертикали и горизонтали
- Калибровка с помощью эталонного сигнала
- Настройка режима синхронизации
После этого самодельный осциллограф будет готов к работе.
Калибровка осциллографа
Для получения точных результатов измерений необходимо выполнить калибровку осциллографа. Основные этапы калибровки:
- Подать на вход калибровочный сигнал известной амплитуды
- Настроить масштаб по вертикали в программе
- Подать сигнал известной частоты
- Настроить масштаб по горизонтали
- Проверить точность измерений на разных диапазонах
В качестве калибровочных сигналов можно использовать выход звукового генератора или эталонного источника напряжения.
Проверка работоспособности самодельного осциллографа
После сборки и настройки осциллографа рекомендуется проверить его работоспособность на различных тестовых сигналах:
- Синусоидальный сигнал разной частоты
- Прямоугольные импульсы
- Пилообразный сигнал
- Сложный сигнал с наложением гармоник
Это позволит убедиться в корректности отображения формы сигналов и точности измерений параметров.
Возможные проблемы и их решение
При создании осциллографа на базе звуковой карты могут возникнуть некоторые проблемы:
Искажения сигнала
Причины: перегрузка входа, наводки помехРешение: уменьшить амплитуду входного сигнала, использовать экранированные провода
Некорректное отображение формы сигнала
Причины: неправильная настройка синхронизации, ограниченная полоса пропускания
Решение: настроить параметры синхронизации, использовать звуковую карту с большей частотой дискретизации
Неточные измерения
Причины: ошибки калибровки, нелинейность АЦП звуковой карты
Решение: выполнить точную калибровку, использовать качественную звуковую карту
При правильной сборке и настройке большинство проблем можно устранить.
Применение самодельного осциллографа
Осциллограф на базе звуковой карты можно использовать для решения многих задач:
- Изучение формы сигналов в электронных схемах
- Измерение параметров сигналов (амплитуда, частота, период)
- Поиск неисправностей в радиоэлектронной аппаратуре
- Настройка и регулировка аудиотехники
- Анализ спектра звуковых сигналов
- Исследование переходных процессов в цепях
Такой осциллограф станет полезным инструментом для радиолюбителей и начинающих электронщиков.
Заключение
Самодельный осциллограф на базе звуковой карты — отличный способ получить функциональный измерительный прибор с минимальными затратами. Несмотря на ограничения, он вполне подходит для многих любительских задач.
Ключевые преимущества такого решения:
- Низкая стоимость
- Простота реализации
- Широкие возможности программного обеспечения
- Удобство хранения и анализа данных
Создание осциллографа своими руками — отличный способ изучить принципы работы измерительной техники и получить полезный инструмент для радиолюбительской практики.
DIY-осциллограф из звуковой карты за $1 / Habr
Проектов по созданию осциллографов из разного рода аудиокарт немало. Выполнить модификацию карты с тем, чтобы превратить ее в полезный для электронщика инструмент, не так сложно, но зачастую встает вопрос цены. И здесь приходит на помощь интересный вариант с ценой вопроса около 1 доллара США.Именно столько стоит внешняя звуковая карта, которая изображена на анонсной фотографии. Купить это чудо техники можно на электронной барахолке (во многих городах такие есть), или же на интернет-аукционе, где всегда есть, из чего выбрать. Маркировка текущего девайса — HX2010-0705, выпущен он в конце 2013 года.
Устройство является гибридным, это звуковая карта + HID input. Что касается последнего, то эта часть предназначена для регулировки громкости и выполнения некоторых других задач, включая работу с медиаклавиатурой.
Дамп USB дескриптора:
VID=0x0D8C PID=0x000C
Product string: C-Media USB Headphone Set
Audio Device Class + HID (composite device)
Судя по всему, чип внутри аналогичен чипу, установленному в недорогих звуковых картах «C-Media», без каких-либо кнопок.
Примечания:
- аудиовход — моно, и два контакта не должны вводить в заблуждение, они замкнуты друг на друга; DLL здесь общий, может работать как со стерео-картами, так и с моно. Второй канал можно отключить самостоятельно.
- Частота дискретизации — 44100 и 48000 Гц;
- 2,23 В на С6; ток короткого замыкания 20 мА, при добавлении резистора на 120к этот показатель можно снизить до 8 мА;
- Резистор на 120к является наиболее недорогим методом увеличения диапазона измерения до 0-6В;
- AGC нужно убрать, настройки должны быть следующими:
Конденсатор C6 нужно отпаять, его емкость составляет 80 нФ, и он может серьезно ограничить возможности нашего осциллографа.
Настройки:
Калибровку лучше всего проводить при помощи соответствующей функциии в GUI. Вот пример работы того, что получилось в результате:
ПО для работы:
Осциллограф из старого телевизора | Мастер-класс своими руками
В интернете размещены различные инструкции по превращению старого (порой частично нерабочего) телевизора в широкоэкранный осциллограф.
Эта статья также расскажет, как создать достойный электронный прибор, используя несложную доработку общей стоимостью около 20$. Чтобы входной сигнал отображался на экране и воспроизводился через динамик телевизора, понадобится собрать несложное устройство, коммутирующее схему питания отклоняющей системы. Большой частотный спектр на таком приборе, конечно, не вытянешь (реально 20-20000 кГц), но отслеживать НЧ-колебания вполне доступно.Смотрите видео
Можно также установить в телевизионный корпус основные разъемы и элементы управления прибором (благо, место это позволяет). Например, наличие разъема RCA станет прекрасной возможностью подключать iPod и в то же время позволит подачу входных сигналов переменного напряжения от милливольт до сотен вольт. Поблизости можно разместить подстроечное сопротивление на 1 мОм и 6-ти секционный поворотный переключатель.
Небольшим триммером будет удобно контролировать горизонтальную частоту развертки, а яркая красная кнопка подойдет для включения прибора.Остается добавить, что данная схема подключения подойдет не для всех моделей телевизоров и больше полезна для людей, умеющих обращаться со схемотехникой и имеющих опыт в электронике. Но сама идея содержит много интересных моментов.
Требования безопасности
Реализация описываемого проекта предполагает проведение работ рядом с открытым телевизионным трансформатором и высоковольтными конденсаторами. Напряжение на магнетроне достигает 120 кВ! Чтобы исключить вероятность смертельного поражения электрическим током, нужно строго соблюдать надлежащие меры безопасности. Первым шагом к выполнению любых действий должно быть полное обесточивание прибора. Тут нельзя забывать и про высоковольтные конденсаторы. Поэтому защитный кожух высоковольтного блока снимается крайне осторожно. Важно не повредить проводов печатной платы и не прикоснуться к ее открытым контактам.
Далее нужно принудительно разрядить большие емкости (50 В и более). Это делается хорошо изолированной отверткой или пинцетом. Их контакты замыкаются между собой либо на корпус до полного разряда. Не стоит это делать на печатной плате, так как могут выгореть дорожки. Выполняя работы или испытывая прибор, позаботьтесь, чтобы недалеко находился кто-то из ваших близких, способный вызвать врача или оказать первую помощь.
Принцип работы
Телевизоры с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) и осциллографы считаются наиболее взаимозаменяемыми устройствами. Также телевизионный приемник более сложен, чем базовый лабораторный осциллограф. Для его переделки достаточно избавится от некоторых, заложенных в нем функций TV и добавить несложный усилитель. Ведь каждую разворачиваемую строку экрана телевизора создает электронный пучок, быстро сканируемый через прозрачный материал люминесцентной подложки трубки.
Заряженными электронами управляют электрические и магнитные поля, создаваемые катушками, расположенными позади трубки.
Эти сердечники с проводом отклоняют луч в горизонтальной и вертикальной плоскости, контролируя расположение изображения на экране. Для настройки его по центру линии осциллографа, с ними необходимо произвести определенную доработку.Вспоминаем, что видеосигнал выдает в секунду 32 кадра, каждый из которых состоит из двух «чересстрочных» изображений (то есть сканируется 64 кадра). Стандарт NTSC определяет 525 строк в формате экрана, другие стандарты чуть отличные значения. Значит, для воспроизводства на экране заполненной картинки, требуется отклонение электронного луча по вертикали каждые 1/64 секунды (частота 64 Гц), а по горизонтали 1/(64х525) секунды (частота 32000Гц). Для обеспечения таких значений напряжение строчного трансформатора превышает 15000 вольт. В этом случае прибор работает как телевизор, и создает развернутое изображение на экране.
