Usb осциллограф на ардуино для компьютера: Приставка осциллограф к компьютеру своими руками на базе Arduino

Содержание

Приставка осциллограф к компьютеру своими руками на базе Arduino

Осциллограф к ПК – это устройство, которое позволяет графически наблюдать электрический сигнал. Следуя данной инструкции, вы сможете сконструировать недорогой осциллограф своими руками.

Шаг 1: Используем контроллер Arduino Uno

В интернет-магазинах контроллер Arduino Uno стоит в пределах 20 долларов.

Шаг 2: Устанавливаем приложение Arduino IDE и библиотеку TimerOne.h

Прежде всего, если у вас не установлена среда разработки Arduino, скачайте и установите ее с сайта Arduino.

Установите библиотеку «TimerOne.h» для Arduino IDE, следуя следующим инструкциям:

  1. В приложении Arduino выберите пункт меню «Sketch» (см. фото).
  2. Далее «Include Library».
  3. «Manage Libraries…».
  4. Выберите «all» в окне «Type» и «all» в окне «Topic». В пустое поле введите «TimerOne» (без кавычек).
  5. Ниже появится информация о библиотеке.
  6. Щелкните на этом тексте, и появится кнопка «Install».
  7. Нажмите кнопку «Install».
  8. Перезапустите программу.

Шаг 3: Скачиваем скетч и загружаем его в приложение Arduino

  1. Загрузите и разархивируйте скетч для Arduino: ((oscilloscope_arduino.ino)).
  2. Подключите контроллер Arduino к компьютеру через USB-порт.
  3. Запустите приложение Arduino IDE.
  4. Откройте загруженный скетч «oscilloscope_arduino.ino».
  5. Выберите порт, к которому подключен контроллер (см. фото).
  6. Загрузите программу в контроллер Arduino.

Шаг 4: Скачиваем программу Oscilloscope

Загрузите и распакуйте программу. Выберите файл для вашей операционной системы:

Запустите exe-файл (например, Windows 64 => oscilloscope_4ch.exe).

Важно: не удаляйте папку «lib» из директории с программой.

На компьютере должна быть установлена программа «Java» не ниже 8-й версии.

Шаг 5: Если oscilloscope_4ch.exe не работает…

Если, по какой-либо причине программа oscilloscope_4ch.exe не работает, выполните следующее:

  1. Установите утилиту Processing IDE.
  2. Загрузите и разархивируйте скетч Processing source oscilloscope program.
  3. Запустите утилиту «Processing IDE» и откройте в ней скетч «oscilloscope_4ch.pde».
  4. Запустите программу, нажав на значок с треугольником (см. фото).

Шаг 6: Настраиваем последовательный порт для сопряжения контроллера Arduino с программой Oscilloscope

  1. Запустите программу «Oscilloscope»; контроллер Arduino подключите к компьютеру через USB-порт. Теперь вам нужно «подружить» их друг с другом через последовательный порт.
  2. В поле «Configurar Serial» (Настройка последовательного интерфейса) нажимайте на поле «select serial» до тех пор, пока не появится порт, к которому подключен Arduino (если он не появился, нажмите на кнопку «refresh» для обновления).
  3. Нажимайте кнопку «select speed» пока не появится скорость 115200.
  4. Нажмите кнопку «off»; надпись на ней изменится на «on».
  5. Если все правильно сделано, самодельный осциллограф покажет 4 канала [A0 (ch-0), A1 (ch-1), A2 (ch-2) и A3 (ch-3)].

Если подключение настроено неправильно, вы увидите на изображении «шум».

Шаг 7: Соединяем выход (~10) со входом (A0), а выход (~9) со входом (A1)

С помощью проводов, подключите цифровой выход 10 контроллера Arduino к его аналоговому входу A0, а выход 9 – к входу A1.

На экране появится сигнал, похожий на тот, который показан на фото. Сигналы на цифровых выходах 9 и 10 задаются блоком «Ger.Sinal» программы: на выходе 9 генерируется ШИМ-сигнал частотой 10 Гц (Т = 100 мс) при Ton = 25 %; на выходе 10 – сигнал, равный удвоенному периоду 2Т (200 мс).

Вы можете самостоятельно настроить значения в блоке «Ger.Sinal», перетаскивая ползунок или щелкая по элементу управления.

