Program för digitalt oscilloskop. Det enklaste oscilloskopet från en dator

Ett oscilloskop är ett mycket viktigt instrument som används i radiotekniska laboratorier som är involverade i tillverkning och testning av många enheter. Men de kan också användas i vanliga radioverkstäder. Huvuduppgiften för enheter av denna typ är att upptäcka och korrigera elektroniska kretsar, felsöka deras funktion och viktigast av allt att förhindra problem vid tillverkning av nya kretsar.

En betydande nackdel med oscilloskop är deras ganska höga pris. Därför kan inte alla köpa dem. Det är därför frågan uppstår, ? Även om det finns många kända alternativ för sådan tillverkning, involverar varje metod ett huvudelement - PC-ljudkortet. En adapter är fäst på den, tack vare vilken nivåerna för de uppmätta signalerna koordineras.

programvara

Denna enhet fungerar tack vare ett specifikt program. Den sänder signaler till skärmen som visualiseras. Således omvandlas de uppmätta pulserna. Urvalet av verktyg är ganska stort, men alla kan inte fungera konsekvent bra.

Det beprövade Osci-programmet har vunnit mest popularitet. Tack vare det fungerar oscilloskopet i normalt läge. Programmet har ett gränssnitt, ett rutnät är installerat på skärmen, tack vare vilket du kan mäta signalen i längd och amplitud. Detta mesh är speciellt eftersom det ger ytterligare funktioner. Genom att välja detta program finns det ett antal positiva aspekter som inte kan garanteras av andra program.

Teknisk data

För att bygga ett oscilloskop från en dator behöver du montera en så kallad spänningsdelare eller dämpare. Denna enhet låter dig täcka ett brett spektrum av uppmätta spänningar och skydda ljudkortets ingångsport från skador. Skador på denna nivå uppstår främst på grund av hög spänning.

Nästan alla ljudkort har en ingångsspänning på högst 2 volt. Ett oscilloskop tillverkat av en dator är begränsad i ljudkortets möjligheter. Om vi överväger budgetkort, förblir denna siffra för dem på nivån 0,1 Hz - 20 kHz.

Spänningen vid dess nedre punkt är 1 mV. En så låg siffra förklaras av begränsningen av bakgrunds- och bullernivåer. Övre spänningsparametrar – upp till 500 volt. Det begränsas av adapterparametrarna.

Fördelar och nackdelar med oscilloskop

Ingen radioamatör klarar sig utan ett oscilloskop. Även om denna enhet säljs till ett ganska högt pris. Men samtidigt har det både fördelar och en rad nackdelar.

Den största fördelen med ett oscilloskop skapat med dina egna händer från en dator är dess låga pris. Det vill säga, du kommer att behöva spendera mycket lite pengar på dess omutrustning. Men det finns flera nackdelar:
1. Hög känslighet. Enheten reagerar även på lågnivåstörningar. Detta leder till stora fel.
2. Ljudsignalamplitud upp till 2V. Ljudkortsingången tål inte mer. Därför kan ljudkortet misslyckas ganska snabbt. Detta kan dock undvikas.
3. Underlåtenhet att kontinuerligt mäta spänning. Detta är faktiskt inte en betydande nackdel.

Skapa ett oscilloskop

Eftersom vissa oscilloskop inte tillåter en signal högre än 2V, och för vissa inte överstiger 1V, måste du försöka eliminera detta problem, eftersom en sådan amplitud uppenbarligen inte är tillräckligt. Lösningen på problemet ligger i att öka gränserna som adaptern kan hantera. Ett modernt program som säkerställer driften av ett oscilloskop gör att man kan uppnå sådana mätgränser - 12,5 och 250 volt.

Om en signal vars amplitud är 250 volt inte behövs, kan du göra en adapter med två kanaler. För att göra detta installeras ett skydd som styr enhetens drift, det vill säga det tillåter inte felaktig påslagning om spänningen är ganska hög.

För att minska påverkan av externt brus på oscilloskopet från datorn är det nödvändigt att placera kortet i ett hus av metall. Efteråt kopplas en gemensam ledning till detta hus.

Processen att ställa in ljudkortet åtföljs av att mikrofonförstärkningen stängs av. För att göra detta är volymen på den inställd på medel eller under medel. När allt arbete är klart kan du börja mäta transformatorns sekundära bearbetningspulser. Om allt är gjort korrekt kommer det att kunna visa vågformer av även de lägsta frekvenserna på skärmen. Tack vare det installerade programmet kan du enkelt bestämma signalfrekvensnivån.

Det är ganska enkelt att göra en modern enhet från en dator. Oscilloskopet kommer att producera vågformer som kommer att hjälpa till i arbete och experiment som utförs i radioteknik och hemmalaboratorier.

Det virtuella oscilloskopet "RadioMaster" låter dig studera växelspänningar i ljudfrekvensområdet: från 30..50 Hz till 10..20 KHz genom två kanaler med en amplitud från flera millivolt till tiotals volt. En sådan enhet har fördelar jämfört med ett riktigt oscilloskop: det låter dig enkelt bestämma amplituden för signaler och lagra oscillogram i grafiska filer. Nackdelen med enheten är oförmågan att se och mäta DC-komponenten i signalerna.

Instrumentpanelen innehåller kontroller som är typiska för riktiga oscilloskop, samt speciella inställningsverktyg och knappar för att arbeta i vågformslagringsläge. Alla panelelement är utrustade med popup-kommentarer, och du kan enkelt förstå dem. Kommentarerna inom parentes indikerar nycklar som duplicerar kontroller på skärmen.