Чтобы заставить его нарисовать изображение на очень тонкой линии, вертикально отклоненной входным сигналом, нужно скорректировать количество витков экранных катушек.
Также важно «поработать» с катушкой индуктора. Ее импедансное сопротивление зависит от частоты. Чем выше будет частота, тем труднее будет отобразить ее на экране. При внешнем диаметре тороидального сердечника 10 мм и толщине 2 мм, обмотки I и III должны содержать по 100 витков провода ПЭЛШО 0.1, а обмотка II – 30 витков.
Еще стоит помнить, что сигнал в телевизоре математически интегрирован. Это приводит к тому, что входная прямоугольная волна будет отображаться на экране треугольной, а треугольная – синусоидой. Это касается только изображения, но не звука. Синусоидальные волны будут отображены без искажений. Явление не будет столь заметно в очень старых телевизорах, способных отображать белый шум либо синий экран при отсутствии сигнала, а не отключающих автоматически изображение.
Удаление лишних узлов
В нашем случае использовался старый телевизионный приемник с 15-и дюймовым экраном и классическим UHF/VHF тюнером. Для создания осциллографа он не требуется, поэтому тюнер можно сразу удалить и забыть о его существовании.
Также можно постепенно отключить один за другим лишние модули, проверяя, чтобы телевизор мог по-прежнему функционировать. Понадобится лишь основная плата и все, что подключено к кинескопу. Необходимо, чтобы он лишь отображал белый шум либо голубой экран. От остальных деталей можно просто освободить коробку.На переделываемом телевизоре спереди стояло два потенциометра. Один из них служил для включения и регулировки громкости, а другой контролировал яркость. Были удалены оба: первый был заменен выключателем питания (большой красной кнопкой), второй пришлось установить на максимальную яркость и зафиксировать ее впайкой дополнительных сопротивлений в схему. Сразу стоит обратить внимание, что устройство со встроенным регулятором громкости для переделки не годится. Он усиливает сигнал, прикрепленный к телевизионному и искать усилитель придется на основной плате, а это вызовет дополнительные проблемы. Динамики на данном этапе также можно отключить.
Подготовка отклоняющей системы
Чтобы добиться на экране кинескопа картинки осциллографа, понадобится подать на отклоняющие катушки H и V сгенерированный усиленный сигнал кадровых и строчных синхроимпульсов.
Как его получить, будет разобрано чуть позднее, а сейчас необходимо подготовить отклоняющую систему. Катушки подключены к основной плате на четыре штырька. Нужно отключить горизонтальную, к ней идут красный и синий провод. Подключив iPod либо компьютер непосредственно на эти выводы, можно получить на экране кинескопа отображение музыки. Вертикальная катушка имеет желтый и оранжевый провод, но для получения сканирования 64 Гц их нужно переключить на горизонтальную катушку.Теперь нужно найти, где катушки подключаются к небольшой монтажной плате на трубке кинескопа. Если телевизионный приемник не очень новый, катушки только две и от них отходит 4 провода к основной плате. В противном случае катушек будет больше и в таком виде переделка работать не будет. Но не стоит бросать начатое, и можно немного поэкспериментировать. Пока же будем считать, что проводов все же 4. Осталось разобраться с проводами, идущими к кинескопу. По правилу правой руки (F=qVxB) снимаем один из них в случайном порядке.
Если при включении прибора на экране отобразилась горизонтальная линия, отключена вертикальная катушка, если вертикальная, то наоборот. Соответствующие концы находятся тестером и помечаются.Теперь провода подключения горизонтальной катушки снимаются с главной печатной платы. Не стоит забывать, что дело придется иметь с частотой 30000 Гц и напряжением более 15000 вольт. Будущему осциллографу они не нужны. Перед касанием их необходимо закоротить, потом хорошо заизолировать и разместить внутри корпуса так, чтобы они ничего не касались после включения прибора. Итак, вертикальная разметочная линия 60 Гц готова. Для получения такой же горизонтальной линии 60 Гц, два оставшихся провода, идущих на вертикальную катушку, подпаиваем к горизонтальной. А вертикальная станет входом осциллографа для подключения схемы усилителя.
Настройка развертки
Дальнейшая часть работ наиболее опасна, так как будет выполняться при подключенном напряжении. Будьте особенно осторожны! Пробуем подключить источник сигнала на вертикальную отклоняющую катушку (это может быть МР3 плейер либо компьютерный выход на наушники).
Чтобы отображалась одна частота на экране, постарайтесь генерировать стабильную тональность. При включенном телевизоре изолированной отверткой аккуратно потрогайте поочередно высоковольтные провода, выяснив, к каким изменениям на экране это приведет (за этим должен наблюдать ваш помощник или воспользуйтесь большим зеркалом).Один из них будет влиять на частоту сканирования. На плате, где он заходит, нужно впаять подстроечное сопротивление (примерно 50-60 кОм). Убедившись в работоспособности узла, можно вывести ручку задействованного резистора из корпуса прибора. Даже безукоризненно выполненная горизонтальная частотная настройка не позволит видеть верхний диапазон, а лишь выведет форму волны прокрутки на экран. Также можно настроить имеющиеся кольцевые вкладки, расположенные вокруг узкой части трубы кинескопа. Обычно они имеют черный или темно серый цвет и также косвенно управляют конечным изображением.
Усиление входящего сигнала
Все, что было сделано до этого момента, позволило нам создать неплохой визуализатор входного сигнала.
Достаточно гнездо для подключения iPod соединить с катушкой вертикального отклонения и звучащая музыка отобразится на экране. Но чтобы получить настоящий осциллограф, понадобится дополнительный усилитель (собрать его можно там, где размещался выброшенный UHF/VHF тюнер). Его идея была заимствована с нескольких тематических сайтов, с целью получения минимальной себестоимости и максимальной эффективности. За основу бралась разработка Павла Фальстада, а представленная печатная плата — доработанная схема двухтактного аудио усилителя.Для его реализации нам понадобится: микросборка TL082, включающая 2 ОУ, пара транзисторов (например, 41НПН/42ПНП), регулятор мощности LM317, поворотный переключатель «Полюс», потенциометр 1 мОм, два тримера на 10 кОм, 4 диода на 1А, трансформатор на 30 В переменного напряжения, электролит 1000 мкФ 50 В, два электролита 470 мкФ 16 В и 5 резисторов (10 Ом, 220 Ом, 1 кОм, 100 кОм и 10 мОм).
Первым ОУ контролируется усиление входного сигнала по формуле R1/R2, где R1 – сопротивление, выбранное поворотным переключателем, R2 – горшок 1 мОм.
Теоретически он способен усилить входной сигнал до 1 млн. раз (при имеющемся на вращающемся переключателе минимуме 1 Ом). Второй отслеживает, чтобы транзисторы получали необходимое напряжение для открытия переходов и компенсирует перекосы. Им нужно 0.7 В на раскрытие и 1.4 В на переключение.Готовая схема требует обязательной калибровки. Регулятор мощности рассчитан на разницу в 30 В, поэтому ОУ стандартно выдаст +15/-15 В, но для хорошей фильтрации его выход должен быть на несколько вольт ниже, чем напряжение на емкости в 1000 мкФ. Для этого существует триммер 1. Выход цепи подключается к горизонтальной катушке отклонения. Музыка, пропускаемая через схему, начинает «обрезаться» сверху/снизу. Чтобы избежать этого, триммер 2 регулируют до тех пор, пока верхние части клипов не коснутся границ экрана. Это понизит напряжение и не даст транзисторам перегрузить ВЧ-тракт прибора (сжечь катушку отклонения).
Теперь можно подключить на выход телевизора встроенную акустическую систему. При чрезмерной громкости добавляют большое сопротивление нагрузки (например, 10 Ом 1 Вт), при недостатке звука сопротивление нагрузки ставят на отклоняющую катушку, после чего последнюю перекалибровывают.
Чтобы защитить себя от излишних раздражающих звуковых сигналов в процессе просматривания необходимого сигнала входа, на динамик можно установить выключатель.