Шаг 8: Подсказки

  1. Поставьте галочку напротив параметра «Trigger» на Ch-0 (красный), чтобы стабилизировать сигнал.
  2. Чтобы удалить изображения сигналов Ch-2 и Ch-3, нажмите на заголовки «Ch-2» и «Ch-3».
  3. Чтобы наблюдать фигуры Лиссажу, нажмите на заголовок «XYZ».
  4. Чтобы определять частоты, поставьте галочку «detectar freq.» (обнаружить частоту).
  5. Чтобы измерить напряжение и время / частоту, нажмите «medir» (измерение).
  6. Для изменения значения шкалы регулировки, нажмите между вертикальными линиями или перетащите ползунок, обозначенный двумя треугольничками (см. рисунок).
  7. Программа имеет гораздо больше настроек. Исследуйте их самостоятельно.

Шаг 9: Определяем частоту вспышки фонарика

Вы можете узнать частоту мигания фонарика, используя фоторезистор (LDR) и обыкновенный резистор (см. рисунок).

Шаг 10: Определяем частоту вращения вентилятора

Чтобы узнать частоту вращения вентилятора, используйте схему из шага 9, только фонарик должен гореть постоянно.

Подставив значение частоты из компьютерного осциллографа в формулу на рисунке, определите частоту вращения вентилятора.

Шаг 11: Анализируем сигнал от пульта дистанционного управления

Вы можете увидеть ИК-сигнал от пульта дистанционного управления с помощью фототранзистора TIL78.

Соберите схему по рисунку и следуйте следующим инструкциям:

  1. Установите значение «dt» равным 2 мс или 100 мкс.
  2. Включите «Trigger» канала Ch-0.
  3. Увеличьте уровень, перетащив ползунок (см. рисунок).
  4. Нажмите кнопку «UMA»: осцилограф перейдет в режим ожидания.
  5. Нажмите любую кнопку на пульте дистанционного управления, предварительно направив его на фототранзистор.
  6. Анализируйте график.

Шаг 12: Тестируем компоненты или устройства

Приставку осциллограф к компьютеру можно использовать для тестирования различных электронных компонентов или устройств.

В этом примере мы протестируем маленький джойстик для проектов Arduino.

  1. Соберите схему, показанную на рисунке.
  2. Синхронизируйте программу с контроллером Arduino.
  3. Нажмите «fluxo» (поток), чтобы Arduino отправлял каждое значение сразу после прочтения.
  4. Установите значение параметра «dt» равным 100 мс (для медленного чтения).
  5. Выключите «Ch-3», нажав на заголовок.
  6. Установите значение параметра «v/div» равным 5 (во время установки нажмите и держите клавишу «Shift», чтобы настроить все каналы одновременно).
  7. Переместите маленький треугольник слева канала «Ch-0» вверх (нажав клавишу «Shift»).
  8. Включите канал «XYZ» и перетащите ползунок параметра «v/div» до конца вправо.
  9. Перемещайте джойстик во все стороны и понажимайте кнопку несколько раз.
  10. Наблюдайте кривые.

Шаг 13: Определяем параметры резисторов и конденсаторов

Поле «medir res./cap.» предназначено для измерения значений резисторов и конденсаторов, но оно будет работать только при подключении схемы, изображенной на рисунке.

Данная функция может самостоятельно определять, какой из компонентов подключен: резистор или конденсатор и определить правильное значение параметра, используя 3 шкалы (низкие, средние или высокие значения).

Шаг 14: Хотите больше возможностей?

Скачайте полный проект с сайта GitHub.

Посмотрите видео на YouTube.

Трёхканальный цифровой осциллограф на базе Ардуино

Цифровые осциллографы используются любителями электроники и это одна из привычных вещей, находящихся за их рабочими столами. Но покупка готового решения может влететь в копеечку, поэтому я решил, что соберу собственный осциллоскоп своими руками. Этот базовый проект поможет вам повысить свои навыки и в итоге у вас будет свой самодельный неплохой прибор, который облегчит вам жизнь.

Ардуино – замечательная вещь, работающая на 8-битных микроконтроллерах, которые имеют цифровые выходы, SPI, линии I2S, последовательную связь, ADC и т.д. Таким образом, использование в этом проекте Ардуино – хорошая идея.

