Сравнительная характеристика матричных и виртуальных осцилографов

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

Автономное профессиональное образовательное учреждение Вологодской области

«Вологодский колледж связи и информационных технологий»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТРИЧНЫХ И ВИРТУАЛЬНЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ

Специальность: Сети связи и системы коммутации

Студент: В.Е. Бударин

Руководитель В.Я.Попков

Вологда,

2015г.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ВИРТУАЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

1.1 Основные технические характеристики

1.1.1 Измерение частоты

1.1.2 Измерение периода

1.1.3 Измерение длительности

1.2 Конструкция и детали

2. МАТРИЧНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

2.1 Осциллограф DSO 201

2.2 Осциллограф Velleman HPS10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время использование осциллографов переходит на новый уровень, появляется огромное количество разных производителей, и цифровые осциллографы заменяют аналоговые, поэтому стоит разобрать их отличия и сходства, и то какой из осциллографов лучше использовать.

Объект исследования - матричные и виртуальные осциллографы.

Предмет - сравнительная характеристика матричных и виртуальных осциллографов.

Цель - на основе перспектив развития электронной техники разобрать матричные и виртуальные осциллографы.

Задачи:

1) Описать принцип работы матричных и виртуальных осциллографов.

2) Изучить преимущества и недостатки матричных и виртуальных осциллографов.

3) Сделать вывод исходя из результатов преимуществ и недостатков.

Методы исследования. Анализ литературы, нормативно-правовой и технической документации, консультация специалиста, обобщение информации и систематизация знаний.

Научная новизна состоит в том, что в наше время осциллографы получили большое распространение и выбрать среди них очень трудно так как выходят все более новые модели и с каждым днем их становиться все больше.

Структура курсового проекта: введение, раздела, заключение, список литературы, приложения.



1. ВИРТУАЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

С недавних пор в радиолюбительской практике стали популярны так называемые виртуальные измерительные приборы. В данном случае под «виртуальностью» подразумевается тот факт, что некоторая часть функций или узлов измерительного прибора реализуется с помощью персонального компьютера.

Виртуальные измерительные приборы можно условно разбить на две категории. Приборы первой группы «полностью виртуальны» и фактически состоят из одной программы для PC, а функции по вводу-выводу измеряемого или генерируемого сигнала возлагаются на штатные аппаратные средства, например, звуковую карту.

Приборы второй группы имеют кроме виртуальной части еще и материальную. К компьютеру в этом случае подключается некое устройство, которое является неотъемлемой частью виртуального прибора.

Такие устройства реализуют некоторые функции или узлы измерительного прибора, которые по тем или иным причинам нельзя возложить на компьютер.

Эти устройства могут иметь различную сложность - от «навороченных» промышленно выпускаемых интерфейсных плат, встраиваемых в компьютер, до простых устройств, подключаемых к компьютеру через порты.

Именно таким способом реализован предлагаемый виртуальный осциллограф. Итак, почему же не получается реализовать виртуальный осциллограф только в виде программы?

Упрощенная структурная схема «обычного» электронно-счетного осциллографа в режиме измерения частоты изображена на рис.1, а в режиме измерения временных интервалов на рис. 2.



Рис.1-2. Упрощенная структурная схема «обычного» электронно-счетного осциллографа

Хотя современные компьютеры обладают большим быстродействием и хорошей стабильностью тактовой частоты, использовать эти свойства для формирования стабильных временных интервалов (например «временных ворот» или «меток времени») проблематично.

Это связано с тем, что управляющая программа распоряжается компьютером не монопольно, а делит процессорное время с операционной системой и другими программами.

Поэтому функцию формирователя временных интервалов придется реализовывать во внешнем устройстве.

Кроме этого во внешнем устройстве желательно расположить входной формирователь сигнала и счетчик импульсов. Для реализации на компьютере остаются только функции индикации и управления.

Минимизировать аппаратные затраты такого осциллографа можно, применив для этих целей микроконтроллер, который будет выполнять измерения с помощью своих аппаратно-программных ресурсов.