Сборка все вместе
Дополнительный усилитель может генерировать сильное магнитное поле, поэтому стоит позаботиться о его конструкции. Плата должна выполняться максимально компактно, с короткими выводами проводников и хорошей группировкой. Специального экранирования ей не требуется, но во избежание помех для других телевизоров вашего дома позаботьтесь, чтобы она была расположена в корпусе, не создавая наводок основным узлам. В крайнем случае можно использовать деревянный либо пластмассовый корпус, оклеенный изнутри фольгой.
В разбираемом телевизоре при удалении аналогового тюнера освободилось достаточно места для установки трансформатора с такой платой и даже подошло отверстие под переключатель мощности. Трансформатор желательно также экранировать, чтобы не создавать помех по ТВ-каналам. Клеммы для подключения напряжения синхронизации и исследуемого сигнала соединяйте с платой только экранированным проводом.
После подключения трансформатора к цепи, подключаем S1 и S2 соответственно, запускаем входные провода через отверстие в корпусе телевизионного приемника, подключаем выход цепи к динамику и катушке отклонения. Следует использовать минимальную длину провода во всех проводимых соединениях, чтобы уменьшить рассеянную индуктивность контура. Осталось найти удобное место установки S1 и S2, закрыть заднюю крышку и приступить к тест-драйву.
Проверка работоспособности прибора
По своему функционалу собранный осциллограф далек от достойных лабораторных моделей, но незаменим для использования в несложных проектах, где требуется увидеть форму волны. Также определенную новизну имеет возможность слышать исследуемый сигнал, особенно при получении обратной связи, напоминающей «знаки». В рассматриваемом примере можно наблюдать изменение сигнала, наводимого обычной проволочной катушкой при ее расположении в произвольном месте, над внутренним трансформатором прибора и в момент нахождения над процессором ноутбука.
Возможность усиливать входящий сигнал – отличная функция, если вам не требуется его абсолютно точных параметров. Шум частоты 60 Гц, усиливаемый схемой, может пока определяться с достаточной погрешностью. Но это явление вызывает и блуждающая индуктивность входного провода. Уменьшить помехи может только экранированное заземление всех частей схемы.
Демонстрируемая катушка с проводом, соединенная со входом прибора, позволяет использовать большую индуктивность при сильном усилении. Ей можно обнаружить источники питания за несколько метров, направляя катушку в сторону расположения трансформаторов, после чего наглядно просмотреть их работу. Также можно обнаружить расположение процессора внутри сложного девайса. Можно использовать катушку, как индуктивный микрофон, поместив ее около динамика, играющего музыку. Магнитное поле, воспроизводимое катушкой диктора, будет обнаружено и усилено созданным прибором, после чего на кинескопе осциллографа отразится играемая музыка.
Можно наглядно просмотреть на приборе и работу канала интернета.
В качестве входного сигнала для этого была задействована выделенная домашняя линия (120 VAC), и, показав ее «картинку», прибор по-прежнему работает.
Original article in English
Как сделать осциллограф из звуковой карты
У каждого радиолюбителя в его домашней лаборатории должен быть такой прибор, как осциллограф. Он требуется для ремонта и наладки электронных схем. Кроме того, без упомянутого устройства никак не обойтись при изучении новых схем и их свойств. Однако стоимость цифрового или аналогового осциллографа довольно высока. Можно попробовать найти прибор, бывший в употреблении, но и такие устройства не каждому будут по карману. Данная статья посвящена тому, как сделать осциллограф из звуковой карты. Цена такой переделки незначительна, ведь за основу устройства берется упомянутая деталь ПК. Для отображения осциллограммы используется специальное программное обеспечение.
Осциллограф на звуковой карте: достоинства и недостатки
К преимуществам рассматриваемого прибора можно отнести невысокую стоимость, конечно, если не считать сам компьютер.
Теперь о недостатках. Сразу оговоримся: их будет больше, чем достоинств. Главный минус, которым характеризуется осциллограф из звуковой карты, — это весьма высокая чувствительность. Он реагирует даже на радиопомехи, вследствие чего осциллограммы могут иметь погрешности. Вторым недостатком является тот факт, что входной интерфейс звуковой платы способен выдержать амплитуду сигнала, не превышающую 2 В. Это значит, что карта может легко выйти из строя. Этот недостаток необходимо учесть при изготовлении адаптера. Осциллограф из звуковой карты не в состоянии измерять постоянное напряжение.
Как сделать адаптер
В первую очередь необходимо учесть входной уровень звуковой карты, чаще всего он не превышает двух вольт, а в некоторых платах — не более одного вольта. Естественно, что для измерений такой амплитуды будет недостаточно. Для этого требуется адаптер, который позволит увеличить пределы амплитуды сигнала. Программное обеспечение – осциллограф — имеет два допустимых уровня измерений: 12,5 В и 250 В.
Принципиальная схема такого прибора содержит всего шесть элементов – резисторов. R1 и R2 имеют номинальное сопротивление в 1,5 МОм, R3 и R4 – 75 кОм, R5 и R6 – 1,5 кОм. Мощность рассеивания резисторов не должна быть менее 0,5 Вт. Схема имеет 5 контактов на входе (два — от источника сигналов 250 В, два — от 12,5 В и пятый — общий — провод) и три вывода на выходе, подключаемых на линейный вход звуковой карты (левый и правый каналы и общий).
Приступим к описанию принципиальной схемы адаптера. Первая пара входов – «источник сигнала 250 В» — соединяется с резисторами R1 и R2, далее — с R3 и R4; на выходной разъем, соответственно, левый и правый каналы линейного входа. Вторая пара «источник сигнала 12,5 В» подключается «в разрыв» между резисторами, то есть один вывод — между R1 и R3, а второй — между R2 и R4. И, наконец, последний, общий вывод поступает на разъем линейного входа звуковой карты. Он связан с правым и левым каналами через резисторы R5 и R6, подключенными после пары резисторов R3 и R4.
Для того чтобы снизить влияние помех на прибор, необходимо плату адаптера поместить в металлический корпус. Вот, собственно, и весь осциллограф. Звуковая карта принимает поступающие сигналы, а программное обеспечение отображает на мониторе компьютера осциллограммы.
Настройка программы
Чтобы отрегулировать осциллограф из звуковой карты, необходимо зайти в микшеры персонального компьютера и отключить усиление на микрофон, установить уровень громкости ниже среднего. Полученный измерительный прибор способен довольно четко прорисовывать осциллограмму низкой частоты, а также определять частоту сигнала.
Осциллограф из компьютера или ноутбука своими руками: схемы и инструкция
Сегодня часто вместо того, чтобы сделать, например, осциллограф из компьютера, большинство людей предпочитают просто приобрести USB-осциллоскоп. Но, пройдясь по магазинам, можно увидеть, что цена бюджетных осциллографов начинается от 200 долларов. А серьезная аппаратура и вовсе стоит в разы дороже.
Именно тем людям, которых не устраивает эта цена, проще всего сделать осциллограф из ноутбука или компьютера своими руками.
Что необходимо использовать
Самая оптимальная сегодня – это программа Osci, она имеет интерфейс, похожий на классический осциллограф: на мониторе находится стандартная сетка, с помощью которой вы сможете сами померить амплитуду или длительность.
Из недостатков этой программы можно выделить то, что она работает немного нестабильно. Во время работы утилита может иногда зависать, а чтобы затем ее сбросить, надо использовать специализированный TaskManager. Но все это компенсируется тем, что программа имеет привычный интерфейс, и довольно удобна в использовании, а также имеет большое количество функций, они дают возможность сделать полноценно работающий осциллограф из компьютера или ноутбука.
На заметку
Нужно сказать, что в комплекте данных программ есть специальный низкочастотный генератор, но его использование нежелательно, он пытается полностью сам контролировать работу драйвера звуковой карты, что провоцирует выключение звука.
Если решили его опробовать, позаботьтесь, чтобы у вас была точка восстановления либо сделайте бэкап вашей ОС. Самым оптимальным способом, как сделать своими руками из компьютера осциллограф, будет скачивание рабочего генератора.
«Авангард»
Это отечественная программа, она не имеет привычной и стандартной измерительной сетки, и отличается очень большим экраном для фотографирования скриншотов, но в то же время позволяет использовать установленный частотомер и вольтметр амплитудных значений. Это частично компенсирует недостатки, указанные выше.
Сделав этот осциллограф из компьютера, вы столкнетесь со следующим: на небольших уровнях показателей вольтметр и частотомер могут значительно искажать данные, но для новичков-радиолюбителей, эта утилита будет вполне достаточной. Еще одной полезной функцией будет то, что можно делать абсолютно независимую калибровку двух уже находящихся шкал установленного вольтметра.
Как это использовать
Из-за того, что входные цепи звуковой карты имеют специальный разделительный конденсатор, то компьютер в роли осциллографа может работать только с закрытым входом.
Таким образом, на мониторе будет видна лишь переменная составляющая показателей, но, имея определенную сноровку, с помощью этих программ можно сделать измерение показателя постоянной составляющей. Это очень актуально в случае, когда, к примеру, время отсчета мультиметра не дает возможности зафиксировать некоторое значение амплитуды напряжения на конденсаторе, заряжающегося с помощью крупного резистора.
Нижнее значение напряжения ограничивается уровнем фона и шума и имеет примерно 1 мВ. Верхний предел ограничивается лишь по показателям делителя и достигает более сотни вольт. Частотный диапазон ограничивается самой возможностью звуковой карты и для старых компьютеров составляет около 20 кГц.
Естественно, в этом случае рассматривается довольно примитивное устройство. Но когда у вас нет возможности, например, использовать USB-осциллограф, то в данном случае его использование вполне приемлемо. Этот прибор поможет вам в ремонте разной аудиоаппаратуры, или может быть использован для учебных целей.
Кроме того, программа-осциллограф даст возможность вам сохранить эпюру для иллюстрации материала или для размещения в сети.
Электрическая схема
Если вам необходим приставка к компьютеру, то сделать осциллограф будет гораздо сложнее. Сегодня в интернете можно отыскать довольно большое количество разных схем этих устройств, и для изготовления, например, двухканального осциллографа вам будет необходимо только их продублировать. Второй канал зачастую актуален в случае, когда надо сравнивать два сигнала или же осциллограф используется для подключения внешней синхронизации.
Как правило, схемы очень простые, но так, вы самостоятельно обеспечите очень большой диапазон доступных измерений, используя минимум радиодеталей. Причем аттенюатор, который изготавливается по классической схеме, потребовал бы от вас наличие узкоспециализированных высокомегаомных резисторов, а его сопротивление на входе все время менялось при переключении диапазона. Поэтому вы бы испытывали некоторые ограничения при использовании обычных осциллографических проводов, рассчитанных на импеданс входа не больше 1 мОм.
Как выбрать резисторы делителя напряжения
Из-за того, что зачастую радиолюбители испытывают сложности с тем, чтобы подобрать прецизионные резисторы, часто бывает так, что приходится выбирать устройства широкого профиля, которые надо максимально точно подогнать, иначе сделать своими руками осциллограф из компьютера не получится.
Подстроечные резисторы делителя напряжения
В этом случае каждое плечо делителя имеет два резистора, один является постоянным, второй – подстроечный. Минус этого варианта, это его громоздкость, но точность ограничивается лишь тем, какие доступные характеристики имеет измерительный аппарат.
Как выбрать обычные резисторы
Еще один вариант сделать осциллограф из компьютера – это выбрать пары резисторов. Точность в этом случае обеспечивается благодаря тому, что используются пары из двух комплектов с довольно приличным разбросом. Тут важно изначально выполнить тщательные замеры всех устройств, а после подобрать пары, суммарное сопротивление которых будет самым подходящим для вашей схемы.
Подгонка резисторов
Сегодня подгонка резисторов с помощью удаления части пленки часто используется даже в современной промышленности, то есть так, нередко делается осциллограф из компьютера.
Но нужно сказать, что если вы хотите подгонять высокоомные резисторы, то резистивная пленка не должна быть разрезана насквозь. Так как в этих устройствах она находится на цилиндрической поверхности в виде спирали, потому делать подпил надо предельно аккуратно, чтобы не допустить разрыва цепи. Затем:
- Чтобы подогнать резисторы в домашних условиях, надо просто использовать обычную наждачную бумагу «нулевку».
- Изначально у резистора, у которого находится меньшее сопротивление, бережно удаляется защитный слой краски.
- Затем нужно подпаять резистор к концам, они и подклеиваются к мультиметру. С помощью аккуратных движений наждачкой показатели сопротивления резистора выводятся до нужного значения.
После, когда резистор полностью подогнан, место пропила покрывают слоем специального защитного лака.
Сегодня этот способ наиболее быстрый и простой, но при этом дает хорошие результаты, что и сделало его оптимальным для домашних условий.
Что нужно учесть
Существует ряд правил, которые необходимо выполнять в любом случае, если решили проводить эти работы:
- Используемый компьютер для осциллографа обязательно нужно заземлить.
- Нельзя подключать заземление к розетке. Оно подсоединяется через специальный корпус линейного входного разъема с корпусом системного блока. В данном случае, независимо, попадаете ли вы в фазу или ноль, у вас не будет замыкания.
Говоря иначе, в розетку может подсоединяться только провод, который соединяется с резистором, и находится в схеме адаптера с номинальным значением один мегом. Если же вы попробуете включить в сеть провод, который контактирует с корпусом, то почти во всех случаях это обязательно приведет к самым плачевным последствиям.
youtube.com/embed/WO8xhRx9DXY»/>
схемы, чертежи и лучшие проекты для постройки в домашних условиях
Хорошее, дорогое оборудование — роскошь для радиолюбителя. А китайские измерительные устройства, во-первых, низкокачественные, во-вторых, каких-то денег, да стоят.
Лайфхак для начинающих радиолюбителей и не только: как создать простейший адаптер небольшого диапазона частот, выполняющий функции цифрового осциллографа своими руками.
Все что Вам понадобится: самостоятельно спаянный делитель для осциллографа, звуковая карта, компьютер (ноутбук) и специальное программное обеспечение для визуализации сигнала на экране монитора.
Осциллограф применяется для ремонта и настройки различной аудио-аппаратуры и не только. Работает по принципу исследования параметров сигналов, подаваемых на вход прибора. Незаменим для настройки микросхем и диагностике датчиков.
Хотя, самостоятельно разработанный осциллограф будет значительно уступать профессиональному прибору, он прекрасно справится с такими функциями, как измерение параметров источников питания и усилителей.
Содержимое обзора:
Реализация
Для того чтобы соорудить осциллограф, необходимо собрать приставку, в которую должны быть включены 8 полупроводниковых диодов, 3 резистора и один аттенюатор, штекер для подключения к звуковой карте (LINE-IN), все как показано на схеме осциллографа своими руками.
Плата собрана именно по такому принципу, чтобы защитить звуковую карту от скачков напряжения, которые могут поступить на ее вход вместе с исследуемым цифровым сигналом.
Диоды не пропускают сигналы с амплитудой более 2В, а комбинация последовательно соединенных резисторов, образующих делитель, разрешает высокое входное напряжение.
Цифровой сигнал, подлежащий диагностике, поступает на входные клеммы приставки.
Собранная схема имеет линейный вход к звуковой карте через специальный штекер. Здесь важна длина соединительного провода.
Чем провод короче, тем меньше ошибок возникает при измерении сигнала, так как на низких измеряемых уровнях высока вероятность появления высокой погрешности искажений.
Лучше всего использовать двухжильный провод. На фото осциллографа, сделанного своими руками хорошо видно, что используется электрический провод в медной оплетке.
Программное обеспечение
Аппаратная часть готова, теперь необходимо подготовить программную среду, чтобы увидеть результаты измерений на экране компьютера. К счастью, сегодня существует множество программ, работающих с осциллографами.
Современные утилиты оснащены всеми необходимыми функциями для исследования и анализа сигналов, с которыми работает осциллограф.
Организация осциллографа через планшет
Сложность создания датчика для осциллографа через планшет заключается в отсутствии у последнего дискретного линейного входа. Поэтому дополнительным устройством служит телефонная гарнитура со входом для микрофона.
Разводка входных клемм у планшета и телефона должны совпадать. Тогда в клемму для микрофона подсоединяется источник сигнала по схеме, рассмотренной выше.
Так же, как в случае с компьютером (ноутбуком), необходимо установить специальное программное обеспечение для работы с полученным сигналом.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Щуп для компьютерного осциллографа
Даже имея массу различных промышленных кабелей, не лишним будет изготовить своими руками кабель-щуп для осциллографа, работающий на низкой частоте.
Преимуществом самодельного кабеля данного типа является его гибкость и небольшой размером, что очень удобно.