Oscilloskopets egenskaper beror till stor del på parametrarna för ljudkortet på din dator. Så med äldre typer av kort, som har en samplingsfrekvens på högst 44,1 kHz, är enhetens frekvensområde begränsat ovanifrån. Använd samplingsfrekvensomkopplaren på panelen, prova ditt ljudkort och nöj dig med högsta möjliga värde. Redan vid 96 kHz kan signaler upp till 20 kHz ses med tillförsikt.

ADC-bitstorleken är inställd på 16, vilket säkerställer ganska hög noggrannhet.

Spänningsintervallet som mäts av oscilloskopet bestäms av resistiva delare monterade på kabeln (se diagrammet i programhjälpen - "?"). När R1 = 0 matas all spänning till ljudkortets ADC-ingång, därför kan signaler med en amplitud på högst 500..600 mV ses utan distorsion. När du använder motstånd med de värden som anges i diagrammet erhålls ett spänningsområde på upp till 25 V, vilket vanligtvis är tillräckligt i amatörövningar.

Om ditt ljudkort inte har en linjeingång, använd mikrofoningången, men du kommer att förlora en oscilloskopkanal. Glöm inte att ange vald ljudkortsingång i Windows-inställningarna. Ställ motsvarande volymkontroll i maxläget, balansreglaget i neutralt läge.

Programmet har testats under Win98 och WinXP.

Antal nedladdningar: 53972
gratisprogram | ryska| Storlek: 241 Kb

Publiceringsdatum: 2005-04-29

Läsarnas åsikter

Andrey / 23.02.2015 - 16:45
Tack så mycket! Vissa här hävdar att ett oscilloskop för 100 tusen är mycket coolare. hålla med. men tills jag köper ett oscilloskop för 100 rubel kommer jag att använda det här.
9898 / 13.02.2014 - 13:56
Jag laddade ner programmet. Allt fungerar långsamt. Jag ser inte poängen med det här programmet och det finns ingen grafik. Ladda inte ner poserna
Gennady / 23/05/2013 - 15:19
Jag laddade ner den till boken, jag blev förvånad när sinusvågor började springa på skärmen, det visade sig att mikrofonen var påslagen och tog upp eventuella vibrationer, så allt laddades ner och allt fungerade, allt som återstod var att lägga på en bit kabel och en avdelare.
/ 20.01.2013 - 11:14
Sinclair / 2012-09-14 - 09:13
Något slags skräp för Palace of Pioneers SpectraLab låter dig dumt skriva HELA signalfilen och sedan sakta titta på dess intressanta platser
Betti / 2012-01-18 - 15:21
Det är på tiden att någon skriver om detta.
SevaSDT / 12.12.2011 - 11:57
Men det funkar inte för mig... :(
sk3pif / 2011-08-26 - 05:20
sk3pif / 2011-08-26 - 05:17
En nyare version finns på utvecklarens webbplats: http://www.zapisnyh.narod.ru/dwnld.htm
sk3pif / 2011-08-26 - 05:15
En nyare version finns på utvecklarens webbplats http://www.zapisnyh.narod.ru/dwnld.htm
Alexey / 2011-08-25 - 15:09
Jag såg detaljerad information om detta program på RadioMasters webbplats
dag / 05.13.2011 - 17:09
tack så mycket klass!!!
Mikhail / 2011-04-25 - 04:28
Tack, jag hade en liknande, men alla inskriptioner på panelen var på engelska - det var svårt att förstå.
Alexander / 2011-02-27 - 23:47
Tack, jag har letat efter det länge
/ 22.02.2011 - 12:22
max12312 / 2011-02-14 - 11:32
Stort tack till författaren, för amatörändamål är det ett mycket bekvämt program
Sergey / 02/05/2011 - 20:04
Coola saker.
tulroja / 2010-03-26 - 07:49
pod xubuntu 904 pod winom na Fujitsu Simens Amilo M ot vstroennogo mikrofona pliashet boaldenno. 10q
Qvin / 02/04/2010 - 03:32
Ett bra program hjälpte mycket när du satte upp RLC-2-mätaren. Det var speciellt skrivet för denna enhet http://pro-radio.ru/measure/6873-219/!
12val12 / 2010-01-25 - 15:34
"Redan vid 96 kHz kan signaler upp till 20 kHz ses med tillförsikt." fem poäng per period ... vänligen "överväg med tillförsikt" 10 poäng per period minimum, och om det finns en smal topp är det inte ett faktum att provet kommer att falla i ögonblicket för toppen eller att ingångsfiltret smetar ut

Virtuella digitala lagringsoscilloskop (DSO) kombinerar kapaciteten hos liknande fristående oscilloskop med flexibiliteten och bekvämligheten hos en PC för att effektivt automatisera mätuppgifter. När du använder datainsamlingsenheter för att skapa ett flerkanaligt virtuellt oscilloskop skrivs signalerna till filer på din dators hårddisk.

För att mäta amplitud- och tidsparametrarna för signalen som studeras, används en speciell markör som kan röra sig över signalbilden. Programmet ger automatisk beräkning av medelvärdena och rot-medelkvadratvärdena för signalen, och visar de lägsta och maximala signalvärdena på skärmen. För att observera signalformen mer i detalj används bildsträckning, interpolation (signalen avbildas som en kontinuerlig linje snarare än punkter) och överlagring av ett skalrutnät.