В предлагаемой конструкции используется микроконтроллер семейства AVR AT90S2313 производства Atmel.

Он удобен тем, что имеет у себя «на борту» аналоговый компаратор, быстродействующие таймеры-счетчики, последовательный порт.

Кроме этого он содержит 8-ми битный RISC процессор с быстродействием 10MIPS, 32 рабочих регистра, 2 килобайта ПЗУ, 128 байт ОЗУ, сторожевой таймер.

Микроконтроллер имеет небольшое энергопотребление и может программироваться внутрисхемно, без извлечения из устройства. С помощью 25-контактного разъема устройство подключается к СОМ порту компьютера.

Питание схемы осуществляется от линий DTR и CTS этого же порта. Если порт компьютера не может обеспечить необходимую нагрузочную способность, то в этом случае питание подается извне.

Транзисторы VT1 и VT2 предназначены для согласования уровней сигналов TxD и RxD в контроллере и в порте компьютера.

На элементах R10...R15 выполнен R-2R ЦАП; R16, С4 представляют собой входной фильтр НЧ, на R17.VD9 собран входной ограничитель. Цепи, подключенные к выводам 17,18,19 микроконтроллера, предназначены для его внутрисхемного программирования через СОМ порт.

Принцип действия. Осциллограф функционирует под управлением компьютера, который подает ему команды через СОМ порт. Назад , в компьютер, устройство возвращает ответы на команды и данные измерений. Частотомер имеет всего один внешний вход для подачи измеряемого сигнала.

Однако при этом сигнал может быть как цифровым так и аналоговым. Под различные режимы измерений микроконтроллер производит переконфигурацию своих внутренних аппаратных средств.

Конфигурация устройства для измерения временных интервалов и периода следования импульсов показана на рис.4.



Рисунок 4.

В этом режиме на вход 16-разрядного таймера Т1 подается тактовая частота. Фиксация момента начала или окончания импульса осуществляется с помощью специального регистра захвата.

Если прибор настроен на измерение сигнала с цифровыми уровнями, то запоминание состояния таймера осуществляется по изменению сигнала на выводе ICP (11), если измеряется аналоговый сигнал, то сигнал захвата подается с выхода встроенного аналогового компаратора, на вход AINO (12) которого подается аналоговый сигнал, а на вход А1М1(13) подается уровень, сформированный с помощью трехразрядного R-2R ЦАП. После запоминания начала и конца временного интервала программно вычисляется длительность самого интервала. цифровой матричный микроконтроллер осциллограф

Конфигурация устройства для режима измерения частоты изображена на рис.5.

При измерении сигналов с цифровыми уровнями сигнал подается непосредственно на вход таймера Т1(9). К сожалению невозможно переключить выход встроенного компаратора на вход таймера Т1, поэтому для измерения частоты аналоговых сигналов организуется программный счетчик ТЗ. Он обладает меньшим быстродействием по сравнению с аппаратным таймером Т1. Поэтому частотный диапазон по аналоговому входу значительно меньше, чем по цифровому.



Рис. 5. Конфигурация устройства

При измерении низкочастотных аналоговых сигналов можно включить на входе компаратора RC фильтр низкой частоты с частотой среза около 21 кГц. При этом мешающие высокочастотные сигналы будут подавляться. Для подключения фильтра вывод 8 микроконтроллера конфигурируется на выход и на него подается низкий уровень.

В результате для входного сигнала образуется ФНЧ R16C4. Для отключения сигнала вывод 8 конфигурируется как вход. В результате конденсатор С4 отключается от «земли».

Так как входное сопротивление аналогового компаратора много больше сопротивления резистора R16, то теперь резистор не вносит заметного ослабления сигнала. Правда образуется паразитный RC фильтр R16 - последовательное соединение С4 и емкости входа 8. Но частота среза такого фильтра выше максимальной частоты, измеряемой по аналоговому входу.

1.1 Основные технические характеристики

Рабочие режимы - измерение частоты, измерение периода, измерение интервала времени, подсчет числа импульсов.



1.1.1 Измерение частоты

Прибор позволяет измерять по аналоговому входу частоту периодических сигналов, которые имеют один экстремум положительной полярности за период. Диапазон измеряемых частот от 0,1 Гц до 250 кГц при напряжении входного сигнала от 0,1 до 30 В.

Прибор позволяет измерять по цифровому входу частоту цифровых сигналов в диапазоне от 0,1 Гц до 5 МГц.

Напряжение логического нуля измеряемого сигнала должно находиться в диапазоне 0...2 В, логической единицы - в диапазоне 2,5...30 В.

Время счета 1 мс, 10 мс, 100 мс, 1 сек,10 сек.

1.1.2 Измерение периода

Прибор позволяет измерять единичный и усредненный период периодических сигналов положительной полярности в диапазоне от 10 мкс до 10 сек при напряжении входного сигнала от 0,1 до 30 В.

Период меток времени (разрешающая способность ) 0,1 мкс.

Число усредняемых периодов 10, 100,1000,10000.

1.1.3 Измерение длительности

Прибор позволяет измерять длительность импульсов положительной полярности в диапазоне от 10 мкс до 10 сек при напряжении входного сигнала от 0,1 до 30 В.

Разрешающая способность при измерении длительности 0,1 мкс.

В этом режиме прибор позволяет также измерять время между импульсами. Прибор позволяет измерять в режиме самоконтроля частоту собственного кварцевого генератора 10 МГц.

Входное сопротивление прибора для сигналов напряжением менее 4,7 В 1 МОм, для сигналов напряжением более 4,7 В 1 кОм.



1.2 Конструкция и детали

При использовании компонентов в SMD исполнении удалось поместить всю конструкцию внутри корпуса разъема DB-25.

При этом использовались следующие детали: микроконтроллер AT90S2313-10SI, резисторы и конденсаторы типа 1206, диоды BAS32L, стабилитроны BZX84-C4V7, n-р-n транзистор BCW32L, р-n-р транзистор ВС859С, разъем DB-25F.

Двухсторонняя печатная плата (рис.7, рис.8) была изготовлена любительским способом (по технологии «лазерного утюга»).

Рис.7. Печатная плата

Рис.8. Размещение элементов

Однако при повторении конструкции можно использовать и обычные детали -контроллер в DIP корпусе AT90S2313-10PI, любые резисторы с рассеиваемой мощностью 0,125...0,25 Вт, конденсаторы типа К10-17, диоды КД522, стабилитроны КС147, транзисторы КТ315 и КТ361. При этом прибор будет несколько больших габаритов, однако это никак не отразится на его технических характеристиках.

При настройке прибора прежде всего необходимо убедиться в правильности монтажа. Затем можно подать питание 5В на выводы 7 и 13 разъема и убедиться с помощью осциллографа в том, что работает кварцевый генератор - на выводах 4, 5 микроконтроллера должен быть сигнал частотой 10 МГц. Дальше необходимо загрузить в ПЗУ микроконтроллера микропрограмму. Это можно сделать двумя способами.

Первый - запрограммировать микроконтроллер с помощью любого стандартного программатора.

Второй - загрузить микропрограмму через СОМ порт с помощью программы comprg. Для этого необходимо подключить устройство к свободному СОМ порту и подать на выводы 7 и 13 разъема питание 5 В. Затем на компьютере запустить программу comprg. Если нет ошибок в монтаже, то микропрограмма будет загружена в память микроконтроллера.

Этот способ удобен тем, что микроконтроллер программируется без извлечения из схемы. После этого аппаратная часть виртуального частотомера готова к работе. С большинством компьютеров устройство может работать, получая питание от сигнальных цепей СОМ порта. Если компьютер имеет маломощный СОМ порт (при этом напряжение на выводе 20 микроконтроллера будет менее 4 В при установленных сигналах DTR и CTS), то необходимо будет соединить внутри компьютера вывод 13 разъема с цепью питания +5 В.