Минусом является то, что область его эксплуатации сводится к ремонту примитивной аудиотехники. Для использования самодельного осциллографа вполне достаточно будет «кабель-щупа».
Калибровка компьютерного осциллографа
Если что-то пошло нет так, можно выполнить ремонт осциллографа, сделанного своими руками, произведя его калибровку.
Для этого понадобятся один из следующих приборов, на выбор:
- Цифровой мультиметр.
- Аналоговый прибор, типа стрелочный тестер (ампервольт).
Перед диагностикой необходимо отключить эквалайзер звуковой карты. Переключатели на шкалах «Уровни линейных входов/выходов», «WAVE» и «Уровень записи» установить до максимальной отметки. Далее установить вход платы в режим (1:1).
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Так как аналоговые приборы дают высокую погрешность измерений переменных напряжений, величиной до 1В, калибровку выполняем на напряжении максимальной амплитуды.
Фото осциллографа своими руками
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
youtube.com/embed/gB3sJkl1LNQ?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Также рекомендуем просмотреть:
Просмотров: 6 468
Осциллограф звуковой карты| Марка:
Осциллограф или осциллограф — лучший друг энтузиаста электроники, будь то профессионал или любитель. В то время как цифровой мультиметр может помочь вам измерить установившееся напряжение и среднеквадратичное (среднеквадратичное) напряжение, осциллограф может не только измерять размах напряжения, но, что более важно, предоставлять информацию о времени вашего сигнала.
Например, вы когда-нибудь работали с Arduino, управляющим серводвигателем, который должен иметь правильную широтно-импульсную модуляцию, чтобы вращаться по часовой стрелке, а не против часовой стрелки? Во время программирования вы, возможно, задавались вопросом, насколько близка ширина импульса к необходимой.
Эти импульсы можно измерить с помощью осциллографа. При работе с аналоговыми сигналами вы можете использовать осциллограф, чтобы увидеть, насколько вы близки к нужной частоте, или измерить, какую частоту нужно фильтровать. При таком большом количестве цифровых электронных проектов чрезвычайно важно время между сигналами. Поэтому важно иметь осциллограф.
Однако цена может быть препятствием. Прицелы начального уровня могут начинаться с нескольких сотен долларов. Оттуда более дорогие прицелы могут вырасти до десятков тысяч.Однако знаете ли вы, что у вас, вероятно, есть все необходимое для изготовления собственного осциллографа? Фактически, вы, вероятно, читаете это на устройстве, в котором есть все необходимые детали. Все остальные детали, вероятно, находятся в вашей корзине для запчастей.
По сути, осциллограф — это блок сбора данных, который записывает напряжение вашей цепи. Это уже делает другое устройство на вашем компьютере: звуковая карта. Основные различия заключаются в уровне напряжения, с которым каждый из них может справиться, и в том, как быстро они измеряют напряжение (подробнее об этом позже).
Поскольку звуковая карта на вашем компьютере может обрабатывать только небольшое количество напряжения (от +/- 0,6 В до 0,8 В), вам необходимо уменьшить его. Создание собственных пробников осциллографа позволяет: вводить более высокие напряжения и уменьшать напряжение, чтобы звуковая карта могла с этим справиться.
Следующие шаги описывают, как построить такой зонд. Создаваемый здесь пробник используется с линейным входом звуковой карты. Линейные входы обычно принимают стерео входы, поэтому этот пробник будет иметь два канала.Если вы думаете об использовании микрофонного входа в своей системе, вам нужно создать только один канал, поскольку микрофонные входы обычно монофонические. После сборки я покажу вам некоторые сравнения этого осциллографа с лабораторной моделью и обсудю некоторые ограничения.
Большая часть этого проекта адаптирована с http://homediyelectronics.com/projects/howtomakeafreesoundcardpcoscilloscope, а программное обеспечение можно найти по адресу http://www.
zeitnitz.de/Christian/scope_en.
Как сделать бесплатный осциллограф для звуковой карты ПК
ОсциллографFree PC — возможно ли это?
Эта статья стала настолько популярной, что я написал о ней целую книгу .Книга показывает вам, как именно вы можете встроить прицел в красивый корпус, чтобы вы могли удобно использовать его во всех своих проектах.
Я также включил проект, который добавляет две дополнительные функции, которые позволяют генерировать формы сигнала с помощью выхода на наушники и откалибровать осциллограф, чтобы вы могли проводить измерения абсолютной амплитуды. Книга доступна в формате kindle отсюда: Осциллограф звуковой карты — Build Better Electronic Projects
Осциллограф — это единственный наиболее полезный элемент электронного испытательного оборудования, но мне потребовались годы, чтобы сэкономить на нем.В 1960-х это была очень дорогая вещь.
Самый недорогой, но удобный осциллограф на базе ПК, который я встречал, — это Hantek 6022BE USB scope .
Это не идеально, но это невероятное соотношение цены и качества и отлично подходит для любителей или тех, кому нужен небольшой портативный прицел.
Если вы не можете позволить себе купить даже самый дешевый из имеющихся прицелов, попробуйте построить его для себя, следуя этому проекту. Он не так эффективен, как USB-осциллограф, но его сборка будет стоить очень мало.
Вам так повезло, что вы живете в то время, когда персональные компьютеры так легко доступны. Держу пари, что либо у вас уже есть собственный, либо вы довольно легко его используете. Если ты еще учишься в школе, тебе нужна она для домашнего задания, верно? Если вы не учитесь в школе, вам понадобится компьютер, чтобы делать практически все, что есть. В этом проекте я покажу вам, как вы можете создать себе очень недорогое дополнение для своего ПК, которое превратит его в очень простой, но полезный осциллограф.
Чтобы снизить стоимость, я собираюсь представить самый простой зонд на базе ПК, который вы можете себе представить. Я сделал свой, используя детали из своего мусорного ящика с электроникой, так что мне это дается бесплатно. Не волнуйтесь, если у вас нет ящика для мусора, скоро вы его получите, если начнете создавать проекты электроники.
Так в чем же загвоздка? Вы не можете построить Осциллограф бесплатно можно? Ну да, можно в значительной степени. Пока вы принимаете, что будут ограничения.Вы не получите тех возможностей, на которые могли бы рассчитывать, если бы потратили хорошие деньги на испытательное оборудование , но если вы не можете себе этого позволить и у вас нет другого способа смотреть на электрические сигналы, создаваемые вашими схемами, тогда этот проект может сработать для вас волшебство.
Ограничения осциллографа звуковой карты в основном связаны с микрофонным или линейным аудиовходом звуковой карты, поставляемой с вашим ПК. Это означает, что он будет способен отображать только относительно медленно движущиеся низкочастотные сигналы, а входные уровни должны быть очень низкими.
Аудио звуковые карты, как ни странно, предназначены для обработки звука. Чтобы эффективно справиться с этой задачей, им нужна только полоса пропускания 20 кГц, потому что это предел человеческого уха. Большинство людей вообще ничего не слышит после этого момента, даже если некоторые животные могут это слышать. Кроме того, микрофонный вход предназначен только для входного сигнала 10 мВ, поэтому мы должны стараться поддерживать низкий уровень входного сигнала. Если у вас есть аудиолиния на входе, вам следует попробовать использовать ее вместо этого, поскольку она допускает более высокий входной уровень 100 мВ.
Не все звуковые карты ПК имеют стереофонические аудиовходы. Если ваш компьютер имеет только моно вход, вы сможете отображать только один сигнал на вашем осциллографе. Если у вас есть стереовход, вы сможете одновременно отображать два входных сигнала, что является очень полезной функцией.
Я нашел несколько программных приложений, которые можно использовать для превращения вашего ПК в осциллограф, и выбрал бесплатное.
Это программное обеспечение не только превратит ваш компьютер в двухлучевой осциллограф, но и обеспечит БПФ-анализ сигналов.
Front End превращает звуковую карту ПК в высокоскоростной осциллограф с дискретизацией
Различные пакеты программного обеспечения позволяют стереозвуковой карте, установленной в персональном компьютере (ПК), отображать изображения, похожие на осциллограф, но с низкой частотой дискретизации и высоким разрешением. -цифровые преобразователи (АЦП) и входной каскад со связью по переменному току оптимизированы для использования полосы пропускания 20 кГц или меньше. Эта ограниченная полоса пропускания может быть расширена — для повторяющихся сигналов — за счет использования внешнего интерфейса дискретизации перед входами звуковой карты.Субдискретизация входного сигнала с помощью высокоскоростного усилителя выборки и хранения (SHA), за которым следует фильтр нижних частот для восстановления и сглаживания формы сигнала, эффективно растягивает ось времени, позволяя использовать ПК в качестве высокоскоростного стробоскопический осциллограф.
