Виртуальный осциллограф для компьютера: обзор и применение

Что такое виртуальный осциллограф для компьютера. Как работает виртуальный осциллограф. Какие преимущества дает использование виртуального осциллографа. Где применяется виртуальный осциллограф. Как выбрать виртуальный осциллограф.

Содержание

Что такое виртуальный осциллограф и как он работает

Виртуальный осциллограф — это программно-аппаратный комплекс, состоящий из специальной приставки к компьютеру и программного обеспечения для обработки и отображения сигналов. Принцип работы виртуального осциллографа следующий:

  1. Аналоговый сигнал поступает на вход приставки
  2. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в приставке преобразует сигнал в цифровую форму
  3. Оцифрованные данные передаются в компьютер через интерфейс USB
  4. Программное обеспечение на компьютере обрабатывает полученные данные
  5. Сигнал отображается на экране компьютера в виде осциллограммы

Таким образом, виртуальный осциллограф позволяет превратить обычный компьютер в мощный измерительный прибор для анализа электрических сигналов.


Преимущества виртуальных осциллографов

По сравнению с традиционными аналоговыми осциллографами, виртуальные осциллографы обладают рядом важных преимуществ:

  • Более низкая стоимость
  • Компактность и мобильность
  • Возможность сохранения и анализа сигналов на компьютере
  • Широкие возможности цифровой обработки сигналов
  • Удобный интерфейс и функции измерений
  • Возможность удаленного доступа и управления

Все это делает виртуальные осциллографы очень привлекательным решением для многих задач.

Области применения виртуальных осциллографов

Виртуальные осциллографы нашли широкое применение в следующих областях:

  • Разработка и отладка электронных устройств
  • Ремонт и диагностика оборудования
  • Научные исследования
  • Образование
  • Производственные испытания
  • Автоматизация измерений

Они используются как в промышленности, так и в учебных лабораториях. Виртуальные осциллографы отлично подходят для анализа низкочастотных сигналов до сотен мегагерц.

Ключевые характеристики виртуальных осциллографов

При выборе виртуального осциллографа следует обращать внимание на следующие основные параметры:


  • Полоса пропускания — определяет максимальную частоту исследуемого сигнала
  • Частота дискретизации — влияет на точность воспроизведения формы сигнала
  • Разрешение АЦП — определяет точность измерения амплитуды
  • Объем памяти — позволяет захватывать длинные сигналы
  • Количество каналов — дает возможность анализировать несколько сигналов одновременно

Чем выше эти характеристики, тем более функциональным будет прибор, но и стоимость его будет выше.

Программное обеспечение для виртуальных осциллографов

Ключевую роль в работе виртуального осциллографа играет программное обеспечение. Оно должно обладать следующими возможностями:

  • Удобный интерфейс для управления настройками
  • Различные режимы отображения сигналов
  • Функции измерений и анализа
  • Математическая обработка сигналов
  • Сохранение и загрузка осциллограмм
  • Экспорт данных в различные форматы

Многие производители предлагают как базовое ПО, так и расширенные версии с дополнительными функциями анализа.

Сравнение виртуальных и обычных осциллографов

Виртуальные осциллографы имеют как преимущества, так и некоторые ограничения по сравнению с обычными цифровыми осциллографами:


ПараметрВиртуальный осциллографОбычный осциллограф
СтоимостьНижеВыше
ГабаритыКомпактнееБольше
АвтономностьТребуется ПК Автономный прибор
ФункциональностьШирокие возможности ПООграниченный функционал
Полоса пропусканияДо сотен МГцДо единиц ГГц

Выбор между виртуальным и обычным осциллографом зависит от конкретных задач и условий применения.