Управляющая программа работает под управлением ОС Windows 95...2000. Она реализует поддержку всех заявленных режимов измерения. Кроме этого, с ее помощью можно вести журнал измерений.



2. МАТРИЧНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Используемые при проверке и налаживании цифровой техники логические пробники и т. п. устройства рассчитаны, как правило, на проверку работы интегральных микросхем только одной логики и обычно не позволяют измерить временные параметры контролируемых импульсов.

Не всегда помогают делу и осциллографы, особенно при исследовании редко повторяющихся импульсов, поиске причин случайных сбоев в аппаратуре и т, п. От всех этих недостатков свободен импульсный матричный запоминающий осциллограф.

Осциллографом можно измерить размах импульсов в пределах 0,5...30 В, определить длительность импульсов с периодом следования от 1 мкс и более, их фронтов и спадов с погрешностью не более ±10%. Полоса пропускания прибора -- 0...20 МГц, входное сопротивление -- 1 МОм.

Генератор осциллографа работает в ждущем режиме и может быть синхронизирован как внутренним, так и внешним сигналом с частотой следования импульсов до 10 МГц и амплитудой ±2,5...10 В. Он формирует стробирующие импульсы восемнадцати калиброванных длительностей в пределах 0,1 мкс -- 50 мс, кратных 2, 5 и 10.

Предусмотрена плавная регулировка частоты повторения стробирующих импульсов. Потребляемая осциллографом мощность -- 12 Вт, его размеры -- 200Х152Х54 мм, масса --1,2 кг.

Прибор позволяет исследовать один импульсный сигнал по двум уровням или одновременно два сигнала по одному уровню каждый. Сигналы отображаются на дисплее, представляющем собой двухрядную матрицу светодиодов (по 16 в каждом ряду). Размах импульсов определяют по линейному индикатору, состоящему из 13 светодиодов.

Структурная схема осциллографа изображена на рис. 10, временные диаграммы работы и состояния дисплея и индикатора амплитуды -- на рис. 11 (полностью закрашенные кружки в индикаторах соответствуют ярко светящимся светодиодам, наполовину -- слабо светящимся, не закрашенные - не горящим).

Рис. 10. Структурная схема.

Рис. 11. Временные диаграммы: а -- для пояснения принципа работы осциллографа по структурной схеме, б -- при исследовании положительного сигнала по двум уровням, в -- при контроле двух отрицательных сигналов по одному уровню.

При контроле по двум уровням сигнал подают на гнездо “Вход 2”, переключатель SA4 устанавливают в положение “Совместно”. Его переводят в положение “Раздельно” в случае исследования по одному уровню двух сигналов, которые подают на гнезда “Вход 1” и “Вход 2”. Если необходимо, сигналы ослабляют входными делителями A3 и А4.

Предположим, что исследуется сигнал по двум уровням, как показано на рис. 11,а. Напряжения компарирования U верхнего и U нижнего устанавливают соответственно в компараторах верхнего (А2) и нижнего (А5) уровней. При превышении амплитудой входного сигнала установленных уровней на выходах компараторов появляются напряжения логической I. Так как переключатель SA4 находится в положении “Совместно”, выход компаратора А5 подключен к линейке триггеров DS1-- DS16 через инвертор DD3. Генератор 01 вырабатывает короткие стробирующие импульсы, которые поступают на дешифратор DD2, содержащий 16-разрядный счетчик и собственно дешифратор. Импульсы на выходах последнего возникают поочередно, один раз в каждый цикл, как показано на рис. 3,а. В результате в каждый триггер линейки DS1--DS16 записывается состояние компаратора в момент спада соответствующего стробирующего импульса. Выходы триггеров, запоминающих информацию о состоянии компаратора нижнего уровня А5, подключены к светодиодам нижнего ряда дисплея HL.1 (см. рис. 10). К светодиодам его верхнего ряда подсоединены выходы триггеров, запоминающих информацию о состоянии компаратора верхнего уровня А2.