В этой статье описывается интерфейс и проба, обеспечивающие соответствующую адаптацию.
На рисунке 1 показана схема сменного модуля, который можно использовать для сэмплирования с типичных звуковых карт ПК. В нем используется один высокоскоростной усилитель выборки и хранения AD783 на канал осциллографа.Сигнал выборки для SHA обеспечивается цифровым выходом схемы тактового делителя; будет описан пример одного из них. Вход AD783 буферизирован полевым транзистором, поэтому можно использовать простую входную связь переменного / постоянного тока. В двух показанных каналах резисторы 1 МОм (R1 и R3) обеспечивают смещение постоянного тока, когда перемычка связи постоянного тока разомкнута, а вход связан по переменному току. Дискретный выход фильтруется нижними частотами показанными двухполюсными активными RC-цепями. Фильтр не обязательно должен быть активной схемой, но показанный фильтр обеспечивает низкий буферный импеданс для управления входом звуковой карты ПК.
Рисунок 1. 2-канальная аналоговая схема выборки.
AD783 SHA обеспечивает полезную полосу пропускания большого сигнала до нескольких мегагерц. Эффективная скорость нарастания напряжения на входе превышает 100 В / мкс. Размах входного / выходного сигнала при напряжении питания ± 5 В составляет не менее ± 3 В. Полоса пропускания слабого сигнала по 3 дБ для колебаний менее 500 мВ (размах) близка к 50 МГц.
С внешней схемой, показанной на рис. 1, и звуковой картой ПК, использующей программное обеспечение Visual Analyzer 1 , снимок экрана на рис. 2 показывает однократный синусоидальный сигнал с частотой 2 МГц, повторяющийся с частотой 1 МГц.Тактовая частота дискретизации обеспечивает импульсы дискретизации шириной 250 нс с частотой дискретизации 80,321 кГц. Эффективная горизонтальная развертка здесь составляет 333 нс / деление. Звуковая карта ПК, используемая в этих примерах, использует дискретизацию кодека Analog Devices SoundMax ® со скоростью 96 kSPS. В этом примере эффективная частота дискретизации составляет около 40 MSPS.
Другой снимок экрана был сделан с гауссовым синусоидальным импульсом с частотой повторения 1 МГц (рисунок 3). Тактовая частота дискретизации снова была 80.321 кГц, с длительностью импульса выборки 250 нс.
Рисунок 3. Гауссовский синусоидальный импульс 4 МГц при частоте повторения 1 МГц.Пример генератора тактовых импульсов
AD783 требует узкого положительного импульса выборки длительностью от 150 до 250 нс. Импульс выборки должен быть очень стабильным с низким джиттером, чтобы отображаемая форма волны была стабильной без скачков вперед и назад. Это требование имеет тенденцию ограничивать возможный выбор тактовых импульсов кварцевыми генераторами. Другое требование заключается в том, чтобы частота дискретизации могла регулироваться или настраиваться в диапазоне от чуть менее 100 кГц до примерно 500 кГц.Шаги настройки между частотами дискретизации должны быть относительно тонкими, чтобы субдискретизированные сигналы попадали где-то в пределах звуковой полосы звуковой карты от 20 Гц до 20 кГц.
Схема деления на N, такая как показанная на рисунке 4, и кварцевый генератор с частотой от 10 МГц до 20 МГц (IC4) могут обеспечивать до 200 или более различных частот дискретизации от 80 кГц до 350 кГц, с шагом от 300 Гц до 5 кГц. В этом примере с использованием двух 4-битных двоичных счетчиков вверх / вниз 74HC191 N может быть любым целым числом от 4 до 256.В качестве альтернативы можно использовать декадные счетчики, такие как 74HC190, с идентичными выводами 74HC191, чтобы обеспечить диапазон N от 4 до 100. Коэффициент деления устанавливается с помощью двух шестигранных переключателей, S1 и S2. Переключатель S3 устанавливает счетчики для обратного или обратного отсчета. Резистор R1 (250 Ом) и конденсатор C1 (68 пФ) добавляют небольшую задержку к выходу счетчика клемм перед асинхронной загрузкой значений счетчика запуска. Четыре логических элемента NAND 74HC00 используются для реализации однократного импульса, который дает импульс выборки 200 нс, когда R12 равно 2.7 кОм, а C2 — 68 пФ.
IC4 — кварцевый генератор с фиксированной частотой в металлическом корпусе. Другой подход заключается в использовании КМОП-инверторов (74HC04) и дискретного кристалла X1 для формирования генератора, как показано на рисунке 5. Этот подход, хотя и использует больше компонентов, чем универсальный генератор в металлической банке, позволяет небольшая настройка частоты путем регулировки конденсатора C1 для увеличения частоты кристалла.
Рисунок 5. Дискретно-кварцевый генератор с механической настройкой.Чтобы избежать механически изменяющейся составляющей, используйте варакторный диод, имеющий зависящую от напряжения емкость, для D1, как показано на рисунке 6.
Рисунок 6. Дискретно-кварцевый генератор с настройкой напряжения.Примеры фильтров активной реконструкции
На рисунках 7 и 8 показаны конструкции активных фильтров, которые должны хорошо работать вместо простого пассивного RC-фильтра. На рисунке 7 показан фильтр Саллена-Ки второго порядка с угловой частотой около 39 кГц, использующий стандартные значения сопротивления и емкости.
Двойные операционные усилители AD8042 и AD822, рассчитанные на низкое напряжение питания и широкий диапазон колебаний, являются хорошим выбором. Фильтр имеет коэффициент усиления +1 в полосе пропускания.
На рис. 8 показан другой фильтр с множественной обратной связью (MFB) второго порядка с угловой частотой около 33 кГц, использующий стандартные значения сопротивления и емкости. Этот фильтр имеет коэффициент усиления полосы пропускания –1, поэтому, если он используется, нажмите кнопку , инвертировать в программном обеспечении осциллографа, чтобы отображаемый сигнал располагался справа вверх.
Рисунок 8. Фильтр нижних частот MFB 33 кГц.Питание цепей
AD783 и усилитель, используемый в фильтре реконструкции, требуют двойных источников питания. Они могут быть обеспечены просто шестью батареями AA, три из которых обеспечивают +4,5 В, а другие три — -4,5 В. Или может использоваться одна батарея 9 В с резистивным делителем, обеспечивающим промежуточное напряжение питания в качестве заземления, что должен быть буферизирован операционным усилителем для подачи любых токов заземления, необходимых для схемы; в качестве альтернативы можно использовать регулируемый линейный регулятор для создания напряжения примерно 4.
5 В относительно отрицательной клеммы аккумулятора для использования в качестве заземления.
Еще один вариант — использовать +5 В от запасного USB-порта ПК или ноутбука. –5 В может генерироваться преобразователем постоянного напряжения, таким как Analog Devices ADM8829 — в корпусе для поверхностного монтажа — или ICL7660 в DIP от Intersil. Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать помех от коммутационного шума, создаваемого преобразователем напряжения постоянного тока.
Входные аттенюаторы
Коэффициент усиления слабого сигнала AD783 намного превышает его полную полосу пропускания.Вставив резистивный аттенюатор 10: 1 перед пробоотборником для ограничения максимального размаха сигнала, можно получить полезную полосу пропускания, превышающую 20 МГц. Относительно недорогие зонды доступны от таких компаний, как Syscomp Electronic Design, Ltd. 2 (рис. 9). В момент написания:
- Пробники осциллографа (P6040) с полосой пропускания 40 МГц, возможность переключения 1 × / 10 ×, от Syscomp Electronic Design стоит 29,99 долларов за пару.
- HobbyLab 3 продает пробники осциллографа версии 20 МГц 10: 1 (GT-P6020) за 19 долларов.50 за пару.
- Gabotronics.com 4 продает универсальные пробники P2100 и P2060 с полосой пропускания 100 МГц и P2060 по цене около 10 долларов каждый.