Signalbehandlingsprogrammet har flera fönster. Förutom de signaler som studeras kan fönstren visa till exempel den totala signalen u 1 (t)+u 2 (t); produktsignal u 1 (t)u 2 (t) etc. Signalen från varje fönster kan överföras till en PC-skärm för mer detaljerad analys. Signaler kan komprimeras eller utökas i tid.

Företagets tvåkanaliga oscilloskop NationellInstrument med en samplingshastighet på 20 MHz kan användas med gränssnitt KompaktPCI;PCMCIA Och ÄR EN. I fig. Figur 7.3 visar ett förenklat kortdiagram för att skapa en tvåkanalig virtuell DSO. Kortet innehåller: intern I/O-buss; 8-bitars ADC per kanal med 20 MS/s samplingshastighet (20 MHz); Random Access Memory (typ buffertminne FIFO, där information registreras i sekvensen för ankomst av prover). PC-bussutgång. Programmerbart läsminne lagrar och omprogrammerar oscilloskopets driftlägen. Kalibrerings-DAC:er används för att kalibrera V/div-kanaler. " Timern – en tidssamplingsgenerator – ger den erforderliga samplingsfrekvensen. Den synkrona driften av alla block realiseras av en synkroniserare.

Synkroniseraren fungerar i interna och externa synkroniseringslägen och har även avancerade signalinspelningsmöjligheter. Det finns en extra synkroniseringsbuss.

Ris. 7.3. Blockschema över ett tvåkanaligt digitalt lagringsoscilloskopkort NationellInstrument

Inspelningslängden beror direkt på mängden minne som tilldelats för lagring av digitaliserade prover för bearbetning och visning på skärmen. Inspelningslängden begränsar den maximala varaktigheten för en enskild signalfångst. Till exempel, med en 1000 samplingsbuffert och en samplingshastighet på 20 MHz, är förvärvsvaraktigheten 50 µs. Med en buffert på 100 000 samplingar och en frekvens på 20 MHz är insamlingstiden 5 ms. Använder bussen PCIökar antalet samplingar till flera miljoner per kanal, eftersom de omedelbart överförs till datorns systemminne. Oscilloskopet har analog och digital triggning. Programvaran följer med kortet. Programgränssnittet är en panel från vilken du kan styra oscilloskopet utan föregående programmering.

Oscilloskopet är utrustat med speciella övervakningskretsar: funktionen hos enskilda block; datavägar; synkroniseringsdrift; DAC; förstärkare etc. Nedan finns vägledande data för företagets virtuella oscilloskop NationellInstrument(PCI-5102,PXI-5102,DAQCard-5102,PÅ-5102).

I fig. 7.4 visar blockschemat och modulens utseende PCS 500 företag Velleman, ansluten till IBM-kompatibel dator, samt anslutningskablar och en CD med programmet PCLabb 2000 för operativsystem Windows 95/98.

Ris. 7.4. Extern modul PC S500:

a) – förenklat blockschema; b) – utseende

Styrelsen har två Y-ingång för implementering av ett tvåkanaligt digitalt lagringsoscilloskop. Analoga uppmätta signaler omvandlas till digitala. ADC-samplingstiden ställs in av en timer. De digitala data som registreras i RAM-minnet överförs genom en parallell skrivarport till datorn för efterföljande bearbetning, lagring och visning på bildskärmen.

Mjukvarudelen, inbäddad i datorns minne, skapar en virtuell frontpanel av oscilloskopet på datorns bildskärm, som helt emulerar panelen på ett stationärt digitalt kontrollcenter. En sådan panel kan omprogrammeras och optimeras för specifika uppgifter. Mätningsprocessen styrs med hjälp av musen. Horisontella och vertikala markörer låter dig mäta amplituden och tidsparametrarna för en signal. Motsvarande avvikelse och svepkoefficienter, momentana signalvärden, tidsintervall, rotmedelvärde för signalen och frekvens visas på skärmen.

Programvaran låter dig implementera: en spektrumanalysator (och visa signalens frekvensspektrum på skärmen med den snabba Fouriertransformen); automatisk inspelning av långsamma processer; funktionell signalgenerator (med ett bibliotek med specialfunktioner och en vågredigerare som låter dig skapa svängningar av vilken form som helst); frekvenssvarsanalysator för förstärkare, filter etc.

Nedan är egenskaperna hos den virtuella tvåkanaliga DSO:n implementerad på kortet PC S 500.

Minsta systemkrav för att ansluta S500 till en PC: IBM-kompatibel dator som kör Windows 95/98, NT4; VGA-videokort med en upplösning på 600 x 800; 3 MB hårddisk; mus eller pekdon; CD-läsare; ledig parallellport.

Viktiga mjukvarufunktioner:

spara data och skärminformation;

visa sparade bilder;

standardgränssnitt Windows, kopiera, klistra in raderad text;

breda möjligheter för signalmätning med hjälp av markörer;

Direkt avläsning av sann RMS-signal, decibeldämpning och frekvens;

förmågan att sträcka ut bilden på skärmen;

tillämpa matematiska funktioner på en signal;

välja färgen på signalen på skärmen;

lägga till text på skärmen.

PCS 500A - tvåkanals oscilloskop från företaget Velleman i en serie PC-kompatibla oscilloskop. Särskiljande egenskaper PCS 500A: extern trigger, förbättrad ingångskänslighet, förbättrad tidsbas för oscilloskop, utökat spektrumanalysatorns frekvensområde.

Standard utrustning PCS 500A: enhet, två par sonder, adapter, parallell gränssnittskabel, programvara, instruktioner.