На дисплее получается рисунок из светящихся светодиодов, соответствующий форме входного сигнала (см. рис. 11,а). Размах исследуемых импульсов наблюдают на индикаторе HL2.

Источник синхронизирующего сигнала выбирают переключателем SA3, его полярность -- переключателем SA2. Для изменения последней служит инвертор DD1, а для согласования с внешним источником синхронизирующих импульсов -- эмиттерный повторитель А1. Источник G2 вырабатывает необходимые напряжения питания. Принципиальная схема осциллографа представлена на рис. 12.

Рис.12.

Компаратор нижнего уровня собран на транзисторах VT6, VT9- VT11 и диодах VD42, VD43, VD46. Диоды VD42, VD43 ограничивают напряжение на затворе транзистора VT6 на уровнях ±5 В, определяемых стабилитронами VD40, VD41, что предохраняет компаратор от перегрузок. Переменным резистором R77 устанавливают напряжение на базе транзистора VT10 -- нижний уровень компарирования.

Если на гнездо XS3 поступает сигнал, напряжение которого больше этого уровня, транзистор VT9 открывается. Но так как ток через катушку L2 мгновенно измениться не может, ток транзистора протекает через туннельный диод VD46, и он переключается в состояние, в котором на нем падает большее напряжение.

На диоде формируется импульс с очень крутым франтом. Как только напряжение входного сигнала становится меньше нижнего уровня компарирования, транзистор VT9 закрывается и диод возвращается в исходное состояние.

Сформированный таким образом импульс управляет транзисторным ключом VT11. Аналогично работает и компаратор верхнего уровня (VT2--VT5, VD37-- VD39), устанавливаемого переменным резистором R53.

Индикатор амплитуды включает в себя линейку светодиодов (VD47-- VD59), ключи (VT12--VT23, VD60-- VD71). источник тока (VT24, VD72) и двухтактный эмиттерный повторитель (VT7, VT8, VD44, VD45).

Пока напряжение на движке подстроечного резистора R71 относительно эмиттера транзистора VT23 меньше 0,6...0,7 В, транзисторы VT12--VT23 закрыты, ток протекает через последовательно включенные диоды VD60-- VD71 и светодиод VD59 светится.

С повышением входного напряжения открывается транзистор VT23 и зажигается светодиод VD58, а светодиод VD59 гаснет.

При дальнейшем росте напряжения поочередно открываются остальные транзисторные ключи, загораются соответствующие им светодиоды, а предыдущие гаснут.

Таким образом, светящаяся точка на индикаторе перемещается до тех пор, пока не откроется транзистор VT12.

Понижение входного напряжения приводит к тому, что транзисторы поочередно закрываются, а светящаяся точка перемещается в противоположном направлении.

При поступлении на вход осциллографа периодического сигнала на индикаторе наблюдается светящаяся полоса (см. рис. 11,а).

Сопротивление подстроечного резистора R101 устанавливают таким, чтобы в отсутствие входного напряжения светился средний светодиод индикатора VD53.

При подаче на вход компаратора напряжения +3 В светится светодиод VD47, чего добиваются подстроечным резистором R71.

Эмиттерный повторитель узла синхронизации выполнен на транзисторе VT1. Диоды VD1 и VD2 защищают его от перегрузок. Элемент DD13.1 обеспечивает формирование, а DD1.4 -- изменение полярности синхронизирующих импульсов.

Дифференцирующая цепь C19R4 и инвертор DD1.1 образуют формирователь запускающего импульса, который переключает триггер на элементах DD1.2, DD1.3.

Уровень 1 на его выходе разрешает работу генератора стробирующих импульсов, собранного на микросхеме DD2. Их период следования определяется положением переключателя SA1, подключающим один из времязадающих конденсаторов С1 -С17, и движка переменного резистора R5; длительность задана элементами VD4 и R8. Эти импульсы поступают в двоичный счетчик DD3, и на выходах дешифратора поочередно появляется один отрицательный стробирующий импульс.

Каждый выход дешифратора через соответствующий “инвертор микросхем DD15--DD17 соединен с входами С одной из пар триггеров микросхем DD5-- DD12.

По фронту стробирующих импульсов состояния триггеров изменяются, а по спадам запоминаются в соответствии с логическим уровнем на их входах D в данный момент.

Так как входы D-триггеров, нагруженных светодиодами нижнего ряда дисплея (VD6, VD8, VD10 и т. д.), соединены с выходом элемента DD14.2, они запоминают состояние компаратора нижнего уровня. Элементы DD13.5, DD13.6, DD17.5 выравнивают время прохождения сигналов в узле синхронизации и компараторе.

Другие триггеры микросхем DD5--DD12 нагружены светодиодами верхнего ряда дисплея (VD5, VD7, VD9 и т. д.), а их входы D соединены с элементом DD14.1, выходное напряжение которого зависит от состояния компаратора верхнего уровня.

Как только на выходе =>15 счетчика DD3 появляется уровень 0 (в момент воздействия 16-го стробирующего импульса), триггер на элементах DD1.2, DD1.3 переключается в исходное состояние и осциллограф готов к следующему циклу работы. В результате триггеры микросхем DD5 -DD12 запоминают поступающий на вход осциллографа сигнал и на дисплее отображается его форма.

Для примера на рис. 11,б показана “осциллограмма” импульса положительной полярности амплитудой 3 В при компарировании по двум уровням (изображены штриховыми линиями) и соответствующие этому случаю временные диаграммы. В качестве синхронизирующего использован внешний сигнал.

При исследовании двух сигналов (каждый по одному уровню) триггеры микросхем DD5 -DD12 запоминают состояния соответствующих компараторов, и каждый ряд светодиодов дисплея отображает свои входные импульсы.

Этот режим работы иллюстрируется рис. 11,в, который соответствует случаю, когда на входы поданы сигналы отрицательной полярности (синхронизация -- также внешняя).

Стабилизаторы напряжений питания +10 и -- 10 В собраны на транзисторах VT25, VT26 и стабилитронах VD73, VD74 соответственно, напряжения +5 В -- на транзисторе VT27 и микросхеме DA1. Последний обеспечивает ток нагрузки до 1 А.

Катушки L1 и L2 (по 17 витков провода ПЭТВ 0,2) намотаны виток к витку на резисторах МЛТ-0,25 сопротивлением 200 Ом. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ 16Х20. Обмотка 1 содержит 2360 витков провода ПЭВ-1 0,12, II -- 300 витков провода ПЭВ-1 0,2 (отвод от середины). Ill -- 70 витков провода ПЭВ-1 0,5. Дроссели L3 и L4 - ДМ-0,15.

Для предотвращения случайного смещения ручек переменных резисторов установки уровней лицевая (верхняя) панель снабжена легкосъемной защитной крышкой.

При переноске и хранении сетевой шнур наматывают на корпус прибора, а вилку вставляют в специально предусмотренные гнезда на лицевой панели.

Переключатель синхронизации и сетевой предохранитель установлены на задней стенке прибора. В изображенном варианте осциллографа в качестве входных розеток “Вход I”, “Вход 2”, “Внешней синхронизации” применены малогабаритные гнезда, используемые в радиоприемниках для подключения головных телефонов, четвертое гнездо -- общий провод прибора. При налаживании прибора прежде всего по указанной выше методике устанавливают в соответствующие положения движки подстроечных резисторов R71, R101.

Резисторами R45 и R63 подстраивают нулевые значения шкал переменных резисторов установки уровней R53 и R77 соответственно. Для этого при замкнутых гнездах розеток “Вход I” и “Вход 2” переключатель SA4 устанавливают в положение “Раздельно”, а движки резисторов R53 и R77 -- напротив нулевых отметок.

Изменяя сопротивления резисторов R45 и R63, добиваются неустойчивого свечения дисплея. Далее градуируют шкалы переменных резисторов R53, R77 (через каждые 0,5 В), подавая на соответствующий вход стабилизированное напряжение от --3 до +3 В (переключатели входных делителей -- в положении “1:1”).

Затем движок переменного резистора R5 устанавливают в крайнее правое (по схеме) положение и измеряют периоды следования стробируюших импульсов. При необходимости подбирают соответствующие конденсаторы С1--С17. И наконец, градуируют безразмерные шкалы резистора R5.

При исследовании по двум уровням сигнал, как уже говорилось, подают на гнездо “Вход 2” (тумблер “Раздельно” -- “Совместно” переключают в положение “Совместно”).

Если его амплитуда заранее известна, движки переменных резисторов уровня и переключатель ослабления SA6 устанавливают в необходимые положения. Если же амплитуда сигнала неизвестна, то переключатель ослабления переводят сначала в положение “1:10” и по индикатору амплитуды определяют ее значение. Если она мала, переключатель ослабления устанавливают в положение “1:1”.

Далее переключателем “Время/дел.” и переменным резистором “Плавно” добиваются устойчивого “изображения” одного-двух импульсов и измеряют временные интервалы.

Если движок этого резистора находится в нижнем положении, то временной интервал равен произведению числа промежутков между светодиодами на показание переключателя “Время/дел”. Если же положение движка резистора другое, то показание переключателя определяет только порядок второго сомножителя и шкалу, по которой отсчитывают его значение.

Например, в положении переключателя “0,2” число, напротив которого установлен движок переменного резистора на шкале с наибольшим значением “2.0”, умножают на 0,1.

Для примера рассмотрим измерение временных параметров импульса, изображенного на рис. 3,а. Предположим, что переключатель “Время/дел” находится в положении “5 мкс”, а движок переменного резистора “Плавно” -- в нижнем положении.

Нетрудно видеть, что длительность импульса по верхнему уровню компарирования равна в данном случае 20 мкс (4 промежутка между светодиодами), а по нижнему -- 15 мкс (3 промежутка). Такова же (по 15 мкс) и длительность фронта и спада.

Для того чтобы обеспечить погрешность измерения, не превышающую ±10%, достаточно “растянуть” измеряемый интервал на половину длины дисплея, пользуясь переключателем “Время/ дел”, переменным резистором “Плавно” и переключателем полярности синхронизации.

При исследовании двух сигналов (тумблер “Раздельно” -- “Совместно” в положении “Раздельно”) их подают на гнезда “Вход 1” и “Вход 2”. Следует помнить, что при внутренней синхронизации генератор стробирующих импульсов управляется сигналом, поступающим на “Вход 2”. Затем устанавливают уровни компарирования, которые для удобства сопоставления сигналов следует брать одинаковыми (именно такой случай показан на рис. 11,в).

В осциллографе предусмотрена проверка калибровки компараторов. Для этого при отсутствии сигналов на входах нажимают на кнопку “Гашение” (тумблер “Раздельно” -- “Совместно” -- в положении “Раздельно”) и поочередно перемещают движки переменных резисторов уровня из одного крайнего положения в другое. О правильной работе компаратора судят по погасанию светодиодов соответствующего ряда дисплея при установке движка напротив нулевой отметки шкалы.



2.1 Осциллограф DSO 201

Осциллограф позволяет использовать карточки памяти MicroSD с файловой системой FAT16.

Модель DS0201 проста в использовании и имеет чувствительность до 10 мВ\деление и максимальное входное напряжение 80 В пп (при коэффициенте деления пробника Ч1).

Есть возможность обновления прошивки и установления USB-соединения.

Дисплей	2.8" TFT (65k, цветной LCD), 320 Ч 240
Полоса пропускания	1 МГц
Частота дискретизации	1M выборка/с с разрешением 12 бит
Глубина памяти	4096 точек
Чувствительность по горизонтали	1 нс/дел~10с/дел( 1-2-5 шагов)
Горизонтальное положение	регулируется указателем
Чувствительность по вертикали	10 мВ/дел~10В/дел (делитель Ч1 )
	0.5 В/дел~100 В/дел (делитель Ч1 )
Вертикальное положение	регулируется указателем
Входной импеданс	500 KОм
Максимальное входное напряжение	80 В пп (делитель Ч1)
Связь	DC
Режимы запуска	Авто, Нормальный, Одиночный, Отсутствует, Сканирование
Встроенный тестовый сигнал	10 Гц~1 МГц (1-2-5 шагов)
Хранение форм сигналов	SD-карта
Соединение с ПК через USB	как SD-кардридер
Апгрейд	в загрузчике "Bootloader" через USB
Источник питания	литиевый аккумулятор 3.7 В. Зарядка через USB
Габариты, мм	105Ч53Ч8
Вес, г	60



2.2 Осциллограф Velleman HPS10

чувствительность:	0,1 мВ
входной импеданс:	1 МОм/20 пФ для стандартного пробника
вертикальное разрешение:	8 бит
измерение истинных среднеквадратичных и пиковых значений
измерение мощности аудио сигнала в диапазоне сопротивлений	2, 4, 8, 19 или 32 Ом
АС измерения:	dB, dBV, dBm
DC+АС измерения:	DC, rms, dB, dBV, dBm
курсоры напряжения/времени
курсорные измерения частоты
LCD 64 x 128 точек с регулировкой контрастности
питание:	5 батарей типа АА (до 20 ч работы) или аккумулятор NiCd/NiMn
Частота дискретизации:	10 Мвыб/сек
Макс. входное напряжение:	200 В
Связь с компьютером:	нет
Потребляемая мощность:	нет данных
Габаритные размеры:	105 x 220 x 35 мм
Вес:	0.4 кг
Комплект поставки:	пробник PROBE60
Опции: адаптер 9	В/300 мА (PS905);
кожаный чехол	BAGHPS;
кейс	CASEHPS



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Осциллограф - второй по незаменимости прибор (после мультимера) в радиоэлектронике. По сути, представляет из себя «продвинутую» версию вольтметра. Только он позволяет не только замерить конкретное напряжение, но еще и проанализировать его форму. При помощи осциллографа можно достаточно быстро локализовать неисправность в схеме и принять меры по ее устранению

Сфера применения осциллографа чрезвычайно обширна. Возможность своими глазами увидеть поведение электрического сигнала может многократно ускорить диагностику, а соответственно, и ремонт практически любого прибора.

С помощью осциллографа можно:

o Определить напряжение и временные параметры сигнала, высчитать частоту;

o Наблюдать форму сигнала и сделать выводы о его природе;

o Отслеживать искажения сигнала на определенных участках цепи;

o Определять сдвиг фаз;

o Определить соотношение полезного сигнала и шума, а также выяснить характер шума.

Выбирая осциллограф, следует в первую очередь отталкиваться от того, какие именно измерения вы собираетесь с помощью него производить.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Е. Музыченко , Программные анализаторы спектра : Радиохобби №6,1998, стр.32. Радиохобби №1, 1999, стр. 38 .

2. Е. Музыченко, Программные генераторы звуковых сигналов : Радиохобби №5, 1998, стр. 32.

3. http://www.tiepie.nl

4. http://www.rudshel.ru

5. П.Гёлль, Как превратить компьютер в измерительный комплекс. Серия "В помощь радиолюбителю», ДМК, 144с.

6. http://www.a1mel.com

7. http://www.hut.fi/Misc/Eiectronics/circuits/rspower.html

8. В. Сергеев г. Пинск, Брестской обл. РАДИО № 3, 1986 г. с.42-45.

Размещено на Allbest.ru