Использование датчиков
Пробники P2100 100 МГц 10 ×, используемые для получения снимков экрана звуковой карты 5 на рисунках 10, 11 и 12, могут компенсировать входную емкость в диапазоне от 10 пФ до 35 пФ. Это кажется достаточным диапазоном регулировки для предлагаемой схемы, если длина проводов печатной платы должна быть как можно короче.С пробником 10 × входной сигнал имеет вид 10 МОм и 18 пФ и может поддерживать входное напряжение до ± 30 В.
Для демонстрации входного каскада выборки и хранения AD783 компенсация пробника сначала была отрегулирована с помощью прямоугольной волны с плоской вершиной 1 кГц. На снимках экрана показан отклик на различные сигналы с частотами 1 МГц и 50 МГц.
Два снимка экрана на Рисунке 10 показывают один канал с прямоугольной волной 1 МГц, 5 В (а) и прямоугольной волной с размахом 50 МГц, 5 В (b). В каждом случае тактовая частота дискретизации была настроена на частоту субдискретизированного сигнала около 500 Гц, так что любые различия отклика звуковой карты были устранены.Таким образом, эффективная шкала времени составляет 500 нс / деление для снимка экрана слева и 10 нс / деление для снимка экрана справа. Входное усиление звуковой карты было установлено, чтобы программное обеспечение осциллографа сообщало амплитуду 1,072 В (размах) для входа 1 МГц и амплитуду 762,2 мВ (размах) для входа 50 МГц. Отношение 0,7622 / 1,072 близко к –3 дБ. Это измерение показывает, что комбинация пробника 100 МГц 10 × и AD783 имеет полосу пропускания 50 МГц, 3 дБ.
На рисунке 11 одинаковые сигналы 1 МГц (a) и 50 МГц (b) применяются к обоим каналам. Из этих двух наложенных друг на друга снимков экрана обоих каналов видно, что между двумя каналами имеется хорошее согласование по усилению, смещению и задержке.
Последний снимок экрана (рис. 12) представляет собой прямоугольный сигнал частотой 375 кГц, размахом 5 В (красная кривая) и импульс 5 В (размах) 1,5 МГц шириной 42 нс (зеленый график). Масштаб по горизонтали 333 нс / деление.Пробоотборник AD783 поддерживает полный размах 5 В даже для этих узких импульсов длительностью 42 нс.
Рис. 12. Двухканальный двухканальный, 10 датчиков, 375 кГц, прямоугольная волна 5 В (размах) и 1,5 МГц, 42 нс, импульс 5 В (размах).Рекомендации
1 Visual Analyzer — это полный профессиональный пакет программного обеспечения для работы в реальном времени, который превращает ПК в полный набор измерительных инструментов. Никакого нового оборудования не требуется, поскольку оно использует звуковую карту ПК.http://www.sillanumsoft.org/.
2 Syscomp Electronic Design, Ltd.
http://www.syscompdesign.com.
3 HobbyLab http://www.thehobbylab.com/.
4 Gabotronics http://www.gabotronics.com/accesories-and-cables/view-all-products.htm.
5 Осциллограф звуковой карты на базе ПК получает данные от звуковой карты с частотой дискретизации 44,1 кГц и разрешением 16 бит. Также доступен WaveIO, интерфейс звуковой карты для программного обеспечения LabView.http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en.
Электроника: звуковая карта-осциллограф
Электроника: звуковая карта-осциллографБольшинство современных персональных компьютеров оснащены довольно продвинутыми звуковые карты. Эти звуковые карты часто содержат мощные аналоговые / цифровые преобразователи, способные производить до 100 тысяч отсчетов в секунду при 16 бит и более. Почему бы не использовать эту возможность и не создать цифровой запоминающий осциллограф вокруг него…?
1.История
2.
Функция
3. Эксплуатация
1. Введение
При использовании звуковой карты в качестве осциллографа низкий входной импеданс
это большой недостаток. Это не только повлияет на измеряемую схему.
и возможно короткое замыкание низких входных сигналов. Это также не позволило бы использовать
пробников коммерческих осциллографов, которые обычно предназначены для работы с
входы осциллографа с типичным импедансом 1 МОм.
Использование пробника осциллографа 10: 1 на типичном входе звуковой карты с импедансом порядка
1 кОм даст затухание 10000: 1, а поскольку
Импеданс большинства звуковых карт даже не известен пользователю, что является сложным
калибровка будет необходима.
Полоса пропускания осциллографа ограничена максимум половиной
частота дискретизации, то есть для аудиосигналов ниже прибл. 20 кГц для
стандартная звуковая карта. Поскольку сигналы связаны по переменному току,
нижний предел частоты этого адаптера ограничен примерно 16 МГц.
2. Функция
Схема состоит из повторителя напряжения с широкой полосой пропускания, построенного вокруг
КМОП операционный усилитель CA3140. Схема не чувствительна к
тип используемого операционного усилителя, если входное сопротивление достаточно
высоко. В целях упрощения конструкции операционный усилитель на одно напряжение
следует предпочесть.
Входные и выходные сигналы в схему связаны по переменному току через
конденсаторы достаточно высокой емкости, чтобы гарантировать низкое значение для нижних
частота среза.Обычно входные сигналы также связаны по переменному току.
на самой звуковой карте, подавляя компоненты постоянного тока и тем самым ограничивая
полоса пропускания в сторону более низких частот.
Входной импеданс для частот звукового диапазона, составляющих полезный
частотный диапазон осциллографа определяется двумя 2 МОм
резисторы, которые подключены параллельно для сигналов переменного тока, что приводит к
стандартный импеданс 1 МОм.
Выходной импеданс определяется
выходной импеданс используемого операционного усилителя и, следовательно, достаточно низкий, чтобы адаптироваться к
вход звуковой карты.
Схема входного адаптера осциллографа звуковой карты.
(щелкните изображение, чтобы просмотреть его в полном размере)
| Список деталей | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C1 | 20 мкФ / 15 В | |||||||||
| C2 | 20µF / 15V198 | |||||||||
| R1 | 2M | |||||||||
| R2 | 2M | |||||||||
| R3 | 2.2к | |||||||||
| IC1 | CA3140 | |||||||||
3. Эксплуатация
Конечно, теперь вы можете начать писать свое собственное программное обеспечение для этого проекта или
Вы могли бы использовать диктофон Windows (шучу .
..). Вместо
Я могу порекомендовать поискать в Интернете различные решения.
как для платформ Linux, так и Windows.
Когда я писал эту страницу пару лет назад, я рекомендовал использовать пакет AudioTester.
содержащий отличное автономное программное обеспечение цифрового осциллографа.Программное обеспечение написано Ульрихом Мюллером, и вы можете загрузить его тестовую версию по адресу:
http://www.sumuller.de/audiotester
Пользовательский интерфейс цифрового запоминающего осциллографа «osci», показывающий входной шум на обоих каналах.
(щелкните изображение, чтобы просмотреть его в полном размере)
Но время шло, и разработка программного обеспечения тоже. Сегодня я нашел отличное новое программное обеспечение с гораздо большим количеством возможностей и более современным дизайном. Это Осциллограф звуковой карты Кристиана Цайтница.Эта программа предлагает
- двухканальный осциллограф
- X-Y дисплей
- анализатор спектра
- генератор сигналов
Пользовательский интерфейс осциллографа звуковой карты от Christian Zeitnitz.
(щелкните изображение, чтобы просмотреть его в полном размере)
Ответственные за эти страницы: U.Циммерманн
Осциллограф для бедняков
Осциллограф для бедняковОсциллограф для бедняков:
Использование компьютера со звуковой картой в качестве осциллографа.
Когда я экспериментирую с электроникой, я думаю, что немногие инструменты могут быть такими мощными, как осциллограф. Всего несколько минут с осциллографом могут сэкономить мне часы работы.
Однако, к сожалению, коммерческие осциллографы могут быть довольно дорогими. Для любителя электроники, который, возможно, не имел опыта работы с осциллографом, чтобы понять его ценность, и который может искать в куче мусора для большинства деталей и проектов, перспектива потратить тысячи долларов на инструмент неопределенной полезности просто вне рассмотрения.
Вот способ практически без затрат опробовать базовый осциллограф.
На самом базовом уровне осциллограф — это набор кабелей, аналого-цифровой преобразователь, программное обеспечение и система отображения. Базовый персональный компьютер уже имеет большинство из этих функций. Кабели относительно просты в сборке. Звуковая карта или звуковой чип материнской платы выполняет удовлетворительную работу по преобразованию напряжения в цифровые данные, а программное обеспечение можно получить бесплатно или за несколько долларов, которое может отображать данные на экране.
Кабель осциллографа: Трехжильный экранированный кабель с обычным стереофоническим штекером 3,5 мм подойдет. Стереокабель для компьютера или наушников можно приобрести, если у вас его еще нет. Стереокабель подключается к разъему «линейный вход» на звуковой карте (разъем линейного входа обычно окрашен в синий цвет).
Линейный вход звуковой карты требует не более одного или двух вольт, поэтому я использовал резисторную цепь делителя напряжения на каждом из «правого» и «левого» проводов для заземления для моих экспериментов при напряжении 5 вольт или около того.
У меня были под рукой эти значения резисторов, и они работали, но я думаю, что значения не критичны. Я использовал резисторы на 1/8 Вт, так как сила тока очень мала, но подойдет любое значение ватт. Я думаю, что резисторы также служат для защиты звуковой карты, если я ошибаюсь и подключаю кабель к более высокому напряжению. Кончик и средний провод вилки кабеля находятся справа и слева, а основание вилки заземлено. Резисторы на 1/8 Вт достаточно малы, чтобы их можно было включить в термоусадочную пленку при разрыве кабеля от единой оболочки к трем выводам.
Программное обеспечение: Программное обеспечение используется для захвата «аудиопотока» из линейного порта звуковой карты и отображения его в графическом формате. Я использовал GoldWave v4.26, в то время условно-бесплатную программу, но я думаю, что эта версия все еще доступна в качестве пробной на http://www.goldwave.com/release.php (см. «Предыдущая версия» по этой ссылке). Я настроил запись с максимальной доступной частотой дискретизации (96000 Гц) в стерео для двухканальных дорожек.
Показанная здесь трассировка является образцом из GoldWave.Элементы управления масштабированием позволяют выбрать часть трассы для тщательного изучения, и можно листать трассировки в зависимости от размера увеличенного сегмента. Измерения времени хороши с интервалами примерно в 1 мс с использованием инструмента масштабирования / измерения, но измерения с интервалом от 0,1 до 0,01 мс возможны с увеличением и использованием шкалы на экране трассировки.
Измерение абсолютного напряжения немного сложно, поскольку звуковая карта будет стремиться быстро выровнять кривую, чтобы устранить постоянное напряжение постоянного тока.При необходимости я измерял переходные изменения напряжения, сравнивая с генерированным мной импульсом напряжения стандартного размера. Верхний график на графике GoldWave справа является частью синхронизированного последовательного кадра LANC со скоростью 9600 бод. Нижний график показывает синхронизацию видеокадров.
Попробуй, купи: Итак, я использовал это довольно долго и действительно повеселился.
Это действительно отлично работает! У него нет некоторых основных функций осциллографа, таких как запуск, но он компенсируется наличием обширной памяти , что позволяет легко анализировать очень длинные кривые.
Но как только я понял, насколько полезен осциллограф, я понял, что мне нужен более полнофункциональный прибор. Я купил подержанный осциллограф Fluke 199 (точнее, 199 / A), очень прочный, портативный и простой в использовании прибор. Прицел поставлялся с красивым футляром, кабелями и компьютерным интерфейсом с программным обеспечением для документирования трассировок. Fluke, безусловно, делает хороший прицел!
Выделенный осциллограф: Снимок экрана справа взят с моего Fluke 199 / A и показывает наверху график падения напряжения на кнопке спуска затвора камеры Sony DSC-V3, когда я сделал экспозицию.Напряжение триггера осциллографа видно на полпути вниз от падения напряжения. Кривая внизу показывает напряжение на фотодиоде перед внутренней вспышкой во время полученного снимка со вспышкой.
Можно увидеть первоначальный более короткий импульс от предварительной вспышки в режиме измерения вспышки TTL, а также немного более поздний и более длинный импульс полной вспышки.
Снимок экрана Fluke справа на самом деле представляет собой полное разрешение ЖК-экрана осциллографа, что после использования полного разрешения монитора компьютера кажется несколько разочаровывающим.Однако данные с гораздо более высоким разрешением можно загрузить с осциллографа в компьютер. Вот пример страницы загруженных данных осциллографа с Fluke 199 / A с немного большим разрешением. Верхняя кривая снова представляет собой спуск кнопки спуска затвора, а нижняя кривая представляет собой комбинированную прямоугольную волну, показывающую синхронизацию видеополя и меньший импульс спуска горячего башмака вспышки.
С уважением,
Роб Крокетт
Copyright 2010 Все права защищены.
Цифровая стерео фотография для дома
Осциллограф на базе ПК-звуковой карты . ..
.. Уведомление о конфиденциальности для «Бесплатная энергия | поиск бесплатной энергии и обсуждение бесплатной энергии»
В соответствии с законодательством Европейского Союза мы обязаны информировать пользователей, получающих доступ к сайту www.overunity.com изнутри ЕС о файлах cookie, которые использует этот сайт, и информации, которую они содержат, а также о предоставлении им средств для «согласия» — другими словами, разрешить сайту устанавливать файлы cookie.Файлы cookie — это небольшие файлы, которые хранятся в вашем браузере, и у всех браузеров есть опция, с помощью которой вы можете проверять содержимое этих файлов и при желании удалите их.
В следующей таблице подробно указано имя каждого файла cookie, его источник и то, что мы знаем об этой информации. этот файл cookie хранит:
Cookie | Происхождение | Стойкость | Информация и использование |
| ecl_auth | www. overunity.com | Истекает через 30 дней | Этот файл cookie содержит текст «Закон ЕС о файлах cookie — файлы cookie LiPF разрешены». Без этого файла cookie программное обеспечение Форумов не может устанавливать другие файлы cookie. |
| SMFCookie648 | www.overunity.com | Истекает согласно выбранной пользователем продолжительности сеанса | Если вы входите в систему как участник этого сайта, этот файл cookie будет содержать ваше имя пользователя, зашифрованный хэш ваш пароль и время входа в систему.Он используется программным обеспечением сайта для обеспечения таких функций, как указание Вам указываются новые сообщения форума и личные сообщения. Этот файл cookie необходим для правильной работы программного обеспечения сайта. |
| PHPSESSID | www.overunity.com | Только текущая сессия | Этот файл cookie содержит уникальное значение идентификации сеанса. Он установлен как для участников, так и для
не-члены (гости), и это важно для правильной работы программного обеспечения сайта.Этот файл cookie не является постоянным
и должен автоматически удаляться при закрытии окна браузера. |
| pmx_upshr {ИМЯ} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie настроены для записи ваших предпочтений отображения для страницы портала сайта, если панель или отдельный блок свернут или развернут |
| pmx_pgidx_blk {ID} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie настроены для записи номера страницы для страницы портала сайта, если страница для индивидуальный блок изменен. |
| pmx_cbtstat {ID} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie настроены на запись состояния раскрытия / свертывания содержимого блока CBT Navigator. |
| pmx_poll {ID} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie настроены на запись идентификатора текущего опроса в блоке с несколькими опросами. |
| pmx_ {fadername} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie предназначены для записи состояния блока Opac-Fader. |
| pmx_LSBsub {ID} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie предназначены для записи текущей категории и состояния статического блока Category. |
| pmx_shout {ID} | www.overunity.com | Только текущая сессия | Эти файлы cookie настроены на запись текущего состояния блока окна крика. |
| pmx_php_ckeck | www. overunity.com | Время загрузки страницы | Этот файл cookie, вероятно, никогда вас не увидит. Устанавливается, если инициирована проверка синтаксиса блока PHP. и будет удален при выполнении функции. |
| pmx_YOfs | www.overunity.com | Время загрузки страницы | Этот файл cookie, вероятно, никогда вас не увидит. Он устанавливается на действия портала, такие как щелчок по номеру страницы.Файл cookie оценивается при загрузке нужной страницы и затем удаляется. Используется для восстановления вертикального положения экрана. как до щелчка. |
Примечания:
Они используются для таргетинга рекламы, и в настоящее время Google делает это без вашего разрешения. Четыре из
эти файлы cookie, о которых мы знаем, называются «Rememberme», «NID», «PREF» и «PP_TOS_ACK»
и хранятся в кеше Google на вашем компьютере.