Шаг 1: Необходимые материалы

Я хотел, чтобы всё оставалось простым и дешевым, поэтому вам понадобятся:

  • Ноутбук x1
  • Ардуино x 1 (UNO,PRO MINI, NANO –подойдёт любой , кроме MEGA)
  • Кабели со штекерами x 2
  • Макетная плата x 1
  • Клипсы аллигаторы x 2
  • Кабель джек папа-папа на 3.5 мм x 1
  • Источник аудио, или другого сигнала, чью форму вы хотите увидеть

Шаг 2: Код и программа осциллоскопа

После подключения, просто загрузите в него код из zip-архива. Этот код просто считывает напряжение на аналоговых пинах A0-A5 или A7 Ардуино (в зависимости от вашей платы), а затем конвертирует его в значение, варьирующееся от 0 до 1023. Далее это значение отправляется на компьютер через порт USB.

Пины A0-A5 или A7 (в зависимости от вашей платы) действуют в качестве 6 или 8 каналов осциллоскопа, но софт позволяет отобразить только три канала за раз.

После того, как вы открыли программу осциллоскопа вслед за загрузкой скетча, выберете нужные параметры baud rate (скорость передачи) и COM-порт, а затем откройте каналы.

Программа осциллоскопа спроектирована так, чтобы принимать значения с Ардуино и строить из них график, добавляя значения в линию, что предоставляет вам неплохие графики в виде волн, прямо как на осциллоскопе. Файлы

Шаг 3: Принцип действий

  1. Подключите Ардуино
  2. Загрузите код
  3. Пустите сигнал через пины A0 — A5 или A7 (в зависимости от вашей платы). Я выбрал сигнал, идущий от моего телефона через джек. Один конец провода был подключен к телефону, а на другом конце я подключил землю к GND Ардуино, а второй аллигатор был подключен к одному из аудиоканалов. (в моем случае правый канал аудиосигнала) .
  4. Откройте программу осциллографа
  5. Выберите COM-порт и baud rate
  6. Откройте каналы и всё готово!

Шаг 4: Особенности

  • Разрешение осциллоскопа: примерно 0.0049 Вольта (4.9мВ)
  • Частота обновления: 1КГц
  • Скорость передачи: 115200
  • Диапазон напряжения: 0-5 Вольт
  • Он может отображать одновременно 3 канала

Замечание: не превышайте на электронном осциллографе предел в 5 Вольт, или вы поджарите свой Ардуино.

Ограничения:

  1. Напряжение нельзя превышать, оно находится в диапазоне 0-5 Вольт
  2. Любой сигнал выше 1КГц не будет замечен Ардуино, либо же он будет определяться как мусорные значения (помехи)
  3. Не пробуйте измерить сигналы AC, так как аналоговые пины не приспособлены для этого и в конце концов вы либо повредите Ардуино, либо засечёте позитивную половину

Шаг 5: Все готово!

Итак, я думаю, что было довольно просто сделать свой осциллограф на Ардуино. Надеюсь, вам всё понравилось.

LCD осциллограф на Arduino

Несколько лет назад я опубликовал код и схемное решение осциллографа на базе PIC18F2550 KS0108 . Однако в настоящее время я решил воссоздать данный проект, используя плату Arduino Fio.

IMG_4199.jpg

Я использовал плату Arduino Fio, которую можно приобрести от SparkFun (доступно на Amazon.com) и небольшой SPI графический LCD-дисплей, который я приобрел за несколько долларов на сайте dx.com (код товара SKU 153821). Поскольку у меня нет паяльника, я импровизировал с кабелями типа “мама-мама”, которые также можно приобрести на сайте dx.com (код товара SKU 151650).

На сайте Dx.com данный LCD-дисплей является 5 В модулем, но на сайте производителя утверждается обратное (mini12864) (перевод с китайского с помощью Google Translate):

Размеры (Д × Ш × В): 47мм × 38мм × 6мм (без учета выводов)
Видимая часть LCD-дисплея (Д × Ш): 33.7мм × 33.5мм
Активная зона отображения LCD-дисплея (Д × Ш): 30.7мм × 23мм
Подсветка: Белая
Рабочее напряжение: 3.3В ~ 5.5В (встроенная схема усиления, без нагрузки)
ИС управления: UC1701
Формат дисплея: 128 × 64 ряда
Дисплей: Синий на белом фоне

(mini12864 даташит)

Таким образом, я заказал один графический дисплей, подождал несколько недель, пока его доставят (поскольку с сайта dx.com пересылка товара идет очень долго), получил его, установил в схему и создал простой скрипт “Hello World” для подтверждения, что дисплей и плата правильно функционируют вместе. Код программы находится в файле hello_word.ino

И схема действительно работает!

