@Myshuttz

Сделал себе простенький цифровой осциллограф. Скорее даже, осциллографический тестер.
Конечно, не бог весть что, но для радиолюбительского хобби сойдет.



Технические характеристики:

Количество каналов: 2 (A, B);
Режимы работы: канал A, канал B, оба канала;
Входной импеданс: ~1—2МОм, 15пф;
Чувствительность: 1В, 8В, 60В, 400В (ампл.);
Усилитель входного сигнала (КУ): х1 — х10;
Максимальное входное напряжение: 400В (ампл.);
Переключение типа вх. сигнала: AC / DC;
Вертикальное разрешение: 8 бит;
Режимы запуска развертки: автоматический, ручной-однократный, ждущий;
Диапазоны развертки:
один канал: 0.1 мкс/дел, 1мкс, 10мкс, 100мкс, 1мс, 10мс, 100мс;
оба канала: 0.2 мкс/дел, 1мкс, 10мкс, 100мкс, 1мс, 10мс, 100мс;
Множитель периода развертки: х1 — х100:
Объем буфера выборок: 1000 байт;
Размер кадра: 100 выборок;
Источники синхронизации: канал A, канал B, внешний источник, внутренний тестовый генератор;
Технология синхронизации: аппаратная, по двум уровням опорного напряжения;
Виды синхронизации: спадающий/нарастающий фронт;
Регулировка уровней синхронизации:
основной: -100% — +100% макс. амплитуды от 0;
предварительный: 0% — 20% макс. амплитуды от основного уровня;
Тестовый генератор: меиндр: 62,5Гц — 10МГц, 1В;
Графический дисплей: монохромный 64х128 пикс. Вид. область 72х40 мм., параллельный 8ми битный интерфейс, контроллер- ST7920;
Область осциллограммы: 56х100 точек.
Объем буфера экрана: 1024 байт;
Скорость вывода буфера на экран: ~ 50мс;
Управление: 6 кнопок, 2 энкодера;
Разъемы: 2 ВЧ разъема (A,B), вход внешней синхронизации, выход тестового генератора, внешнее питание;
Источник питания внешний: =6…12В, 300…150 мА;
Источник питания внутренний: солевые/щелочные элементы ААА (6 шт.);

Дополнительно:

-Технология «Omti otyasing» - защита от искажения квантования вызванного стробоскопическим эффектом;
-Включение/выключение одной тактовой кнопкой;
-Звуковое сопровождение нажатий кнопок и достижения границ регулировок;
-Светодиодная индикация режимов делителей, режима AC / DC, режима сканирования;
-Индикация уровня напряжения на источнике питания;
-Плавная регулировка уровня подсветки экрана;
-Режим отображения с двумя маркерами. Которые можно двигать поворотом энкодера. Для удобства измерения временных интервалов и уровней сигналов;
-Сохранение всех настроек прибора при выключении.





Краткое описание и устройство:

Технология «Omti otyasing» подробно описана у товарища SSMix, в статье: «Карманный цифровой осциллограф “Спрут" » на «РадиоКоте». У автора заимствована только идея, практическая реализация собственная. Так-же использовались технические решения товарища kotovasiya с того-же сайта, автора известного осциллографа “Хамелеон". И товарища Гармаш Геннадий, автора осциллографа “OSCAR". Большое им спасибо.

В осциллографе используется контроллер Atmega-64A, тактируемый генератором на 32МГц. Контроллер чувствует себя прекрасно на такой частоте, никаких сбоев в работе замечено не было. Температура чипов контроллера и АЦП порядка 50?С.

Для АЦП используются 2 простых и надежных чипа AD9280. Несколько раз перепаивал без потерь. Брал в Китае, поэтому цена адекватная. АЦП тактируются с того_же генератора.

Входной усилитель — на двух корпусах MCP6022 в несколько нестандартном включении. Коэффициэнт усиления задается сдвоенным цифровым потенциометром MCP42010, сидящем на шине SPI контроллера.

Режимы AC / DC переключается сдвоенным твердотельным реле PVT422 расчитанным на максимальное напряжение в 400 Вольт.

Входные делители и переключатель источников синхронизации на мультиплексорах 74HC4052.

Реле и мультиплексоры управляются сдвиговым регистром с защелкой — 74HC595, тоже посаженным на шину SPI.

Для синхронизации используется внутренний компаратор контроллера, на который подается сигнал с источника синхронизации и два коммутируемых уровня опорного напряжения. В качестве опорных напряжений для компаратора используются 2 ШИМ сигнала с Timer/Counter3, коммутируемых мультиплексором внутреннего АЦП контроллера. Т.е. В схеме синхронизации используются только потроха контроллера + 4 пассивных элемента обвязки.

Напряжение питания схемы для расчетов и напряжение источника питания меряется АЦП контроллера.

Схема запитана от импульсного преобразователя MC34063 с использованием полевого транзистора. Отрицательное напряжение снимается с инвертора ICL7660.

Схема управления и индикации сделана на отдельной съемной плате, Чтобы не переделывать основную плату, если, что. На разъем платы выведен единственный свободный пин контроллера, можно еще что-нибудь на него повесить.

Корпус и кнопки напечатал на 3D принтере, лицевую панель - на лазерном. Бумажную лицевую панель заламинировал и прилепил на двухсторонний скотч.

Программа написана в CodeVisionAVR 3,12 на "С" c использованием ассемблерных вставок.

Конструкция не претендует на звание идеальной, возможно есть ошибки, что-то можно или нужно было сделать по другому. Конструктивные предложения/критика уместны.

PS Добывил видео

0

@ptir

Здравствуйте,можете выложить печатки и видео работы с разными сигналами с генератора,заранее благодарю за ответ.

0

@Myshuttz

Здравствуйте.

Положил платы и схему. Видео постараюсь сделать вечером.


[225.78 Кб]

0

@Kitvym

Myshuttz
А сорцы прошивки выложите?

0

@omokost

У осциллографов первой величиной указываемой в технических характеристиках стоит полоса пропускания.
Не нашел подобного...

0

@bw429

Вроде при тактировании 32 МГц можно получить около 10 МС/с при одном канале и 5 при двух. Операционники на 10 МГц.

0

@omokost

То есть при 10 МГц по вашему для осциллограмы достаточно трех отсчетов в единицу времени? Это я не смотрел схемотехнику и реализацию.

0

@Myshuttz

Да, гдето так. Минимальный интервал семплирования в этой конструкции равен трем машинным циклам для одного канала и шести - для двух. Т.е. 0.1мкс и 0.2мкс. Если быть точным, 93,7 наносекунд и 187 наносекунд соответственно. (10.6 и 5.3 msps).
Действительно, по теореме Котельникова, для восстановления формы сигнала, достаточно 3х отсчетов. Но для этого необходимо задействовать крутую математику с рядами Фурье. Которую, конечно, я здесь не стал мутить. Это бессмысленно с таким разрешением экрана и АЦП. На этом осциллографе можно уверенно увидеть сигнал в 1МГц и приблизительно его амплитуду. Но не его форму. Форма сигнала видна начиная с частоты 500 - 700 КГц.
На правой-верхней фотке показан сигнал в 1МГц. Вообще-то, на самом деле, это меиндр.:)

0

@otixiypo

очень интересный проект, исходниками поделитесь? я бы добавил адресный счетчик с внешней памятью и разогнал бы девайс до 2x32msps, а еще подумал бы над 1х64msps

0

@bw429

Не, как раз в исходном виде проект выглядит разумным и завершенным. Ваши навороты это уже мягко говоря перебор.
Если нужно больше скорости или памяти, надо делать на плис.

0

@otixiypo

Не, как раз в исходном виде проект выглядит разумным и завершенным. Ваши навороты это уже мягко говоря перебор.
Если нужно больше скорости или памяти, надо делать на плис.
при всем уважении к работе автора, девайсы с подобными характеристиками с сегменте дешевых уже есть на али. а вот как раз между 10м и 100м устройств пости нет. а ценник на осцил 10м и 100м отличается на порядок.

0

@Myshuttz

Спасибо.
Выложил исходники. Правда, я их пока не готовил и не "причесывал", поэтому "каментов" почти нет и много мусора.

Исходники поправил и перезалил.

0

@Myshuttz

Да-да. Я об этом тоже как-то подумал, но к этому времени плата уже была спаяна. Потому, решил, что может потом сделаю на ARMе, с приличными АЦП, экраном и тачскрином. Тогда еще раз об этом подумаю.:)

0

@moto261

с плис ксинлинкс и 4х мегабитовым статическим ОЗУ

0

@bw429

с плис ксинлинкс и 4х мегабитовым статическим ОЗУ
Много озу в жырных дорогих плисах.
....
Или вы это про внешнее озу? :)

0

@moto261

да

0

@Myshuttz

Поправил прошивку (см. приложение). Теперь коэффициент усиления считается правильно. Порадовала точность измерений.
Наконец снял видео. Ссылка в первом посте.


[118.66 Кб]

0

@Vomjook

Здравствуйте! А как себя чувствует ICL7660 в инверторе? Пытаюсь повторить DSO138 от jyetech на своей элементой базе и с питанием от Li-ion акб. Вот думаю применить ваш вариант питания. Позже выложу в соответствующей теме свои наработки.

0

@Myshuttz

Добрый день! ICL7660 слабоват, не тянет два мультиплексора и ОУ, заваливает отрицательную полуволну на максимальном усилении. Заменил на ADM660 (распиновка совпадает). С ним все отлично.

0