Как выбрать виртуальный осциллограф

При выборе виртуального осциллографа следует учитывать следующие факторы:

  • Частотный диапазон исследуемых сигналов
  • Требуемая точность измерений
  • Количество одновременно анализируемых сигналов
  • Необходимые функции анализа и обработки
  • Совместимость с имеющимся компьютером
  • Удобство программного интерфейса
  • Стоимость и соотношение цена/качество

Рекомендуется внимательно изучить характеристики различных моделей и выбрать оптимальный вариант под свои задачи.


Виртуальный осциллограф

Виртуальный осциллограф                                                      Виртуальный осциллограф
 

    Данная разработка задумывалась как дополнение к уже существующему аналоговому осциллографу для исследования редких и непериодических ВЧ сигналов. Она выполнена в виде приставки к ПК. При проектировании особое внимание уделялось доступности и низкой стоимости компонентов.

Железо:
    Принцип работы цифрового осциллографа достаточно простой. Необходимо быстро забить микросхему памяти данными, а затем достаточно медленно передавать их по последовательному каналу в компьютер для отображения и измерений.
 
    Схема генератора и делителя тактовой частоты

    U1-генератор тактовой частоты 20МГц, его выход подключается к счетчику U2,U3. Коэффициент деления частоты 1…128 выбирается мультиплексором U4.

    Схема запуска и формирования  адреса

    Мультиплексор U1 выбирает источник синхронизации: микропроцессор, компаратор уровня или внешний импульс. На U2 реализована схема запуска и останова преобразования. Когда система будет готова к новому приобразованию, то микроконтроллер подает разрешающий импульс на триггер U2A. При поступлении переднего фронта импульса синхронизации на тактирующий вход U2B коммутатор U3 переключается на тактовый сигнал и счетчик U4-U7 начинает перебирать адреса. Когда счетчик последовательно переберет весь диапазон адресов, то инвертором U8 будет сформирован сигнал сброса и отключения тактирования. В этот момент счетчик переключается коммутатором U3 на тактирование от контроллера для чтения и передачи данных в ПК.

    Схема контроллера

    Данные записываются в микросхему памяти типа SRAM U1 UM61256K-15, которая была выдернута из материнки от 486-го компьютера. При чтении микросхема памяти работает в режиме, управляемым адресом. В этом режиме шинный формирователь U5 переходит в третье состояние и запрещает прохождение цифровых сигналов от АЦП или от исследуемой схемы в режиме логического анализатора.

МК U4 формирует сигнал тактирования счетчика, считывает содержимое микросхемы памяти и последовательно передает его в ПК через UART.  При записи выход памяти переходит в третье состояние(/OE=1), U5 разрешает прохождение сигналов, а вход записи U1(/WE) тактируется основным тактовым сигналом.
Данные в ПК передаются со скоростью 115200 бод. Поскольку для передачи всего содержимого чипа памяти потребуется около трех секунд(32 килобайта), то предусмотрено 2 режима передачи: частичная передача(передается 1 килобайт, перемычка на выв. 1 U4 разомкнута) и полная передача(перемычка замкнута). Первоначально задумывалось 2 канала ( PORTC для второго чипа памяти), но пока я остановился на одном.

    Схема аналоговой части
 
    На U1 реализован усилитель вертикального отклонения. R5 и C2 подбираются по минимуму ВЧ звона. Надо сказать, что в рекомендуемой схеме включения C2 отсутствует. Однако в ходе экспериментов оказалось что его добавление улучшает переходные процессы.  C4 подбирается для уменьшения усиления и повышения стабильности на высоких частотах.

Полоса пропускания по уровню 0дб получилась 4МГц. Советские микросхемы идут с очень большим разбросом параметров, поэтому требуется подбор экземпляра U1 по минимальному времени установления и хорошей скорости нарастания. Я пробовал в схеме быстрые ОУ LM318, которые по характеристикам вроде получше. Но оказалось, что отобранный ОУ 574УД1 работает намного лучше, хотя у разных микросхем LM318 частотные параметры весьма стабильны. Переменным резистором RV3 регулируется смещение наблюдаемого сигнала вверх-вниз. На U2 собран компаратор системы синхронизации. LM311 имеет время установления 200нс, которого вполне достаточно для работы на частотах до 5-10 мегагерц. При желании можно использовать и более быстродействующие компараторы. Резистором RV1 устанавливается требуемый уровень синхронизации. В схеме применен быстрый(по тем временам) советский параллельный АЦП К1107ПВ2(на схеме не показан). Схема включения АЦП — стандартная из ДШ. Его можно заменить на 1107ПВ1А с уменьшением разрядности до 6 бит(в случае с К1107ПВ1Б максимальная скорость будет в 2 раза ниже — 10 мегавыборок/сек).
Резистором RV2 настраивается опорное напряжение —2 вольта для АЦП. Аналоговая часть имеет незаконченный вид, здесь отсутствует защита от перенапряжения по входу, защита АЦП, нет входного делителя и входное сопротивление не многим более килоома. Впрочем это не мешает измерять низковольтные сигналы от источников с малым выходным сопротивлением в десятки-сотни ом.

    Схема блока питания

    Двухполярный БП без особенностей. Только трансформатор следует выбирать достаточно мощный т.к. одна микросхема АЦП потребляет ток 0,5А.

    Исходник для Atmega8515

    Конструкция была собрана на трех макетных платах, никакие печатки не разрабатывались.

Софт:
    Для проверки работоспособности цифровой части была написана программа логического анализатора.

    Исследуемые цифровые данные подаются на вход шинного формирователя вместо АЦП.
 
   Исходник  анализатора

   Изначально я использовал готовый кварцевый генератор на 48 МГц. Эта частота делилась до 24МГц. Но после подключения АЦП я увидел что это для него многовато(кроме того схема не обеспечивает требуемую скважность тактового сигнала). В результате частота была понижена до паспортных 20МГц.


    Программа цифрового осциллографа имеет более продвинутый интерфейс. Здесь показаны несколько захваченных строк видеосигнала PAL. Помимо всего прочего я добавил функцию анализатора спектра. БПФ производится на 512 точек.
    Реально можно наблюдать форму сигналов с частотой где-то до 1/20-1/10 частоты дискретизации. Дальше уже начинает появляться алиасинг и форма сигнала достаточно сильно искажается. Спектр можно смотреть до 1/2 частоты дискретизации. Выше проявляется стробоскопический эффект и спектр инвертируется.
 
    Исходник осциллографа

    Протокол общения приставки с компьютером строится следующим образом. От ПК идут однобайтовые команды, управляющие работой. В сторону ПК — пакеты, размер которых определяется выбранным режимом. По окончании преобразования в ПК шлется пакет данных. Когда ПК обработает его и будет готов к приему нового, то он посылает в приставку команду начала нового преобразования.

    Примечание. В ходе экспериментов схема неоднократно менялась и дорабатывалась. Хотя я и старался документировать изменения, но я не могу утверждать что схема 100% правильная.  Вы можете использовать ее для понимания принципа работы системы. По этой же причине не рекомендуется браться за нее начинающим радиолюбителям.

    Идеи по упрощению. Запихнуть всю цифровую часть на мелкой логике в какую-нибудь ПЛМ. Тогда все устройство будет включать в себя не более 8-10 корпусов. Я присмотрел подходящие по цене микросхемы семейства MAX3000 от ALTERA. Возможно, что скоро удастся поиграться и с ними.