Detaljerade tekniska specifikationer för PCS500A:

Källa signal: kanal 1, kap. 2, trigger eller gratis. lansera

Samplingshastighet: 1 GS/s

Tid svep: 20 ns -100 ms/div.

Inmatning känslighet: 5 mV -15 V/div.

Frekvens, strobe: 1,25 kHz - 50 MHz upprepning. 1 GHz

Interpolation: linjär eller jämn

Inspelningslängd: 4096 samples/ch

Frekvens intervall: 0,1-2 kHz till 25 MHz

Funktionsprincip: FFT (snabb Fourier-transform)

FFT-upplösning: 2048 linjer

FFT-ingång kanaler: kanal 1 eller kanal 2

Lägg till. funktioner: skalningsfunktion

Markörer: för spänning och frekvens

Tidsskala: 20 ms/div. - 2000 s/div.

Max. Inspelningstid: 9,4 h/skärm

Min Max. frekvens, valbar: 1 sampling/20 s, 100 sampling/s

Datainspelning: auto. i 1 år eller mer

Lägg till. Funktioner: Zoomfunktion

Markörer: för tid och spänning

Oscilloskop Fourier analysator Recorder

Ingångsimpedans: 1 MΩ/ZO pF

Max inspänning: 100 V (DC, AC)

Frekvenser, karaktär. ±3 dB: 0 Hz - 50 MHz

Matningsspänning: 9-10V/1000mA

Mått: 230 x 165 x 45 mm

Windows 95, 98, 2000 eller NT

SVGA-videokort (min. 800 x 600)

Skrivarport LPT1, LPT2 eller LPT3

Aritmetisk samprocessor för spektrumanalysator.

ZAO ADC Center har utvecklat ett virtuellt digitalt tvåkanaligt lagringsoscilloskop TsZO-01. Dess huvudsakliga egenskaper: samplingsfrekvens 50 MHz; bandbredd 0–50 MHz; ingångsimpedans 1 MΩ, 17 pF; ADC-kapacitet 8; minneskapacitet 256 K; intervall för uppmätta spänningar ± 50 mV  ± 50 V; spara signalen i minnet 262144 sampel (realtid); registrering av bakgrund. Mjukvarufunktioner: automatisk mätning av amplitud, frekvens, svänghastighet. Dessutom skriva ut grafer, skriva filer i binärt ASCII format och samtidig visning av hela datamatrisen på skärmen.

I fig. Figur 7.5 visar användarimplementerade oscilloskops frontpaneler.

Ris. 7.5. Oscilloskop Frontplattor

Ett oscilloskop är det viktigaste verktyget för att observera och mäta parametrar för elektroniska kretsar. Detta är en enhet vars bilder är en grafisk visning av spänning (på den vertikala axeln) kontra tid (på den horisontella axeln).

Funktionella funktioner

Huvudfunktionen hos ett oscilloskop är att ge en graf över spänningen över tiden. Typiskt representerar Y-axeln spänning och X-axeln representerar tid. Detta kan vara användbart:

att mäta parametrar såsom klockfrekvenser, arbetscykler för pulsbreddsmodulerade signaler, utbredningsfördröjning eller stig- och falltider för sensorsignaler;
att varna användaren om förekomsten av fel i systemet eller interceptorer;
för forskning (observation, registrering, mätning) av amplitud- och tidsparametrar.

Efter information. Mätområdena är enorma. Till exempel, på ett relativt billigt oscilloskop kan du justera från 5 mV/cm till 5 V/cm (vertikal skala) och från 2 µs/cm till 20 s/cm (horisontell skala).

Andra enhetsfunktioner:

Visa och beräkna frekvensen och amplituden för en oscillerande signal;
Visa spänning och tid. Denna funktion används oftast i experimentella laboratorier;
Hjälp till att lösa eventuella felaktiga projektkomponenter genom att granska det förväntade resultatet;
Visa förändringar i AC- eller DC-spänning.

För att bättre förstå enhetens funktioner måste du bli bekant med termerna som används och vad de representerar:

Bandbredd indikerar frekvensintervallet som enheten kan mäta exakt;
Förstärkningsnoggrannhet mäter hur exakt det vertikala systemet dämpar eller förstärker signalen. Värdet anges i procentuellt fel;
Tidsbas eller horisontell precision indikerar hur exakt det horisontella systemet representerar timingen för en signal. Detta visas som ett procentuellt fel;
Stigtid är ett annat sätt att beskriva det användbara frekvensområdet för ett instrument. Stigtiden måste beaktas vid mätning av pulser och steg. Instrumentet kan inte exakt visa pulser med en stigtid snabbare än oscilloskopets angivna stigtid;
Vertikal känslighet mäter hur mycket en vertikal förstärkare kan förstärka en svag signal. Vertikal känslighet anges vanligtvis i mV/div (millivolt per division). Den lägsta spänningen som ett allmänt oscilloskop kan detektera är vanligtvis cirka 1 mV per vertikal uppdelning av skärmen;
Svephastighet – Den här inställningen anger hur snabbt spåret kan röra sig över skärmen. Detta anges vanligtvis i ns/div (nanosekunder per division);
Samplingshastigheten på ett digitalt oscilloskop anger hur många samplingar per sekund A till D-omvandlaren kan ta Den maximala samplingshastigheten anges vanligtvis i MP (megapixlar per sekund). Ju snabbare oscilloskopet kan sampla, desto mer exakt kan det representera de subtila detaljerna i signalen. Den lägsta samplingshastigheten kan också vara viktig om du behöver titta på långsamt föränderliga signaler under långa tidsperioder. Typiskt ändras samplingshastigheten med ändringar som görs i kontrollen för att upprätthålla ett konstant antal vågformspunkter i vågformsregistret;
Rekordlängden för ett digitalt oscilloskop indikerar antalet vågformer som enheten kan förvärva per post. Den maximala inspelningslängden beror på dess minne. Det är möjligt att få en detaljerad bild av signalen under en kort tidsperiod, eller en mindre detaljerad bild över en längre tidsperiod.

Konvertera en dator till ett oscilloskop

Det finns två konverteringsmetoder:

Den första är att ansluta en PIC-krets till I/O på mikrokontrollerkortet. Ett kit med lämpligt program låter dig läsa digitala eller analoga signaler och returnera resultaten via datorns seriella port. Du kan också skapa PWM-signaler, ljudsignaler, pulser och styra dem från en dator;
Den andra metoden är kostnadsfri. Varje PC har inbyggda ADC:er och ett ljudkort. Med hjälp av dem kan du konvertera en dator till ett oscilloskop genom att installera programvara och löda en ingångsavdelare. Liknande program kan lätt hittas på Internet. En av dem är Digital Oscilloscope V3.0.

Program "Dator - oscilloskop"

Efter att ha startat programmet kommer en bild att dyka upp på skärmen som påminner mycket om ett vanligt oscilloskop. Ljudkortets linjära ingång används för att mata signalen. Att leverera en signal till ingången är endast möjligt med en begränsning - inte mer än 0,5-1 V, så det är nödvändigt att löda ingångsdelaren enligt den enkla kretsen som visas på bilden.

En viktig fördel med programmet är det virtuella lagringsoscilloskopet. Arbetet kan pausas, oscillogrammet som finns kvar på skärmen kan sparas i datorns minne eller skrivas ut. Det finns många kontroller på frontpanelen som låter dig öka eller minska tids- och spänningsenheterna.

Använd i vardagen

Ett online-oscilloskop är ett viktigt verktyg för alla elektriska ingenjörer. Den kan användas som en elmätare. Det låter dig till exempel märka att elförbrukningen är högre under vintermånaderna än under sommarmånaderna, eller att elförbrukningen har minskat efter att du köpt ett effektivare kylskåp, eller att elförbrukningen ökar när du slår på en mikrovågsugn. Oftare än inte är det viktigare att analysera dessa mönster i signalerna än själva spänningsavläsningarna.

Den smarta mätaren visar signalen i realtid. Av hans grafer kan man se att mindre el används på vardagar, när hushållsmedlemmarna inte är hemma, utan i skolan eller på jobbet. Detta är information som inte kan erhållas på annat sätt.

Hur man gör ett digitalt oscilloskop från en dator med egna händer?

Tillägnad nybörjare radioamatörer!

Hur man monterar den enklaste adaptern för ett virtuellt mjukvaruoscilloskop, lämpligt för användning vid reparation och konfigurering av ljudutrustning. https://webbplats/

Artikeln talar också om hur du kan mäta in- och utgångsimpedans och hur man beräknar en dämpare för ett virtuellt oscilloskop.

De mest intressanta videorna på Youtube

Relaterade ämnen.

Om virtuella oscilloskop.

Jag hade en gång en fixidé: sälj ett analogt oscilloskop och köp ett digitalt USB-oscilloskop för att ersätta det. Men efter att ha vandrat runt på marknaden upptäckte jag att de mest budgetoscilloskopen "börjar" på $250, och recensionerna om dem är inte särskilt bra. Mer seriösa enheter kostar flera gånger mer.

Så jag bestämde mig för att begränsa mig till ett analogt oscilloskop, och för att bygga ett diagram för webbplatsen, använd ett virtuellt oscilloskop.

Jag laddade ner flera mjukvaruoscilloskop från nätverket och försökte mäta något, men inget bra kom ut av det, eftersom det antingen inte var möjligt att kalibrera enheten eller så var gränssnittet inte lämpligt för skärmdumpar.

Jag hade redan övergett denna fråga, men när jag letade efter ett program för att mäta frekvenssvaret, stötte jag på mjukvarupaketet "AudioTester". Jag gillade inte analysatorn från detta kit, men Osci-oscilloskopet (hädanefter kommer jag att kalla det "AudioTester") visade sig vara helt rätt.

Den här enheten har ett gränssnitt som liknar ett konventionellt analogt oscilloskop, och skärmen har ett standardrutnät som låter dig mäta amplitud och varaktighet. https://webbplats/

Nackdelarna inkluderar viss instabilitet i arbetet. Programmet fryser ibland och för att återställa det måste du ta hjälp av Task Manager. Men allt detta kompenseras av det välbekanta gränssnittet, användarvänligheten och några mycket användbara funktioner som jag inte har sett i något annat program av den här typen.

Uppmärksamhet! Programvarupaketet AudioTester inkluderar en lågfrekvensgenerator. Jag rekommenderar inte att du använder den eftersom den försöker styra själva drivrutinen för ljudkortet, vilket kan resultera i permanent ljudavstängning. Om du bestämmer dig för att använda det, ta hand om en återställningspunkt eller en OS-säkerhetskopia. Men det är bättre att ladda ner en normal generator från "Ytterligare material".

Ett annat intressant program för det virtuella oscilloskopet Avangard skrevs av vår landsman O.L Zapisnykh.

Det här programmet har inte det vanliga mätrutnätet, och skärmen är för stor för att ta skärmdumpar, men det har en inbyggd amplitudvoltmeter och frekvensmätare, vilket delvis kompenserar för ovanstående nackdel.

Dels för att vid låga signalnivåer börjar både voltmätaren och frekvensmätaren ligga mycket.

Men för en nybörjare radioamatör som inte är van att uppfatta diagram i volt och millisekunder per division, kan detta oscilloskop vara ganska lämpligt. En annan användbar egenskap hos Avangard-oscilloskopet är förmågan att oberoende kalibrera de två tillgängliga skalorna för den inbyggda voltmetern.

Så jag kommer att prata om hur man bygger ett mätoscilloskop baserat på AudioTester- och Avangard-programmen. Naturligtvis, förutom dessa program, behöver du också alla inbyggda eller separata, mest budgetljudkort.

Egentligen handlar allt arbete om att göra en spänningsdelare (dämpare) som skulle täcka ett brett spektrum av uppmätta spänningar. En annan funktion hos den föreslagna adaptern är att skydda ljudkortets ingång från skada när högspänning kommer i kontakt med ingången.

Tekniska data och omfattning.

Eftersom det finns en isoleringskondensator i ljudkortets ingångskretsar kan oscilloskopet endast användas med en "stängd ingång". Det vill säga att endast den variabla komponenten av signalen kan observeras på dess skärm. Men med viss skicklighet kan du med hjälp av AudioTester-oscilloskopet också mäta nivån på DC-komponenten. Detta kan vara användbart, till exempel när multimeterns avläsningstid inte tillåter dig att registrera amplitudvärdet för spänningen på en kondensator som laddas genom ett stort motstånd.

Den nedre gränsen för den uppmätta spänningen begränsas av ljudnivån och bakgrundsnivån och är cirka 1 mV. Den övre gränsen begränsas endast av parametrarna för delaren och kan nå hundratals volt.

Frekvensområdet begränsas av ljudkortets möjligheter och för budgetljudkort är: 0,1Hz...20kHz (för en sinusvågssignal).

Naturligtvis talar vi om en ganska primitiv enhet, men i avsaknad av en mer avancerad enhet kan denna mycket väl göra det.

Enheten kan hjälpa till att reparera ljudutrustning eller användas för utbildningsändamål, särskilt om den kompletteras med en virtuell lågfrekvensgenerator. Med hjälp av ett virtuellt oscilloskop är det dessutom lätt att spara ett diagram för att illustrera något material eller för att lägga ut på Internet.

Elektriskt diagram över oscilloskopets hårdvara.

Ritningen visar hårdvarudelen av oscilloskopet - "Adapter".

För att bygga ett tvåkanals oscilloskop måste du duplicera denna krets. Den andra kanalen kan vara användbar för att jämföra två signaler eller för att ansluta extern synkronisering. Det senare tillhandahålls i AudioTester.

Motstånd R1, R2, R3 och Rin. – spänningsdelare (dämpare).

Värdena på motstånden R2 och R3 beror på det virtuella oscilloskop som används, eller mer exakt på skalorna det använder. Men eftersom "AudioTester" har ett divisionspris som är en multipel av 1, 2 och 5, och "Avangard" har en inbyggd voltmeter med endast två skalor sammankopplade med ett förhållande på 1:20, sedan med en adapter monterad enligt ovan ska kretsen inte orsaka olägenheter i båda fallen.

Dämparens ingångsimpedans är cirka 1 megaohm. På ett bra sätt bör detta värde vara konstant, men utformningen av avdelaren skulle vara allvarligt komplicerad.

Kondensatorerna C1, C2 och C3 utjämnar adapterns amplitud-frekvenssvar.

Zenerdioderna VD1 och VD2, tillsammans med motstånden R1, skyddar ljudkortets linjära ingång från skada i händelse av oavsiktlig högspänning som kommer in i adapteringången när omkopplaren är i 1:1-läget.

Jag håller med om att det presenterade schemat inte är elegant. Denna kretslösning gör det dock möjligt att på det enklaste sättet uppnå ett brett spektrum av uppmätta spänningar med endast ett fåtal radiokomponenter. En dämpare byggd enligt det klassiska schemat skulle kräva användning av högmegaohm-motstånd, och dess ingångsimpedans skulle förändras för avsevärt vid byte av intervall, vilket skulle begränsa användningen av standardoscilloskopkablar utformade för en ingångsimpedans på 1 MOhm.

Skydd mot "dåren".

För att skydda den linjära ingången på ljudkortet från oavsiktlig högspänning, installeras zenerdioder VD1 och VD2 parallellt med ingången.

Motstånd R1 begränsar strömmen för zenerdioderna till 1 mA, vid en spänning på 1000 volt vid 1:1-ingången.

Om du verkligen tänker använda ett oscilloskop för att mäta spänningar upp till 1000 volt, så kan du som motstånd R1 installera MLT-2 (två-watt) eller två MLT-1 (en-watt) motstånd i serie, eftersom motstånden inte skiljer sig åt endast i effekt, men också enligt högsta tillåtna spänning.

Kondensator C1 måste också ha en högsta tillåtna spänning på 1000 volt.

Ett litet förtydligande av ovanstående. Ibland vill man titta på en variabel komponent med relativt liten amplitud, som ändå har en stor konstant komponent. I sådana fall måste du komma ihåg att på skärmen på ett oscilloskop med en sluten ingång kan du bara se växelspänningskomponenten.

Bilden visar att med en konstant komponent på 1000 volt och en svängning av den variabla komponenten på 500 volt, kommer den maximala spänningen på ingången att vara 1500 volt. Även om vi på oscilloskopskärmen bara kommer att se en sinusvåg med en amplitud på 500 volt.

Hur mäter man utimpedansen för en linjeutgång?

Du kan hoppa över det här stycket. Den är designad för älskare av små detaljer.

Utgångsimpedansen (utgångsimpedansen) för en linjeutgång designad för att ansluta telefoner (hörlurar) är för låg för att ha en betydande inverkan på noggrannheten i de mätningar vi kommer att utföra i nästa stycke.

Så varför mäta utgångsimpedansen?

Eftersom vi kommer att använda en virtuell lågfrekvent signalgenerator för att kalibrera oscilloskopet, kommer dess utgångsimpedans att vara lika med utgångsimpedansen för Line Out på ljudkortet.

Genom att se till att utgångsimpedansen är låg kan vi förhindra grova fel vid mätning av ingångsimpedansen. Även under de värsta omständigheterna är det osannolikt att detta fel överstiger 3...5%. Uppriktigt sagt är detta till och med mindre än det möjliga mätfelet. Men det är känt att fel har en vana att "springa upp".

När du använder en generator för att reparera och ställa in ljudutrustning, är det också lämpligt att känna till dess inre motstånd. Detta kan vara användbart till exempel vid mätning av ESR (Equivalent Series Resistance) eller helt enkelt reaktansen hos kondensatorer.

Tack vare denna mätning kunde jag identifiera den lägsta impedansutgången i mitt ljudkort.

Om ljudkortet bara har ett uttag är allt klart. Det är både en linjeutgång och en utgång för telefoner (hörlurar). Dess impedans är vanligtvis liten och behöver inte mätas. Dessa är ljudutgångarna som används i bärbara datorer.

När det finns så många som sex uttag och det finns ett par till på frontpanelen av systemenheten, och varje uttag kan tilldelas en specifik funktion, då kan uttagens impedans skilja sig markant.

Vanligtvis motsvarar den lägsta impedansen det ljusgröna uttaget, som som standard är linjeutgången.

Ett exempel på mätning av impedansen för flera olika ljudkortutgångar inställda på lägena "Telephones" och "Line Out".

Som framgår av formeln spelar de absoluta värdena för den uppmätta spänningen ingen roll, därför kan dessa mätningar göras långt innan oscilloskopet kalibreras.

Räkneexempel.

U1 = 6 divisioner.

U2 = 7 divisioner.

Rx = 30(7 – 6) / 6 = 5(Ohm).

Hur mäter man ingångsimpedansen för en linjär ingång?

För att beräkna dämparen för den linjära ingången på ett ljudkort måste du känna till ingångsimpedansen för den linjära ingången. Tyvärr är det omöjligt att mäta ingångsresistansen med en konventionell multimeter. Detta beror på det faktum att det finns isoleringskondensatorer i ingångskretsarna på ljudkort.

Ingångsimpedanserna för olika ljudkort kan variera mycket. Så denna mätning måste fortfarande göras.

För att mäta ingångsimpedansen på ett ljudkort med växelström måste du applicera en sinusformad signal med en frekvens på 50 Hz till ingången genom ett förkopplingsmotstånd (extra) och beräkna resistansen med den givna formeln.

En sinusformad signal kan genereras i en mjukvarugenerator för lågfrekvens, en länk till vilken finns i "Ytterligare material". Amplitudvärden kan också mätas med ett mjukvaruoscilloskop.

Bilden visar anslutningsschemat.

Spänningarna U1 och U2 måste mätas med ett virtuellt oscilloskop i motsvarande lägen för SA-omkopplaren. Det finns inget behov av att känna till de absoluta spänningsvärdena, så beräkningarna är giltiga tills enheten är kalibrerad.

Räkneexempel.

Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4(kOhm).

Här är resultaten av impedansmätningar av olika linjeingångar.

Som du kan se skiljer sig ingångsresistanserna avsevärt, och i ett fall nästan en storleksordning.

Hur beräknar man en spänningsdelare (dämpare)?

Den maximala obegränsade amplituden för ljudkortets inspänning, vid maximal inspelningsnivå, är cirka 250 mV. En spänningsdelare, eller som det också kallas en dämpare, gör att du kan utöka utbudet av uppmätta spänningar i ett oscilloskop.

Dämparen kan konstrueras med olika kretsar, beroende på delningskoefficienten och erforderlig ingångsresistans.

Här är ett av avdelaralternativen som låter dig göra ingångsresistansen till en multipel av tio. Tack vare det extra motståndet Rext. du kan justera resistansen för den nedre armen på delaren till något runt värde, till exempel 100 kOhm. Nackdelen med denna krets är att oscilloskopets känslighet kommer att bero för mycket på ljudkortets ingångsimpedans.

Så, om ingångsimpedansen är 10 kOhm, kommer delningsförhållandet för delaren att öka tio gånger. Det är inte tillrådligt att reducera motståndet på den övre armen på avdelaren, eftersom det bestämmer enhetens ingångsresistans och är huvudelementet för att skydda enheten från högspänning.

Så jag föreslår att du beräknar avdelaren själv baserat på ingångsimpedansen på ditt ljudkort.

Det finns inget fel i bilden, delaren börjar dela inspänningen redan när skalan är 1:1. Beräkningar måste naturligtvis göras utifrån det faktiska förhållandet mellan avdelararmarna.

Enligt min mening är detta den enklaste och samtidigt den mest universella delningskretsen.

Ett exempel på divisorberäkning.

Initiala värden.

R1 – 1007 kOhm (resultat av mätning av ett 1 mOhm motstånd).

Rin. – 50 kOhm (jag valde ingången med högre impedans av de två tillgängliga på frontpanelen på systemenheten).

Beräkning av avdelaren i omkopplarläge 1:20.

Först, med hjälp av formel (1), beräknar vi divisionskoefficienten för divideraren, bestämd av motstånden R1 och Rin.

(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (en gång)

Detta innebär att det totala delningsförhållandet i omkopplarläget 1:20 bör vara:

21,14*20 = 422,8 (en gång)

Vi beräknar resistorvärdet för delaren.

1007*50 /(50*422,8 –50 –1007) ≈ 2,507 (kOhm)

Beräkning av avdelaren i omkopplarläge 1:100.

Vi bestämmer det totala divisionsförhållandet vid omkopplarpositionen 1:100.

21,14*100 = 2114 (en gång)

Vi beräknar resistorvärdet för delaren.

1007*50 / (50*2114 –50 –1007) ≈ 0,481 (kOhm)

För att göra beräkningarna enklare, kolla in denna länk:

Om du endast ska använda Avangard-oscilloskopet och endast i intervallen 1:1 och 1:20, kan noggrannheten för val av motstånd vara låg, eftersom Avangard kan kalibreras oberoende i vart och ett av de två tillgängliga områdena. I alla andra fall måste du välja motstånd med maximal noggrannhet. Hur man gör detta skrivs i nästa stycke.

Om du tvivlar på noggrannheten hos din testare kan du justera vilket motstånd som helst med maximal noggrannhet genom att jämföra ohmmeteravläsningar.

För att göra detta, i stället för ett permanent motstånd R2, installeras tillfälligt ett avstämningsmotstånd R*. Resistansen för trimningsmotståndet väljs för att erhålla det minsta felet i motsvarande delningsintervall.

Därefter mäts trimningsmotståndets resistans, och konstantmotståndet är redan justerat till motståndet som mäts med en ohmmeter. Eftersom båda motstånden mäts med samma enhet, påverkar inte ohmmeterfelet mätnoggrannheten.

Och det här är ett par formler för att beräkna den klassiska divisorn. En klassisk avdelare kan vara användbar när en hög ingångsimpedans för enheten (mOhm/V) krävs, men du inte vill använda ett extra delningshuvud.

Hur väljer eller justerar man spänningsdelarmotstånd?

Eftersom radioamatörer ofta har svårt att hitta precisionsmotstånd kommer jag att prata om hur du kan justera vanliga motstånd för ett brett spektrum av applikationer med hög noggrannhet.

Högprecisionsmotstånd är bara flera gånger dyrare än konventionella, men på vår radiomarknad säljs de för 100 stycken, vilket gör att deras köp inte är särskilt tillrådligt.

Använder trimmotstånd.

Som du kan se består varje arm av avdelaren av två motstånd - en konstant och en trimmer.

Nackdel: krångligt. Noggrannheten begränsas endast av den tillgängliga noggrannheten hos mätinstrumentet.

Val av motstånd.

Ett annat sätt är att välja par av motstånd. Noggrannheten säkerställs genom att välja par av motstånd från två uppsättningar av motstånd med stor spridning. Först mäts alla motstånd och sedan väljs par vars summa av resistanser stämmer bäst överens med kretsen.

Det var på detta sätt, i industriell skala, som delningsmotstånden för den legendariska TL-4-testaren justerades.

Nackdelen med denna metod är att den är arbetsintensiv och kräver ett stort antal motstånd.

Ju längre listan med motstånd är, desto högre valnoggrannhet.

Justering av motstånd med sandpapper.

Inte ens industrin drar sig för att justera resistorer genom att ta bort en del av den resistiva filmen.

Men vid justering av högresistansmotstånd är det inte tillåtet att skära igenom den resistiva filmen. I högresistans MLT-filmmotstånd appliceras filmen på en cylindrisk yta i form av en spiral. Sådana motstånd måste arkiveras extremt noggrant för att inte bryta kretsen.

Exakt justering av resistorer under amatörförhållanden kan göras med det finaste sandpappret - "nullsandpapper".

Först tas det skyddande lagret av färg försiktigt bort från MLT-motståndet, som uppenbarligen har ett lägre motstånd, med hjälp av en skalpell.

Motståndet löds sedan fast i "ändarna", som är anslutna till multimetern. Genom försiktiga rörelser av "noll" huden, bringas motståndet i motståndet till det normala. När motståndet är justerat täcks det skurna området med ett lager skyddslack eller lim.

Vad som är "noll" hud skrivs.

Enligt min mening är detta det snabbaste och enklaste sättet, vilket ändå ger mycket bra resultat.

Konstruktion och detaljer.

Elementen i adapterkretsen är inrymda i ett rektangulärt duraluminhölje.

Dämparens uppdelningsförhållande växlas med hjälp av en vippströmbrytare med mittläget.

Standard CP-50-kontakten används som ingångsjack, vilket möjliggör användning av standardkablar och prober. Istället kan du använda ett vanligt 3,5 mm jack ljudjack.

Utgångskontakt: standard 3,5 mm ljudjack. Adaptern ansluts till ljudkortets linjära ingång med hjälp av en kabel med två 3,5 mm-uttag i ändarna.

Monteringen utfördes med hjälp av gångjärnsmonteringsmetoden.

För att använda oscilloskopet behöver du en annan kabel med en sond i änden.