Благодаря тому, что мой предыдущий проект был написан на C, переход на Arduino занял несколько минут. Я использовал преимущества открытого кода библиотеки графического дисплея (u8glib) для управления основной работой и добавил меню последовательного порта для манипулирования различными параметрами дисплея. Главное отличие между проектом на PIC и данным проектом заключается в следующем: поскольку плата Arduino Fio - это 3.3 В устройство, оно может управлять входами в диапазоне напряжения 0-3.3 В, ограничивая область использования в качестве “осциллографа” без соответствующей защиты входов/ изменения величины напряжения. Код является полностью портативным. Это означает, что вы можете запрограммировать любой другой Arduino и очень быстро запустить устройство.

IMG_4203.jpg

Видео работы проекта можно посмотреть здесь.

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

Теги:

IMG_4203.jpg Вознаградить Я собрал 0 0

x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

0

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Осциллограф

Прибор для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временных характеристик электрического сигнала.

2012 г.

Двухканальный USB осциллограф

Все чаще и чаще используются приборы подключаемые к компьютеру по USB. Часто они бывают дешевле и функциональнее обычных приборов. В этой статье описано создание USB осциллографа с максимальной частотой 10 кГц при входном напряжении ± 16В. Он гораздо лучше других подключаемых к компьютеру осциллографов. Имеет гораздо больше возможностей, чем ПК-осциллографы

Автор: none

13 0 [0]
Похожие статьи: 2010 г.

Цифровой LCD-осциллограф

В данной статье приведен простейший осциллограф с выводом данных на текстовый LCD экранчик. Схема построена с использованием PIC-микроконтроллера PIC18F452, но может быть адаптирована и для других PIC.

Автор: none

1 0 [0]
Похожие статьи: 2010 г.

Простой USB-осциллограф

Проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.

Автор: Колтыков А.В.

78 0 [0]
Похожие статьи: 2011 г.

Самодельный осциллограф на AVR

Представлен проект изготовления самодельного низкоскоростного осциллографа на базе микроконтроллера AVR. Частота измерения до 7.7кГц, экранчик 128x64.

Автор: Колтыков А.В.

12 4.5 [1]
Похожие статьи: 2012 г.

Android Bluetooth осциллограф

Как АЦП для двух входов в схеме используется PIC33FJ16GS504 Microchip. Обработанные данные передаются в телефон через Bluetooth модуль LMX9838

Автор: none

6 0 [0] 2012 г.

Осциллограф своими руками

Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Он имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0-5В, 0-2.5В и 0-1,25. Основным недостатком является низкая частота дискретизации (~ 60 кГц), а также то, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера.

Автор: none

1 0 [0]
Похожие статьи: Осциллограф

, компьютер, arduino, скачать бесплатно для Windows

Компьютер осциллографа Arduino

на программном информере

Осциллограф реального времени на основе звуковой карты со сложным методом запуска.

Осциллограф реального времени

с усовершенствованной

1 Parallax, Inc.88 Условно-бесплатное ПО

USB-осциллограф Parallax - это цифровой осциллограф с памятью в реальном времени.

Подробнее Осциллограф компьютерный Arduino

Осциллограф Компьютер Arduino: введение

2 Virtins Technology 1,028 Условно-бесплатное ПО

Набор инструментов, включая осциллограф, генератор сигналов и мультиметр.

3 Measurement Computing Corporation 505 Бесплатное ПО

Приложение используется для графического отображения и хранения входных данных.

5 К.Зельдович, Н.Шушарина 982 Условно-бесплатное ПО

Zelscope - это анализатор спектра, который выдает сигналы в реальном времени.

44 АрагонСофт 64 Условно-бесплатное ПО

OscilloSpectroXpro - осциллограф, спектрограф и трехмерный анализатор спектра.

Компьютерные продукты Fountain 21 год Бесплатное ПО

Анализ звуковых сигналов, поступающих через звуковые карты, в реальном времени.

42 Matrix Technology Solutions Ltd 3 221 Условно-бесплатное ПО

Разработка электронных и электромеханических систем с использованием Arduino, PIC и ARM.

хантек 20 Демо

DSO-3062AL USB - это компьютерная программа для цифрового осциллографа.