    Похожие проекты:
    http://vereschagin.net/
 

На главную


Китай Лучший VDS серии Виртуальный ПК USB Осциллограф Поставщики и производители от OWON

— Полоса пропускания до 100 МГц и максимальная частота дискретизации 1 ГГц / с — длина записи 10 Мм — Дружественные изображения UI: FFT или XY и формы волны 2, отображаемые на одном экране. Вариант с несколькими триггерами: край, видео, наклон, импульс и чередование — изоляция USB — меньше вывода сигнала, больше защиты ПК — питание USB-шины и дистанционное управление LAN (дополнительно) — ультратонкий корпус, легкая переносимость

Теперь говорите

Подробная информация о продукции

Осциллограф USB VDS серии VDS

Мы известны как один из ведущих мировых производителей и поставщиков в Китае. Добро пожаловать на покупку осциллографа серии OWON VDS известных брендов, компьютерного осциллографа, онлайн-осциллографа, осциллографа usb usb, компьютерного осциллографа, лучшего осциллографа usb с дешевой ценой от нас. У нас есть много продуктов на складе по вашему выбору. Проконсультируйтесь с нами.

1. Режим XY, режим FFT с формой сигнала, отображаемой на одном экране

   

Вопросы-Ответы

С какого сценария DSO будет использоваться нормально?

Сценарий 1 — обучение учебным программам из сферы образования. OWON получает продукт серии SDS1000, специально разработанный для этого сценария.

Сценарий 2 — обслуживание / ремонт оборудования. Дефекты могут быть хорошо расположены через тестовый сигнал, выражающийся на ЖК-дисплее DSO.

Говоря глупо, как волшебное зеркало, DSO может легко и легко отражать сигнал, связанный с напряжением / напряжением, и конкретно.

2. О Овон

Модель VDS1022I VDS1022 VDS2062 VDS2064 VDS3102 VDS3104
Пропускная способность 25МГц 60MHZ 100MHZ
канал 2 + 1 (мульти) 4 + 1 (мульти) 2 + 1 (мульти) 4 + 1 (мульти)
Частота дискретизации 100MSa / с 1GSa / с
Горизонтальная шкала (s / div) 5ns / div ~ 100s / div, шаг 1 ~ 2 ~ 5 2ns / div ~ 100s / div, шаг 1 ~ 2 ~ 5
Длина записи 5K 10M 5M 10M 5M
Максимальное входное напряжение 400 В (ПК — ПК)
(DC + AC, PK — PK)
40V (PK-PK) (DC + AC, PK-PK)
Вертикальное разрешение (A / D) 8 бит (2 канала одновременно)
Модель VDS1022I VDS1022 VDS2052 VDS2062 VDS3102 VDS2064 VDS3104
Вертикальная чувствительность 5mV / дел ~ 5V / дел 2 / дела ~ 5V / дела
Тип триггера Edge, Pulse, Video, Slope и Alternate
Режим триггера Авто, Обычный и Одноместный
Режим приема Образец, определение пика и средний
Форма волны +, -, ×, ÷, инвертировать, FFT
Интерфейс связи USB 2. 0 (изоляция) USB 2.0 USB 2.0, LAN (дополнительно)
Многофункциональный
Интерфейс
Тип сигнала синхронизированный вход / выход, Pass / Fail, внешний триггерный вход
Стандарт уровня TTL
Источник питания 5.0V / 1A
Потребляемая мощность ≤2.5W ≤6.5W
Размеры (Ш × В × Г) 170 × 120 × 18 (мм) 190 × 120 × 18 (мм)
Вес устройства 0,26 кг 0,3 кг

горячая этикетка : VDS серии виртуальный ПК USB осциллограф, Китай, поставщиков, производителей,

Запрос

Вам также может понравиться

Цифровой виртуальный осциллограф Двухканальный ПК 50 МГц Полоса пропускания 1 Гбит/с с пробником USB-кабель Промышленный и научный

Цифровой виртуальный двухканальный ПК, 50 МГц, полоса пропускания 1 Гбит/с, с USB-кабелем, промышленный и научный


Цифровой виртуальный двухканальный ПК, 50 МГц, полоса пропускания 1 Гбит/с, USB-кабель, промышленный и научный

Цифровой виртуальный двухканальный ПК, 50 МГц, полоса пропускания 1 Гбит, с пробником USB-кабельПромышленные и научные испытания, измерения и проверки Электрические испытания Осциллографы и аксессуары Осциллографы Цифровой виртуальный осциллограф Двухканальный ПК 50 МГц Полоса пропускания 1 Гбит/с с пробником0004 ★ в качестве общего эталона для шумовой пульсации и записи измерений для предварительного просмотра интерфейс 2. 0 мышь и питание, а также приложение, тестирование, ★ данные Поддержка цели wavefom Поддержка импорта характеристик для операций Форма сигнала времени
★ в течение нескольких часов Удобно Поддержка и

Цифровой виртуальный осциллограф Двухканальный ПК 50 МГц Полоса пропускания 1G с зондом USB-кабель Промышленный и научный

Питание Колесо питания Сравнение USB-форма волны Изображение формы волны подходит и широко для воспроизведения и изучения
★ в качестве общего эталона для шумовой пульсации и записи измерений для предварительного просмотра интерфейс 2.0 мышь и питание, а также приложение, тестирование, ★ данные Поддержка цели wavefom Поддержка импорта характеристик для операций Форма сигнала времени
★ в течение нескольких часов Удобно Поддержка и

Премиум Комплект поршневых колец Пасхальная ферма Подставки для напитков Абсорбирующие керамические подставки Набор из 6 пробок для защиты от царапин Основание для защиты стола Подходит для видов чашек Гном с морковью на грузовике Синий фон Красивый розовый турмалин Триллион фантазии Форма Кабошон Свободный камень Персонализированный дизайн жестяной вывески 16x12Lassie Come Home MovieMetal Tin Logo Bar Bar Cafe Pub Man Cave Family Art Board Wall Старинные таблички Украшение Лоскутное одеяло Пейсли Pattern Рюкзак Кошелек Противоугонная книжная сумка Рюкзак Сумка для женщин Колледж Forwelly Women Plus Size Hoodies Overcoat Fashion Куртка с принтом дерева и длинными рукавами и длинным асимметричным краем лт Вермонт Гейдж 911315850 Класс ZZ Pin Gage Plus Black Guard 0,1585 Упаковка из 52 шт. Набор из 4 пододеяльников Ультрамягкий полноразмерный комплект с забавным узором Красная решетка Грузовик со скотом и подсолнухом Ферма Life 86 x 86 дюймов Всесезонный комплект постельного белья для взрослых и детей Внешний жесткий Приводы SATA3.0 2,5-дюймовый твердотельный накопитель 80G/120G/250G/320G/500G/1T/2T Портативный ПК Твердотельный жесткий диск для ноутбука PCMac 10OSWindows 10/8/7/XP Yellow1TB Стеллаж для ремней и галстуков Регулируемый Chrome

Добро пожаловать в UNAM

Открой свой разум

Узнайте больше

современных объектов

для продуктивных умов

Знайте больше

Средства Средства

, чтобы ослабить студентов

Знайте больше 9003

Открыто

.

У учащихся есть время расслабиться

и зарядиться энергией для занятий

Дополнительная информация

Медицинская экспертиза

для более продвинутых учащихся

Дополнительная информация

реплика Rolex в непрерывном развитии.

Есть вопрос?

Исследования UNAM

Доска объявлений UNAM

Это количество активных
исследовательских проектов, в настоящее время
текущих.

Количество студентов, зачисленных в UNAM в 12 кампусах.

Академический календарь университета
на 2022 год.

Количество студентов
, ежегодно выпускающих
из УНАМ.

Возможности UNAM

Прием студентов
Исследовательские инициативы
Активные проекты

Китай Лучший 2-канальный 14-битный осциллограф для ПК Поставщики и производители от OWON

Китай Лучший 2-канальный 14-битный осциллограф для ПК Поставщики и производители от OWON

Двухканальный ультратонкий корпус.
Полоса пропускания 100 МГц и частота дискретизации 1 Гвыб/с в реальном времени.
Стандартный встроенный генератор сигналов 5 МГц.
8-битное, 12-битное, 14-битное вертикальное разрешение, более точное измерение.
Максимум. Длина записи 10M.
Дружественный пользовательский интерфейс, X-Y и кривая могут отображаться на одном экране.
Поддерживается стандартный протокол SCPI, поддерживается LabVIEW.
Вторичная разработка поддерживается на платформах Windows, Linux, Android и iOS.
Питание от USB Type-C, более быстрая передача данных, поддержка источника питания с широким напряжением 5-15 В.
Беспроводная передача WiFi, более удобная в использовании. (Необходимо выбрать аксессуары Wi-Fi)

Отправить запросЧат сейчас

Цифровой распределительный преобразователь серии VDS6000, техническое описание

Информация о продукте

2CH VDS6000 Series PC OSCILLOSTOCPOPE

ПК Виртуальные осциллографы VDS6000 Series


Беспроводная передача · Неограниченные возможности

Ultra-Thit разрешение

Точность измерения в 64 раза выше, чем у обычного осциллографа

Secondary development supported on multi-platform

Standard SCPI protocol supported

LabVIEW supported

USB Type-C port 

Powering and transmitting data at the same time

Ports design

Генератор сигналов с частотой 5 МГц обеспечивает вывод основных сигналов

Один прибор может одновременно генерировать и регистрировать сигналы

Программное обеспечение ПК может сохранять сигналы для удобного просмотра

Specifications

, Vpprer, Vpprer, Vpprer, 9017, 9017. , Preshoot, Freq, Period, Rise Time, Fall Time, Delay A→B, Delay A→B, +Width, -Width, +Duty, -Duty

Model

VDS6102

VDS6102A

bandwidth

100MHz

100MHz

channel

2-канальный осциллограф + 1-канальный FG

Частота дискретизации

Макс. 1 Гвыб/с

Rise time

≤3.5 ns

Horizontal scale

5ns/div~100s/div,step by 1~2~5

Sampling Mode

Образец, пиковое обнаружение, в среднем

Рекордная длина

10m

Входной муфта

DC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC, AC.

Input Impedance

1 MΩ ± 2%, in parallel with 15 pF ± 5 pF

Vertical Sensitivity

2mV/div~5V/div

Vertical Resolution ( A/D

8bits

14bits

Max Input Voltage

40 V (DC + AC Peak)

Probe Attenuation Factor

1X,10X,100X,1000X

Channel isolation

50Hz:  100: 1,10MHz:  40: 1

Interpolation

Sin(x)/ x

Вертикальный диапазон

±2 В (2 мВ/дел – 50 мВ/дел);
±20 В (100 мВ/дел – 500 мВ/дел);
±4 В В/дел – 5 В/дел)

НЧ ответ (AC, -3 дБ)

≥5Hz (at input, AC coupling, -3dB)

Trigger Type

edge, video, slope, pulse

Line/Field Frequency (video)

Поддерживаемые стандарты: NTSC, PAL и SECAM вещательные системы

РЕЖИМ ТРИГГЕР

AUTO, НОРМАЛЬНЫ0003

Полная полоса пропускания

Разница в фазе

± 3 градусов

,

Интерфейс связи

USB (тип. в);LAN, WIFi (опционально)

Power Consumption

≤8W

Dimensions (W × H × D)

190mm×120mm×18mm

Device Weight

≈ 0,38 кг

Генератор функций

Стандартные формы

9 898

M. wareforms

998

Smand Formes

99 29. -10 кГц), Импульс (1 Гц-10 кГц)

Frequency Output

5 MHz

Sampling Rate

25M Sa/s

Channel

1

Vertical Resolution

10BITS

Диапазон амплитуды

10MVPP — 5VPP

DC.0003

±2.5V

Output Impedance

50 Ω (typical)

About Owon

Since 1990, Lilliput steps into the electronics product промышленности, его 1-я серия продуктов — это мини-цветной ЖК-дисплей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *