Совет 1: Как собрать осциллограф своими руками

В лаборатории радиолюбителя обязательно должен присутствовать прибор под названием осциллограф, он предназначен для анализа работы электронных схем, а также для определения неисправности в электрических цепях. Однако такой прибор не каждому будет по карману, чтобы решить данную проблему, можно собрать осциллограф своими руками, потратив минимум средств.
Собрать цифровой измерительный прибор даже для искушенного радиолюбителя не всегда простоя задача. Но ситуация кардинально меняется, если для создания такого сложного устройства, как осциллограф, использовать стандартный персональный компьютер.

Для чего он нужен?



До того, как собрать осциллограф своими руками, стоит разобраться, для чего он вообще нужен. Электронный осциллограф используют как на производстве, так и в быту. Основное его назначение – анализ работы электронных схем. Он определит неисправность в электрических цепях, измерит показатель входящего потенциала, создаст защиту, обеспечит управление всеми технологическими процессами и не допустит нефункционального простоя электрического оборудования.

Сборка прибора – что понадобится?



Вся работа по сборке сводится к созданию аттенюатора, т.е. делителя напряжения, который позволяет контролировать некоторый диапазон напряжения. Другая функция – это защита входа от частых колебаний и перепадов электрического тока.


Вам понадобятся:

- портативный компьютер;
- схема осциллографа;
- интерфейсная программа для распознавания входных импульсов;
- аудиокарта.


Используйте стандартную схему адаптера. Установите регулируемый делитель (аудиокарту) на одном из аналоговых входов применяемого устройства. Для ограничения уровня входного напряжения используйте стабилизатор. Защиту от перенапряжения можно сделать путем установки перед входом звуковой карты защитные стабилитроны. Соедините аналоговые входы с входами микропроцессора. Поместив плату адаптера в металлический корпус, продумайте о заземлении.

Принцип действия и применение



Во входных цепях разделительной аудиокарты, которую вы будете использовать с целью создания осциллографа, есть разделительный конденсатор. Он позволяет наблюдать на мониторе за переменной сигнала и с помощью осциллографа измерять его уровень.


Электронный прибор поможет осуществить самостоятельный ремонт различной аудиоаппаратуры, а настройку аудиотехники использовать в учебных целях. Его часто используют для качественного построения эпюры для вебсайтов.

И напоследок



Эти сведения подскажут, как собрать осциллограф своими руками без особых сложностей. Он поможет вам регулировать работу несложных электронных схем. Но есть и другие более трудоемкие способы, которые приведут к усложнению описанной электроустановки, но повысят ее быстродействие и функциональные возможности.


В компьютер устанавливаются специальные платы, используют параллельный порт, виртуальный генератор НЧ и другие дополнительные устройства, которые в конечном итоге позволят осуществлять обработку входных сигналов на более сложном уровне.

Совет 2: Как выбрать осциллограф

На рынке появились цифровые осциллографы от различных производителей, поэтому выбор прибора стал для инженера сложной задачей. Стоимость цифрового осциллографа зависит от его многофункциональности и параметров отдельных характеристик. Не ориентируйтесь только на цену прибора, потому что вы рискуете остаться без измерений нужного вам диапазона. Сначала определите максимальные потребности вашей работы.
Инструкция
1
Подумайте, какая полоса пропускания вам нужна. Чтобы вы могли провести самые точные измерения величины амплитуды, выбирайте полосу пропускания осциллографа на порядок больше, чем параметр основной частоты измеряемого сигнала. Даже для менее точных измерений полосу пропускания осциллографа выбирайте в три раза больше, чем частота сигнала. Это касается и измерений временных сигналов. Ведь чем больше соотношение параметров фронта сигнала и собственно фронта осциллографа, то меньшей будет погрешность.
2
Определите, сколькими каналами вы будете пользоваться. Если вы предвидите, что потребуется захватывать сигналы по двум-трем каналам одновременно, то отдайте предпочтение осциллографу с параллельным запуском или отдельным АЦП для каждого канала осциллографа. Если вы исследуете сигналы, которые повторяются, то одновременное поступление данных по каналам вам не требуется.
Если 4 канала вам не хватает, то целесообразно приобрести логический анализатор.
3
Определитесь с необходимой частотой дискретизации. Высокая частота дискретизации отражается на более широкой полосе пропускания при работе с однократными сигналами, что дает лучшее разрешение. В некоторых осциллографах частоту дискретизации может настраивать оператор, а количество информации, отображаемой на дисплее осциллографа, остается независимо. Будьте внимательны, указанная в инструкции частота дискретизации может характеризовать только один канал.
Память осциллографа имеет ограничение по объему, поэтому на медленной скорости развертки частота дискретизации уменьшается.
4
Подсчитайте необходимый вам объем памяти. Объем памяти равен отношению промежутка времени в секундах к разрешению в секундах. Увеличенный объем памяти сильно замедлит реакцию осциллографа на ваши действия и на перемену входного сигнала.
5
Подумайте, какие вам нужны возможности прибора по запуску. В большинстве случаев достаточно запуска по фронту. Для решения ваших сложных задач ищите дополнительные возможности по запуску. Например, запуск по комбинации логических состояний по каналам прибора.
6
Учитывайте факторы, влияющие на способность осциллографа регистрировать импульсные помехи и требуемые вам возможности анализа сигналов.

Совет 3: Что такое осциллограф

Устройство-осциллограф, название которого переводится с двух языков следующим образом – «качаюсь» с латыни и «пишу» с древнегреческого - представляет собой прибор, предназначенный и сконструированный для исследования параметров электрического сигнала, который подается на порт входа или на специальную ленту.

Область применения осциллографов



Современные устройства позволяют специалистам производить исследования сигнала гигагерцовых частот. Именно поэтому важнейшей областью применения осциллографа является радиоэлектроника, а также ее прикладные, лабораторные и научно-исследовательские сферы. В них специалисты с помощью прибора могут контролировать и изучать проходящие электрические сигналы или непосредственно и напрямую, или через дополнительные устройства и среды на фиксирующие датчики. В свою очередь последние преобразуют полученные воздействия в электрический сигнал или радио-волны.

Причем специальные осциллографы с блоком выделения отдельных строк применяются в случае необходимости проведения периодического или оперативного контроля показателей в системах телевещания.

Кстати, придумано устройсто-осциллограф было в 1893 году французским физиком Андре Блонделем, который внес свой вклад в науку следующим образом. В 1893 году Блондель смог решить проблему интегральной синхронизации в теории Корню, а бифилярный осциллограф, придуманный им, был более мощным и смог в 1891-ом заменить классический стробоскоп. Уже в 1894 году физик ввел понятие «люмен» и другие единицы измерения, а в 1899-ом опубликовал работу, касающуюся основных теорий двух реакций якоря.

Принцип классификации осциллографов



Приборы данного типа разделяются на две категории по своему назначению и способу выведения информации измерения – устройства с периодической разверткой для наблюдения сигнала, который появляется на экране, и аппараты с непрерывной разверткой, призванные проводить регистрацию кривой, но уже на фотоленте.

Есть различия среди осциллографов и по способу обработки ими входного сигнала – аналоговые и цифровые. Существуют и различия по количеству лучей в приборах – однолучевые, двулучевые, трехлучевые и другие - до 16 лучей и даже более (последнее, конечно, самое редкое).

В свою очередь, устройства с периодической разверткой подразделяются на обычные или универсальные, высокоскоростные, стробоскопические, с функцией запоминания и специализированные. Также конструируются осциллографы, которые совмещаются с другими приборами для изменения (например, мультиметр), а называются подобные устройства сколометрами-осциллографами.