Дополнительные заголовки, содержащие осциллограф компьютерный arduino

23 Virtronics 1,322 Условно-бесплатное ПО

Simulator for Arduino - это наиболее полнофункциональный симулятор Arduino.

9 Ксевро 334 Бесплатное ПО

Arduino Simulator разработан для быстрого тестирования программы с Arduino UNO.

2 Visual Micro 1,353 Бесплатное ПО

Arduino - наиболее полная и простая в использовании среда сборки.

15 Citilab 2,497 Бесплатное ПО

Создание инновационного приложения с использованием среды программирования Arduino.

SkyDuino Бесплатное ПО

Объединяет Skype / Arduino для потоковой передачи видео в реальном времени с возможностью удаленного панорамирования и наклона.

Digicious 22 Бесплатное ПО

Это упрощает кодирование для Arduino для людей, привыкших к Visual Studio IDE.

Команда разработчиков Pinguino 38 Открытый источник

Pinguino - это платформа для создания прототипов электроники, подобная Arduino.

2 Blue Leaf Software Limited 91 Бесплатное ПО

MegunoLink - это бесплатный инструмент для общения с микроконтроллерами Arduino.

1 Руна Лангёй 53 Открытый источник

Arduino UNO Uploader Tool - это приложение с открытым исходным кодом для загрузки файлов .hex.

ООО "Ардуино" 10

ООО "Ардуино" 71

ООО "Ардуино" 2

.

USB-осциллограф и генератор сигналов с аудиосистемой за $ 20

Вы заинтересованы в создании 2-канального осциллографа 20 кГц и 2-канального генератора сигналов всего за 20 долларов с минимальными усилиями? Обязательно ознакомьтесь с инструкциями [Jan_Henrik’s], в которых рассказывается, как собрать этот потрясающий инструмент из дешевой звуковой карты USB.

В прошлом мы использовали тонны и тонны самодельных осциллографов, но эти усилия привели к тому, что получилось очень хорошо скомпоновано, оставаясь при этом очень простым для понимания и легким в сборке.Вам даже не нужно модифицировать звуковую карту USB. Одна из самых крутых частей этой сборки заключается в том, что вы можете отсоединить сборку датчика от звуковой карты USB и принести ее куда угодно. После сборки все, что вам нужно, это программа Soundcard Oscilloscope [Christian Zeitnitz], и все готово. Один из основных недостатков, который часто упускается из виду при использовании аудио-осциллографа, заключается в том, что он «связан по переменному току». Это означает, что вы не можете измерять низкие частоты (включая сигналы постоянного тока) с помощью звуковой карты.Обязательно прислушайтесь к совету [Яна Хенрика] и не используйте встроенную звуковую карту в качестве осциллографа. Без схемы защиты это верный способ сжечь ваш компьютер.

Какие аналоговые проекты вы построили на основе аудиоинтерфейса? Мы видели, что такой интерфейс используется во многих различных приложениях, включая несколько забавных медицинских хаков (убедитесь, что безопасность - ваш главный приоритет). Напишите и дайте нам знать!

.Осциллограф

USB - осциллограф на базе ПК »Электроника

Осциллографы

для ПК и USB представляют собой высокопроизводительные измерительные приборы в небольшом пространстве и по сравнительно низкой цене за счет использования пользовательского интерфейса и некоторой обработки данных на компьютере.


Типы осциллографов:
Аналоговые осциллографы Объем аналогового хранилища Цифровой люминофор Цифровой прицел Объем USB / ПК Осциллограф смешанных сигналов MSO Объем выборки

Осциллограф Учебное пособие включает:
Осциллограф, основы Обзор типов осциллографов Характеристики Как пользоваться осциллографом Запуск области видимости Пробники осциллографа Технические характеристики пробника осциллографа


Осциллографы на базе ПК, включая USB-осциллографы, стали очень популярным способом создания высокопроизводительных осциллографов по низкой цене и в небольшом корпусе.

В некоторых случаях компьютер будет доступен в среде, где должно быть проверено электронное оборудование, и поэтому использование вычислительной мощности, экрана и источника питания ПК или другого компьютера имеет смысл, что позволяет сэкономить на стоимости и пространстве.

Ввиду спроса на USB-осциллографы доступно большое разнообразие, предлагающее полный спектр возможностей от USB-осциллографов начального уровня до стробоскопических осциллографов с полосой пропускания, простирающейся до диапазона ГГц. Эти испытательные инструменты позволяют добиться значительной экономии средств без ущерба для производительности в зависимости от выбранного USB-прицела

Typical USB PC based oscilloscope with computer and test board

Выбор USB для ПК

Использование универсальной последовательной шины, USB для подключения прицела к ПК имеет абсолютный смысл, хотя это не единственный метод.

Осциллографы, использующие персональные компьютеры, ПК, могут использовать различные методы для связи с ПК. Однако в последние годы USB стал стандартом практически для всех компьютеров, и в результате не требуется использование дополнительной карты, такой как карта Firewire и т. Д., Для использования одного из этих тестовых инструментов.

Использование USB означает, что можно использовать прицел, используя вычислительную мощность ПК, практически на любом ПК.

Другое преимущество состоит в том, что наличие цифрового USB-прицела позволяет получить преимущества и сократить расходы.Для различных интерфейсов требуется меньше вариантов, поэтому можно сосредоточиться на оптимизации конструкции испытательного прибора для USB.

Также интересно отметить, что многие цифровые осциллографы в штучной упаковке используют точно такой же подход и имеют одинаковые базовые схемные блоки, единственное реальное отличие состоит в том, что осциллограф USB использует внешний ПК или другой компьютер для управления и отображения.

Основы USB-осциллографа для ПК

Одним из ключевых элементов осциллографа для ПК, естественно, является USB-соединение.Это обеспечивает удобный и достаточно высокоскоростной канал передачи данных, по которому USB-осциллограф и компьютер могут обмениваться данными.

USB PC based oscilloscope used to test an automotive engine

Хотя испытательное оборудование от разных производителей и оборудование, находящееся в разных позициях в пределах диапазона от производителей, будет отличаться, есть некоторые общие аспекты этих объемов, которые можно выделить.

Для USB-осциллографов используются два основных подхода: один обеспечивает гораздо более дешевые, но менее производительные осциллографы, а другой обеспечивает гораздо более удовлетворительное решение.

1) Простой осциллограф USB на базе микропроцессора

В этой форме USB-осциллографа используется встроенный микропроцессор для управления и проведения измерений, но в этом простом формате есть некоторые серьезные ограничения.

Что касается работы, то входящий сигнал попадает в осциллограф и проходит аналоговую обработку: затухание; усиление; согласование импеданса, если требуется. Затем они передаются в аналого-цифровой преобразователь, АЦП, и данные передаются в микропроцессор.

Typical microprocessor based USB / PC oscilloscope block diagram Типовая блок-схема осциллографа USB / ПК на базе микропроцессора

С учетом архитектуры процессора, как правило, процессор организует данные таким образом, чтобы их можно было отправить на компьютер для большей части обработки. Это означает, что по USB-каналу на компьютер необходимо передать большое количество данных, и это может оказаться узким местом. Одна из основных проблем заключается в том, что невозможно гарантировать запуск триггера, поэтому можно пропустить важное событие в сигнале.Это может привести к тому, что будет потрачено много времени на отслеживание проблемы с сигналом e, потому что она не будет видна осциллографом

.
2) USB-осциллограф на базе FPGA

Для того, чтобы значительно улучшить работу USB-осциллографов, используются FPGA или иногда CPLD. Это позволяет выполнять гораздо больший объем обработки в пределах самого USB-устройства, а также за гораздо более короткое время. Эти устройства могут быть сконфигурированы для выполнения точных требуемых задач, поэтому они могут обрабатывать данные намного быстрее, и они могут обрабатывать гораздо больше данных, чтобы обеспечить наилучшее отображение сигналов.

Одна из важных областей, где это может происходить, - это срабатывание триггера, где гораздо более быстрая работа означает, что прицел может правильно срабатывать даже при полной скорости прицела.

При использовании осциллографов USB на базе FPGA данные обрабатываются параллельно, данные хранятся в самом осциллографе USB, а ПК в основном используется для отображения сигналов и управления ими. USB-осциллограф обрабатывает захваченные данные, а затем передает сигнал для отображения на ПК или другой компьютер в формате без потерь по USB-каналу.Таким образом, USB-соединение не является узким местом, и осциллограф, который был разработан для обработки захваченных данных формы сигнала, может обеспечить это наиболее эффективным образом.

Typical FPGA based USB / PC oscilloscope block diagram Типовая блок-схема USB / ПК осциллографа на базе ПЛИС.

Данные проходят аналоговую обработку, так что можно обеспечить любое согласование затухания, усиления, импеданса и т. Д. Полученный сигнал затем передается в аналого-цифровой преобразователь.

АЦП может иметь одно или несколько ядер - если у него несколько ядер, то данные обычно передаются параллельно ПЛИС в память.Имея данные, хранящиеся таким образом, можно обрабатывать их различными способами, вызывая данные из памяти по мере необходимости.

Многие осциллографы, как USB-осциллографы, так и осциллографы в штучной упаковке, предлагают логический анализ или цифровые каналы. Для них не требуется аналогичная аналоговая обработка, и они могут быть переданы непосредственно в FPGA, очевидно, через схему защиты. Осциллографы с этой возможностью обычно называются осциллографами MSO или осциллографами смешанных сигналов.

После обработки сигнала изображение, которое нужно отобразить, можно передать через интерфейс USB на ПК.Поскольку на ПК поступают только обработанные данные, узких мест на USB или другом интерфейсе нет, и это означает, что производительность не ограничивается интерфейсом USB. Он также передается в формате без потерь, чтобы можно было увидеть все импульсы / переходные процессы. В некоторых осциллографах могут быть отправлены прореженные данные, и это может привести к дефектам отображаемой формы сигнала, что может привести к пропуску переходных процессов.

PC USB-прицел преимущества / недостатки

Использование USB-осциллографа на базе ПК имеет множество преимуществ и недостатков.Они должны быть сбалансированы при принятии решения о том, использовать или покупать один из этих тестовых инструментов.

Преимущества осциллографа на базе USB / ПК

  • Рентабельность: Одним из больших преимуществ использования USB-осциллографа является то, что это очень рентабельный способ покупки осциллографа. В общем тестовом оборудовании используются многие аспекты компьютера, которые, вероятно, уже доступны. Электропитание, дисплей и вычислительная мощность доступны в пределах ПК, и это означает, что нет необходимости дублировать их в пределах USB.
  • Простота установки и использования: Использование интерфейса USB означает, что соединение ПК и прицела особенно просто. Это хорошо зарекомендовавший себя интерфейс, который прост в настройке. Обычно программное обеспечение, используемое с осциллографом, также разрабатывается таким образом, чтобы его было легко внедрить.
  • Большой экран: Большинство ПК, будь то ноутбук или настольный компьютер, имеют экран хорошего размера, позволяющий легко увидеть изображения сигналов.
  • Использует существующее оборудование: Осциллографы USB используют ПК, которые, вероятно, уже будут доступны.Это означает, что покупать новую именно для этой роли маловероятно.
  • Портативный: Осциллографы USB намного меньше специализированных осциллографов. Для выездного обслуживания у многих инженеров уже будет портативный компьютер, поэтому тот факт, что осциллограф USB намного меньше, чем специальный осциллограф, дает реальное преимущество.
  • Производительность: Производительность, которую можно достичь с помощью осциллографов на базе ПК, постоянно улучшается.Осциллографы USB верхнего уровня, например, могут соответствовать характеристикам доступного автономного тестового оборудования. В зависимости от выбранной модели эти USB-прицелы могут соответствовать топовым стандартным прицелам и при гораздо меньшей стоимости.

Недостатки осциллографа на базе USB / ПК

  • Требуется ПК: Тот факт, что для USB-осциллографа требуется ПК, может быть преимуществом в некоторых случаях, но в других может быть недостатком, если он еще не доступен.
  • Производители нижнего прицела могут срезать углы: Как и все испытательные приборы, вы можете получить то, за что платите. Некоторые низкоуровневые USB-прицелы менее известных производителей могут сократить расходы и снизить производительность. Обратитесь к хорошо известному бренду, и производительность будет гарантирована.

Ключевые моменты, которые следует учитывать при выборе осциллографа USB

На рынке представлено очень много USB-осциллографов, некоторые из которых намного лучше других.Соответственно, при выборе USB-прицела необходимо убедиться, что сделан лучший выбор, и ниже приведены несколько советов, которые следует учитывать:

  • Убедитесь, что триггер является цифровым: В некоторых осциллографах USB или фактически любых цифровых осциллографах триггер может быть разработан непосредственно из аналогового сигнала, в то время как в других он берется из цифровых данных, хранящихся внутри осциллографа. Если в прицел включен полностью цифровой триггер, это позволяет достичь гораздо более высокого уровня точности и гибкости.Ложный запуск, шум и другие проблемы можно минимизировать с помощью цифровых триггеров, а запуск можно настроить для середины сигнала и т. Д., Чтобы можно было видеть форму сигнала до и после точки запуска.
  • Убедитесь, что выбран осциллограф с интерфейсом USB на базе ПЛИС: осциллографы с интерфейсом USB на базе технологии ПЛИС способны обеспечить гораздо более высокий уровень производительности. Микропроцессорные системы часто рекламируют частоты дискретизации 48 МГц, 96 МГц или доли кратных, и они обычно имеют ограниченную полосу пропускания.
  • Разрешение: Одной из ключевых характеристик цифровых прицелов является разрешение, которое можно получить. Некоторые прицелы низкого уровня могут предлагать только восьми или десяти битное разрешение. При отображении осциллограмм на экране компьютера с помощью осциллографов с более низким разрешением можно обнаружить отсутствие деталей. Иногда формы сигналов могут быть неровными, так как можно увидеть отдельные биты. Также можно потерять детали, особенно если смотреть на небольшое напряжение в присутствии гораздо большего.Некоторые прицелы предлагают гораздо более высокие уровни разрешения, и они могут обеспечить более детализированное изображение.
  • Полоса пропускания: При просмотре сигналов необходимо убедиться, что полоса пропускания осциллографа достаточно высока для захвата формы волны и любых гармоник, которые она может содержать. Часто используется эмпирическое правило, известное как правило пяти раз. При этом полоса пропускания осциллографа должна быть в пять раз больше самой высокой частотной составляющей сигнала. При использовании этого правила погрешность из-за частотных ограничений будет менее ± 2%.
  • Объем памяти: При выборе USB-осциллографа убедитесь, что у него достаточно памяти для захвата и хранения необходимых сигналов. Чем больше объем памяти, тем больше сигнала можно захватить с максимальной частотой дискретизации.

    Глубина памяти = (окно времени сбора данных) (частота дискретизации)




    При 1 MSa на канал осциллограф может захватывать 1 мс или время с частотой дискретизации 1 Гвыб / с. Таким образом, для захвата такого количества данных должно быть доступно достаточно памяти.Это дает представление о том, что может потребоваться.
  • Функциональный генератор / возможности AWG: Используя возможности FPGA, легко встроить функциональный генератор, который может генерировать различные формы сигналов. Осциллографы Sime имеют полную возможность генерации сигналов произвольной формы, поэтому можно сгенерировать или загрузить любую требуемую форму сигнала.
  • Рассмотрим тип ПК: Большинство оптических прицелов USB смогут работать с ПК на базе Windows, однако некоторые могут захотеть использовать прицел либо с Apple Mac с iOS, либо они захотят использовать Linux.Проверьте, подходит ли USB-прицел для используемой операционной системы.

Использование осциллографа на базе ПК или USB дает множество преимуществ, но их необходимо тщательно изучить, прежде чем делать окончательный выбор.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в меню тестирования.. .

.

Lxardoscope - это осциллограф Linux + Arduino

[Privatier] сообщил нам об lxardoscope, своем проекте, который позволяет использовать Arduino в качестве аппаратного входа для дисплея осциллографа на базе Linux. Эта реализация предлагает два канала с частотой около 3000 выборок в секунду для каждого. Он рекламирует некоторые параметры графического интерфейса, такие как разрешение по вертикали от 2 мВ до 10 В на деление. Эта часть ставит нас в тупик, потому что мы не понимаем, как можно измерить 10 В (или более), используя прилагаемую схему.Но ваше понимание может превосходить наше, поэтому посмотрите сами.

Он использует Arduino Uno для тестирования. Но чтобы обойти некоторые проблемы, с которыми он столкнулся с другими решениями на основе USB, он вместо этого реализовал соединение через последовательный порт. Вам нужно будет удалить микросхему ATmega с платы Arduino после прошивки кода на нее, а затем построить вокруг нее цепь, которая включает источник питания, где -2,5 В - земля, а 2,5 В - VCC. В общем, вам понадобятся кристалл на 16 МГц, шестнадцатеричный инвертор HEF4069, микроконтроллер семейства ATmega8 и несколько пассивных компонентов, чтобы построить его на макетной плате.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о