Побудова хобі-осцилоскопа

У мене є проект, над яким я трохи думав, і я зрозумів, що в якийсь момент його розвитку мені знадобиться осцилограф. Гаразд, не проблема.

Замість того, щоб придбати осцилоскоп, я вирішив, що хотів би - принаймні - спроектувати свій власний і сподіваюся побудувати результат. Щоб зробити це простішим, я думаю про використання Raspberry Pi, щоб зробити всі цікаві розрахунки та візуалізації (я не відчуваю, як реалізувати FFT на AVR, дуже дякую).

Чим більше я читаю про осцилоскопи, тим я більше розгублений, якщо чесно. Чому НЕ осцилограф просто АЦП? Якби я підключити що - щось на зразок цього (з відповідним захистом від перенапруги і попереднього посилення) в ланцюзі на одному кінці, і відповідним чином запрограмованого процесора з іншого боку , не було б осцилограф?

[Раніше я працював лише з простими цифровими схемами - я в основному теоретик з інформатики! - і тому я зараз намагаюся обернути голову навколо аналогової електроніки. Я прошу вибачення, якщо відповідь на це вкрай очевидна ...]

В основі серця (цифровий) осцилоскоп - це лише АЦП, а також пам'ять для зберігання зразків. Потім зразки зачитуються з пам'яті та відображаються.

Питання практичної реалізації ускладнюють комерційні осцилоскопи. Вхідний сигнал потрібно масштабувати відповідним чином для діапазону АЦП, що означає, що вам потрібно мати аттенюатори та / або підсилювачі, які мають дуже точні значення коефіцієнта посилення, які є дуже плоскими для величезного діапазону частот (постійного струму до 10s або 100s МГц як мінімум) для вимірювання форм хвиль з мінімальними спотвореннями.

Також, залежно від застосування, швидкість вибірки АЦП потребує коригування (дуже точно) у широкому динамічному діапазоні - типовим є 1 нс / зразок до 1 с / зразок (9 порядків).

Тоді виникає питання про те, щоб почати - або що ще важливіше - зупинити вибірку; це відомо як запуск. Різні програми мають різні потреби в спрацюванні, а комерційні сфери мають широкий вибір.

Важливо відрізнити проект хобі від обладнання, готового до використання, і зробити правильний вибір для вас. Це не повинно бути правильним вибором для інших.

Якщо ви хочете це обладнання, яке потрібно використовувати для іншого проекту Цього року, я б придбав його. Може бути новим або використаним на основі ваших вимог та бюджету.

Якщо ви хочете, щоб побудувати осцилограф як хобі чи навчальний проект, то всіма силами йдіть вперед! Бажаю вам веселого та навчального досвіду. Ви багато чого навчитесь Ймовірно, ви зіткнетеся з най-кажуть; скажіть їм, що вони можуть заощадити багато часу та грошей на наступній відпустці, наприклад, не їздячи до Європи та придбавши замість цього книгу з картинками. Вони пропускають точку!

Цифровий осцилоскоп (базовий) справді складається з переднього (включаючи АЦП та, можливо, тригерної схеми), вбудованого комп'ютера, дисплея та програмного забезпечення.

Я припускаю, що можливі наступні питання:

• Час. Цей проект потребує певного часу, залежно від бажаної продуктивності, досвіду тощо.
• Вартість. Це обійдеться дорожче, ніж придбання одного з рівними характеристиками.
• Продуктивність. Яку виставу ви шукаєте? Включаючи вхідні діапазони, часовий дозвіл, скільки напруги повинен витримувати передній кінець.
• Тестування. Як ви це налагодите? Як ви перевірите, чи працює він правильно?
• Безпека. Що станеться, якщо ви зондуєте 120VAC або потрапили у більш високу напругу?

Я думаю, що ви можете отримати кілька ідей від AVR 10MHz 50MS / s Digital Storage Oscilloscope .
Він включає повну схему та вихідний код.

Він використовує невеликий CPLD, який зчитує результати АЦП і заповнює ОЗУ, потім використовує AVR mcu для зчитування даних ОЗУ і відправки на ПК

Вам також можуть бути корисні:

• У схемної Bitscope
• Dsonano включаючи повні схеми і вихідний код
• Кілька проектів, пов'язаних з DSO, використовуючи FPGA або mcu, перераховані тут

На сторінці проекту openDSO є блок-схема, яка повинна бути корисною для візуалізації розділів, що використовуються в DSO.

JYE Tech має комплект осцилографа в $ 49 :

з такими функціями:

5M samples/second
8 bit resolution
256 sample memory depth
1MHz analog bandwidth
100mV/Div-5V/Div sensitivity
1MΩ impedance
50Vpeak-to-peak max input voltage
DC/AC coupling
Save and display up to 6 captures to memory
Transfer screen capture to PC as a bitmap file (serial adapter not included)
Backlit LCD display
FFT function available

Sparkfun також несе його, але ще на $ 10.

Всі компоненти поверхневого кріплення вже припаяні.

Він використовує ATmega 64. Вони надають схематичний і детальний список на своєму веб-сайті, якщо ви хочете використовувати їх керівництво по прокату вашого власного, але я сумніваюся, чи можете ви це зробити десь близько $ 49. Також доступний вихідний код прошивки.

Тільки на 30 доларів (79,50 доларів) вони мають зібраний блок з аналоговою пропускною здатністю 5 МГц.