Совет 4: Как настроить цифровой осциллограф DSO138

В прошлый раз мы смонтировали все радиоэлелементы на печатную плату цифрового осциллографа DSO138. Сейчас закончим его сборку и произведём первичную настройку и проверку работоспособности.
Вам понадобится
  • - Набор с цифровым осциллографом DSO138;
  • - мультиметр;
  • - источник питания на 8-12 В;
  • - пинцет;
  • - отвёртка для мелких работ;
  • - паяльник;
  • - припой и флюс;
  • - ацетон или бензин.
Инструкция
1
Первым делом припаяем петлю из проволоки толщиной 0,5 мм в отверстия разъёма J2. Это будет контакт для выхода сигнала самотестирования осциллографа.
После этого закоротим с помощью паяльника и припоя контакты перемычки JP3.
Выход сигнала самотестирования осциллографа DSO138
2
Займёмся платой TFT LCD экрана. Нужно припаять 3 штыревых разъёма с нижней части платы. Два маленьких разъёма по два пина и один двухрядный 40-пиновый.
Мы почти закончили сборку. Но не спешите убирать паяльник, он нам ещё ненадолго понадобится.
Плата LCD экрана осциллографа DSO138
3
Теперь желательно промыть плату ацетоном, бензином или каким-либо другим способом очистить от следов флюса. Когда промоем плату, нужно дать ей полностью высохнуть, это очень важно!
После этого подключим источник питания к плате и замерим напряжение между землёй и точкой TP22. Если напряжение примерно равно 3,3 вольтам, значит вы всё хорошо спаяли, поздравляю! Сейчас нужно отключить источник питания и закоротить припоем контакты перемычки JP4.
Измеряем напряжение в точке TP22 осциллографа DSO138
4
Сейчас можно подключить к осциллографу ЖК дисплей, совместив его штыревые выводы с колодками на печатной плате осциллографа.
Подключите источник питания к осциллографу. Должен загореться дисплей и два раза моргнуть светодиод. Затем на пару секунд на экране появится логотип изготовителя и загрузочная информация. После этого осциллограф войдёт в рабочий режим.
Подключаем LCD дисплей осциллографа DSO138
5
Подключим пробник к BNC разъёму осциллографа и проведём первый тест. Никуда не подключая чёрный провод пробника, прикоснитесь рукой к красному. На осциллограмме должен появится сигнал наводки от вашей руки.
Тест осциллографа DSO138 касанием рукой
6
Теперь откалибруем осциллограф. Подключите красный щуп пробника к петле сигнала самотестирования, а чёрный оставьте неподключённым. Переключатель SEN1 поставьте в положение "0.1V", SEN2 в положение "X5", а CPL - в положение "AC" или "DC". С помощью тактовой кнопки SEL переместите курсор на метку времени, а кнопками "+" и "-" выставьте время "0.2ms", как на иллюстрации. На осциллограмме должен быть виден красивый меандр. Если края импульсов закругляются или имеют резкие острые пики по краям, нужно, поворачивая отвёрткой конденсатор C4, добиться того, чтобы импульсы сигнала стали максимально близкими к прямоугольным.
Настройка осциллографа DSO138
7
Теперь переключатель SEN1 поставим в положение "1V", SEN2 - в положение "X1". Остальные настройки оставим прежними. Аналогично предыдущему пункту, если сигнал далёк от прямоугольного, то подкорректируем его с помощью регулировки конденсатора C6.
Настройка осциллографа DSO138
8
На этом настройка осциллографа DSO138 закончена. Давайте проверим его в боевых условиях.
Подключим щупы осциллографа к работающей электрической схеме и посмотрим сигнал.
Цифровой осциллограф DSO138 в работе
9
Для управления чувствительностью служат переключатели SEL1 и SEL2. Первый из них задаёт базовый уровень напряжения, второй - множитель. Например если выставить переключатели в положения "0,1V" и "X5", разрешение вертикальной шкалы будет 0,5 вольт на клетку.
Кнопка SEL служит для перемещения по элементам экрана, которые можно настраивать. Настройка выделенного элемента осуществляется с помощью кнопок + и -. Элементами для настройки являются: время развёртки, режим срабатывания, выбор фронта триггера, уровень срабатывания, перемещение вдоль горизонтальной оси осциллограммы, перемещение оси по вертикали.
Поддерживаемые режимы работы: автоматический, нормальный и однократный. Автоматический режим постоянно выводит сигнал на экран осциллографа. При нормальном режиме сигнал выводится каждый раз, когда превышен заданный триггером порог. Однократный режим выводит сигнал при первом срабатывании триггера.
Кнопка OK позволяет остановить развёртку и удерживать текущую осциллограмму на экране.
Кнопка RESET сбрасывает и перезагружает цифровой осциллограф.
Полезная функция осциллографа DSO138 - отображение информации о сигнале: частоты, периода, скважности, размаха, среднего напряжения и т.д. Чтобы активировать её, нажмите и удерживайте 2 секунды кнопку OK.
Осциллограф умеет запоминать текущую осциллограмму в энергонезависимой памяти. Для этого нажмите одновременно SEL и +. Чтобы вызвать на экран сохранённую в памяти осциллограмму, нажмите SEL и -.
Отображение параметров сигнала на дисплее осциллографа DSO138
Источники:
  • Как собрать осциллограф своими руками
  • Как собрать портативный осциллограф своими руками
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше