Het is geen geheim dat beginnende radioamateurs niet altijd dure meetapparatuur bij de hand hebben. Bijvoorbeeld een oscilloscoop, die zelfs op de Chinese markt het meest is goedkoop model kost ongeveer enkele duizenden.
Soms is voor reparaties een oscilloscoop nodig diverse schema's, het controleren van de vervorming van de versterker, het instellen van audioapparatuur, enz. Heel vaak wordt een laagfrequente oscilloscoop gebruikt om de werking van sensoren in een auto te diagnosticeren.
In dit geval zal het je helpen de eenvoudigste oscilloscoop gemaakt van die van jou persoonlijke computer. Nee, uw computer hoeft op geen enkele manier te worden gedemonteerd en aangepast. Het enige wat je hoeft te doen is de console – een verdeler – te solderen en via de audio-ingang op de pc aan te sluiten. En om de signaalset weer te geven speciale software. Binnen enkele tientallen minuten beschikt u over uw eigen oscilloscoop, die wellicht geschikt is voor het analyseren van signalen. Overigens kunt u niet alleen een desktop-pc gebruiken, maar ook een laptop of netbook.
Natuurlijk is zo'n oscilloscoop nauwelijks te vergelijken met een echt apparaat, omdat hij een klein frequentiebereik heeft, maar in het huishouden is het een heel handig ding om de output van een versterker, verschillende rimpelingen van voedingen, enz. te bekijken.

Settopbox-diagram

Ben het ermee eens dat het circuit ongelooflijk eenvoudig is en niet veel tijd kost om te monteren. Dit is een verdeler: een begrenzer die de geluidskaart van uw computer beschermt tegen gevaarlijke spanning die per ongeluk in de ingang terecht kan komen. De deler kan 1, 10 of 100 zijn. Een variabele weerstand past de gevoeligheid van het hele circuit aan. De settopbox wordt aangesloten op de lineaire ingang geluidskaart PC.

Het monteren van de console

Je kunt een accubak nemen zoals ik deed, of een andere plastic behuizing.

Software

Het oscilloscoopprogramma visualiseert het signaal dat wordt toegepast op de geluidskaartingang. Ik bied je twee opties aan om te downloaden:
1) Eenvoudig programma zonder installatie met een Russische interface, downloaden.

(downloads: 7523)

2) En de tweede met installatie, je kunt deze downloaden -.

Welke je moet gebruiken, is aan jou. Neem en installeer beide, en kies dan.
Als je al een microfoon hebt geïnstalleerd, kun je na het installeren en starten van het programma observeren geluidsgolven die de microfoon binnenkomen. Het betekent dat alles in orde is.
Voor de settopbox zijn geen stuurprogramma's meer nodig.
We sluiten de settopbox aan op de lineaire- of microfooningang van de geluidskaart en gebruiken deze voor de goede orde.

Als je nog nooit in je leven ervaring hebt gehad met het werken met een oscilloscoop, dan raad ik je oprecht aan dit zelfgemaakte product te herhalen en met zo'n virtueel instrument te werken. De ervaring is zeer waardevol en interessant.

Virtuele oscilloscoop RadioMaster stelt je in staat om te verkennen variabele spanning V geluidsbereik frequenties: van 30..50 Hz tot 10..20 KHz op twee kanalen met een amplitude van enkele millivolt tot tientallen volt. Zo'n apparaat heeft voordelen ten opzichte van een echte oscilloscoop: je kunt er eenvoudig de amplitude van signalen mee bepalen, oscillogrammen in opslaan grafische bestanden. Het nadeel van het apparaat is het onvermogen om de DC-component van de signalen te zien en te meten.

Het instrumentenpaneel bevat bedieningselementen die typerend zijn voor echte oscilloscopen speciale middelen instellingen en knoppen voor het werken in de golfvormopslagmodus. Alle paneelelementen zijn voorzien van pop-upopmerkingen, zodat u ze gemakkelijk kunt begrijpen. De opmerkingen tussen haakjes geven toetsen aan die de bedieningselementen op het scherm dupliceren.

We zullen ons specifiek alleen concentreren op de Y-kalibratie (spanning), die moet worden uitgevoerd na het aansluiten van de kabel die u hebt gemaakt. Breng een signaal met bekende amplitude van een gemeenschappelijke bron aan op beide ingangen van het apparaat (bij voorkeur een sinusgolf met een frequentie van 500..2000 Hz en een amplitude iets onder de ontwerplimiet), voer de bekende amplitudewaarde in millivolt in en druk op Enter en de oscilloscoop is gekalibreerd. De initiële kalibratie van het programma gebeurt met een bepaalde kabel die overeenkomt met het gegeven diagram.

Het programma onthoudt alle instellingen en instellingen en herstelt deze de volgende keer dat je hem aanzet.

De kenmerken van de oscilloscoop hangen grotendeels af van de parameters van de geluidskaart van uw computer. Bij oudere type kaarten, die een bemonsteringsfrequentie hebben van maximaal 44,1 kHz, is het frequentiebereik van het apparaat dus van bovenaf beperkt. Gebruik de sample rate-schakelaar op het paneel om uw geluidskaart uit te proberen en de hoogst mogelijke waarde te bereiken. Al bij 96 kHz kunnen signalen tot 20 kHz met vertrouwen worden bekeken.

De ADC-bitgrootte is ingesteld op 16, wat een redelijk hoge nauwkeurigheid garandeert.

Het door de oscilloscoop gemeten spanningsbereik wordt bepaald door resistieve verdelers die op de kabel zijn gemonteerd (zie diagram). Wanneer R1 = 0, wordt alle spanning geleverd ADC-ingang geluidskaart, hierdoor kunnen signalen met een amplitude van maximaal 500..600 mV zonder vervorming worden bekeken. Bij gebruik van weerstanden met de in het diagram aangegeven waarden wordt een spanningsbereik tot 25 V verkregen, wat meestal voldoende is in de amateurpraktijk.

Als uw geluidskaart dit niet heeft lijningang, gebruik dan de microfooningang, maar er gaat één oscilloscoopkanaal verloren. Vergeet niet de geselecteerde geluidskaartingang op te geven Windows-installaties. Zet de bijbehorende volumeregelaar op de maximale stand, de balansregelaar op de neutrale stand.

Voor vragen en suggesties kunt u contact opnemen met: [e-mailadres beveiligd]

****************************************************************************************

P O P U L A R N O E:

Om op internet te werken heeft u een programma nodig: een browser.

U kunt internet gebruiken op uw computer met standaard Opera, maar op uw telefoon is het handiger om Opera Mini te gebruiken.

Opera Mini is een van 's werelds populairste browsers die uitstekend werkt op vrijwel elke telefoon.

Het is voor elke radioamateur moeilijk om zijn laboratorium voor te stellen zonder zo'n belangrijk instrument meetinstrument zoals een oscilloscoop. En inderdaad, zonder speciaal gereedschap, waarmee u de signalen die in het circuit werken, kunt analyseren en meten, waardoor u de modernste kunt repareren elektronische apparaten onmogelijk.

Aan de andere kant zijn de kosten van deze apparaten vaak hoger budget mogelijkheden gewone consument, wat hem dwingt te zoeken alternatieve opties of maak een oscilloscoop met je eigen handen.

Opties om het probleem op te lossen

In de volgende gevallen kunt u de aanschaf van dure elektronische producten vermijden:

• Het gebruik van een ingebouwde geluidskaart (SC) in een pc of laptop voor deze doeleinden;
• Met uw eigen handen een USB-oscilloscoop maken;
• Verfijning van een gewone tablet.

Elk van de hierboven genoemde opties, waarmee u met uw eigen handen een oscilloscoop kunt maken, is niet altijd van toepassing. Voor volwaardig werk Bij onafhankelijk gemonteerde aanbouwdelen en modules moet aan de volgende voorwaarden worden voldaan:

• De toelaatbaarheid van bepaalde beperkingen op de gemeten signalen (bijvoorbeeld door hun frequentie);
• Ervaring met het omgaan met complexe elektronische schakelingen;
• Mogelijkheid tot wijziging van de tablet.

Met name een oscilloscoop van een geluidskaart maakt het dus niet mogelijk oscillerende processen te meten met frequenties buiten het werkbereik (20 Hz - 20 kHz). En om een ​​USB-settopbox voor een pc te maken, heb je enige ervaring nodig met het assembleren en configureren van complexe elektronische apparaten (zoals bij het aansluiten op een gewone tablet).

Opmerking! De optie waarbij het mogelijk is om met de eenvoudigste aanpak een oscilloscoop van een laptop of tablet te maken, komt neer op het eerste geval, waarbij gebruik wordt gemaakt van een ingebouwde stroomonderbreker.

Laten we eens kijken hoe elk van de bovenstaande methoden in de praktijk wordt geïmplementeerd.

Gebruik van PO

Om deze methode voor het verkrijgen van een afbeelding te implementeren, moet u een kleine bijlage maken, bestaande uit slechts een paar die voor iedereen beschikbaar zijn elektronische componenten. Het diagram is te vinden in de onderstaande afbeelding.

Het belangrijkste doel van een dergelijke elektronische keten is om te zorgen voor een veilige toegang van een extern signaal dat wordt bestudeerd naar de ingang van de ingebouwde geluidskaart, die zijn eigen heeft analoog-digitaalomzetter(ADC). Daarin gebruikt halfgeleiderdiodes garanderen dat de signaalamplitude beperkt is tot een niveau van niet meer dan 2 Volt, en een verdeler gemaakt van in serie geschakelde weerstanden maakt het mogelijk spanningen met grote amplitudewaarden aan de ingang te leveren.

Een draad met een stekker van 3,5 mm aan het passende uiteinde wordt aan de uitgangszijde met weerstanden en diodes aan de plaat gesoldeerd, die in de contactdoos van de stroomonderbreker wordt gestoken, genaamd "Lineaire ingang". Het onderzochte signaal wordt aan de ingangsklemmen geleverd.

Belangrijk! De lengte van het verbindingssnoer moet zo kort mogelijk zijn om minimale signaalvervorming te garanderen bij zeer lage gemeten niveaus. Het wordt aanbevolen om als dergelijke connector een tweeaderige draad in een koperen vlecht (afscherming) te gebruiken.

Hoewel de frequenties die door een dergelijke begrenzer worden doorgegeven zich in het lage frequentiebereik bevinden, helpt deze voorzorgsmaatregel de kwaliteit van de transmissie te verbeteren.

Programma voor het verkrijgen van oscillogrammen

Naast de technische uitrusting moet u, voordat u met metingen begint, de nodige voorbereidingen treffen software(software). Dit betekent dat u op uw pc een van de hulpprogramma's moet installeren die speciaal zijn ontworpen voor het verkrijgen van een oscillogrambeeld.

Zo is het binnen een uur of iets langer mogelijk om omstandigheden te creëren voor het bestuderen en analyseren van elektrische signalen met behulp van een stationaire pc (laptop).

Finalisatie van de tablet

Met behulp van de ingebouwde kaart

Om zich aan te passen gewone tablet Om oscillogrammen te maken, kunt u de eerder beschreven verbindingsmethode met de audio-interface gebruiken. In dit geval zijn bepaalde problemen mogelijk, omdat de tablet geen discrete lijningang voor een microfoon heeft.

Dit probleem kan als volgt worden opgelost:

• U moet een headset van uw telefoon halen, die een ingebouwde microfoon moet hebben;
• Vervolgens moet u de bedrading (pinout) van de ingangsterminals op de tablet die voor de verbinding wordt gebruikt, verduidelijken en vergelijken met de overeenkomstige contacten op de hoofdtelefoonstekker;
• Als ze overeenkomen, kun je de signaalbron veilig aansluiten in plaats van een microfoon, met behulp van de eerder besproken bijlage over diodes en weerstanden;
• Ten slotte hoeft u het alleen nog maar op uw tablet te installeren. speciaal programma, geschikt voor het analyseren van het signaal microfoon ingang en geef de grafiek ervan op het scherm weer.

Voordelen deze methode Aansluiten op een computer is eenvoudig te implementeren en goedkoop. De nadelen zijn onder meer het kleine bereik van de gemeten frequenties, evenals het ontbreken van 100% veiligheidsgarantie voor de tablet.

Deze tekortkomingen kunnen worden ondervangen door het gebruik van speciale elektronische settopboxen die zijn verbonden via een Bluetooth-module of via een Wi-Fi-kanaal.

Zelfgemaakt opzetstuk voor Bluetooth-module

Verbinding via Bluetooth wordt uitgevoerd met behulp van een afzonderlijke gadget, een settopbox met een ingebouwde ADC-microcontroller. Vanwege het gebruik onafhankelijk kanaal bij het verwerken van informatie is het mogelijk om de bandbreedte van verzonden frequenties uit te breiden tot 1 MHz; in dit geval de waarde ingangssignaal kan 10 Volt bereiken.

Extra informatie. Het actiebereik van zo'n zelfgemaakt opzetstuk kan 10 meter bedragen.

Niet iedereen kan zo'n converterapparaat echter thuis monteren, wat het bereik van gebruikers aanzienlijk beperkt. Voor iedereen die er nog niet klaar voor is eigen productie consoles is het mogelijk om een ​​afgewerkt product te kopen, dat sinds 2010 gratis te koop is.

De bovenstaande kenmerken kunnen geschikt zijn voor een huismonteur die niet erg complexe laagfrequente apparatuur repareert. Voor arbeidsintensievere reparatiewerkzaamheden kunnen professionele converters met een bandbreedte tot 100 MHz nodig zijn. Deze mogelijkheden kunnen worden geleverd door een Wi-Fi-kanaal, aangezien de snelheid van het gegevensuitwisselingsprotocol in dit geval onvergelijkbaar hoger is dan bij Bluetooth.

Set-top-oscilloscopen met datatransmissie via Wi-Fi

De mogelijkheden voor het verzenden van digitale gegevens via dit protocol worden aanzienlijk uitgebreid doorvoer meetapparatuur. Werken aan dit principe en vrij verkochte settopboxen doen qua eigenschappen niet onder voor sommige voorbeelden van klassieke oscilloscopen. De kosten ervan worden echter ook verre van aanvaardbaar geacht voor gebruikers met een gemiddeld inkomen.

Concluderend merken we op dat, rekening houdend met de bovenstaande beperkingen, de Wi-Fi-verbindingsoptie ook slechts voor een beperkt aantal gebruikers geschikt is. Voor degenen die besluiten deze methode achterwege te laten, raden we u aan te proberen een digitale oscilloscoop samen te stellen die dezelfde kenmerken biedt, maar dan aangesloten op een USB-ingang.

Deze optie is ook erg moeilijk te implementeren, dus voor degenen die niet helemaal zeker zijn van hun capaciteiten, zou het verstandiger zijn om een ​​kant-en-klare USB-settopbox aan te schaffen die in de handel verkrijgbaar is.

Video

Het is de moeite waard om uit te zoeken waarom het überhaupt nodig is. Een elektronische oscilloscoop wordt zowel in de productie als thuis gebruikt. Het belangrijkste doel is werkanalyse elektronische schakelingen. Het zal de fout in bepalen elektrische circuits, zal het binnenkomende potentieel meten, bescherming creëren en het beheer van alles garanderen technologische processen en zal geen niet-functionele stilstand van elektrische apparatuur toestaan.

Het apparaat monteren - wat is nodig?

Al het montagewerk komt neer op het maken van een verzwakker, d.w.z. spanningsdeler, waarmee u een bepaald spanningsbereik kunt regelen. Een andere functie is het beschermen van de invoer tegen frequente schommelingen en veranderingen elektrische stroom.

Je zal nodig hebben:

Bereken de hoeveelheid geheugen die u nodig heeft. De geheugencapaciteit is gelijk aan de verhouding van de tijdsperiode in seconden tot de resolutie in seconden. Een groter geheugen zal de reactie van de oscilloscoop op uw acties en op veranderingen in het ingangssignaal aanzienlijk vertragen.

Denk na over de opstartmogelijkheden van het apparaat. In de meeste gevallen is triggeren aan de voorzijde voldoende. Zoek voor uw complexe taken naar extra functies bij de lancering. Bijvoorbeeld getriggerd door een combinatie van logische statussen over apparaatkanalen heen.

Een oscilloscoopapparaat, waarvan de naam als volgt uit twee talen is vertaald - "swing" uit het Latijn en "write" uit het Oudgrieks - is een apparaat dat is ontworpen en ontworpen om de parameters te bestuderen van een elektrisch signaal dat naar de ingangspoort of op een speciale tape.

Toepassingsgebied van oscilloscopen

Met moderne apparaten kunnen specialisten signalen op gigahertz-frequenties bestuderen. Daarom is het belangrijkste toepassingsgebied van een oscilloscoop de radio-elektronica, evenals de toegepaste, laboratorium- en onderzoeksgebieden. Daarin kunnen specialisten die het apparaat gebruiken, passerende elektrische signalen direct en direct of via monitoren en bestuderen extra apparaten en omgeving naar de bevestigingssensoren. Deze laatste transformeren op hun beurt de ontvangen invloeden in elektrisch signaal of radiogolven.

Bovendien worden speciale oscilloscopen met een blok voor het selecteren van individuele lijnen gebruikt als het nodig is om periodieke of operationele monitoring van indicatoren in televisie-uitzendsystemen uit te voeren.

Overigens werd het oscilloscoopapparaat in 1893 uitgevonden door de Franse natuurkundige Andre Blondel, die op de volgende manier zijn bijdrage aan de wetenschap leverde. In 1893 kon Blondel het probleem van integrale synchronisatie in de theorie van Cornu oplossen, en de bifilaire oscilloscoop die hij uitvond was krachtiger en kon de klassieke oscilloscoop in 1891 vervangen. Al in 1894 introduceerde de natuurkundige het concept van ‘lumen’ en andere meeteenheden, en in 1899 publiceerde hij een werk over de basistheorieën van twee ankerreacties.

Principe van oscilloscoopclassificatie

Apparaten van dit type zijn onderverdeeld in twee categorieën op basis van hun doel en de methode voor het weergeven van meetinformatie: apparaten met periodiek scannen voor het observeren van het signaal dat op het scherm verschijnt, en apparaten met continu scannen, ontworpen om de curve vast te leggen, maar dan op een fotografische band.

Er zijn verschillen tussen oscilloscopen in de manier waarop ze het ingangssignaal verwerken: analoog en digitaal. Er zijn ook verschillen in het aantal stralen in de apparaten - enkele straal, dubbele straal, drie straal en andere - tot 16 stralen of zelfs meer (de laatste is natuurlijk de zeldzaamste).

Op hun beurt zijn apparaten met periodiek scannen onderverdeeld in conventioneel of universeel, hoge snelheid, met een geheugenfunctie en gespecialiseerd. Er zijn ook oscilloscopen ontworpen die in combinatie met andere meetinstrumenten (bijvoorbeeld een multimeter) worden genoemd soortgelijke apparaten scolimeter-oscilloscopen.

De vorige keer hebben we alle radio-elementen op de printplaat van de DSO138 digitale oscilloscoop gemonteerd. Laten we nu de montage ervan voltooien en produceren initiële setup en prestatiecontrole.

Je zal nodig hebben

• - Set met digitale oscilloscoop DSO138;
• - multimeter;
• - voeding 8-12 V;
• - pincet;
• - schroevendraaier voor kleine klusjes;
• - soldeerbout;
• - soldeer en vloeimiddel;
• - aceton of benzine.

Instructies

Soldeer eerst een draadlus van 0,5 mm dik in de connectorgaten J2. Dit is de pin voor de zelftestsignaaluitvoer van de oscilloscoop.
Hierna kortsluiten we de jumpercontacten met een soldeerbout en soldeer JP3.

Laten we eens kijken naar het TFT LCD-schermbord. Je moet 3-pins headers vanaf de onderkant van het bord solderen. Twee kleine tweepolige connectoren en één dubbele rij 40-pins connector.
We zijn bijna klaar met de montage. Maar haast je niet om de soldeerbout weg te leggen, we hebben hem een ​​tijdje niet nodig.

Nu is het raadzaam om het bord te wassen met aceton, benzine of op een andere manier om sporen van vloeimiddel te verwijderen. Als we de plank wassen, moet je hem volledig laten drogen, dit is erg belangrijk!
Sluit hierna de stroombron aan op het bord en meet de spanning tussen aarde en punt TP22. Als de spanning ongeveer 3,3 volt is, dan heb je alles goed gesoldeerd, gefeliciteerd! Nu moet u de stroombron uitschakelen en de jumpercontacten kortsluiten met soldeer JP4.

Nu kunt u een LCD-scherm op de oscilloscoop aansluiten door de pinnen uit te lijnen met de aansluitingen erop printplaat oscilloscoop.
Sluit de voeding aan op de oscilloscoop. Het display moet oplichten en de LED moet twee keer knipperen. Vervolgens verschijnt het logo van de fabrikant een paar seconden op het scherm en opstartinformatie. Hierna komt de oscilloscoop in de bedrijfsmodus.

Laten we de sonde aansluiten op de BNC-connector van de oscilloscoop en de eerste test uitvoeren. Zonder de zwarte draad van de sonde ergens op aan te sluiten, raakt u de rode draad met uw hand aan. Er zou een signaal van uw hand op het oscillogram moeten verschijnen.

Laten we nu de oscilloscoop kalibreren. Sluit de rode sondekabel aan op de zelftestsignaallus en laat de zwarte kabel los. Schakelaar SEN1 zet het in positie "0.1V", SEN2 om "X5" te positioneren, en CPL- naar de stand "AC" of "DC". Met behulp van de tactknop SEL verplaats de cursor naar de tijdmarkering en gebruik de knoppen “+” en “-” om de tijd in te stellen op “0,2 ms”, zoals in de illustratie. Op het oscillogram zou een mooie blokgolf zichtbaar moeten zijn. Als de randen van de pulsen afgerond zijn of scherpe pieken aan de randen hebben, moet u de condensator met een schroevendraaier draaien C4, om ervoor te zorgen dat de signaalpulsen zo dicht mogelijk bij rechthoekig mogelijk worden.

Schakelaars worden gebruikt om de gevoeligheid te regelen SEL1 En SEL2. De eerste van hen vraagt een basisniveau van spanning, de tweede is de vermenigvuldiger. Als u de schakelaars bijvoorbeeld in de posities "0,1V" en "X5" zet, zal de verticale schaalresolutie 0,5 volt per cel zijn.
Knop SEL Wordt gebruikt om door schermelementen te navigeren die kunnen worden aangepast. Het geselecteerde element wordt geconfigureerd met behulp van de knoppen + En - . Elementen voor het instellen zijn: sweeptijd, triggermodus, triggerflankselectie, triggerniveau, beweging langs de horizontale as van het oscillogram, beweging van de as verticaal.
Ondersteunde bedrijfsmodi: automatisch, normaal en enkelvoudig. Automatische modus geeft het signaal continu weer op het oscilloscoopscherm. Bij normale modus er wordt een signaal afgegeven wanneer de door de trigger ingestelde drempel wordt overschreden. De Single Shot-modus geeft een signaal af wanneer de trigger voor de eerste keer wordt afgevuurd.
Knop OK Hiermee kunt u de sweep stoppen en de huidige golfvorm op het scherm houden.
Knop RESET reset en herstart de digitale oscilloscoop.
Een handige functie van de DSO138-oscilloscoop is de weergave van signaalinformatie: frequentie, periode, duty-cycle, piek-tot-piek, gemiddelde spanning, etc. Om deze te activeren, houdt u de knop 2 seconden ingedrukt OK.
De oscilloscoop kan de huidige golfvorm opslaan in een niet-vluchtig geheugen. Om dit te doen, drukt u tegelijkertijd op SEL En + . Om een ​​opgeslagen oscillogram op het scherm weer te geven, drukt u op SEL En - .

Bronnen:

• Oscilloscoop DSO138-apparaat en accessoires daarvoor

Delen naar:
Speciaal voor beginnende radioamateurs!

Hoe u de eenvoudigste adapter voor een softwarematige virtuele oscilloscoop monteert, geschikt voor gebruik bij het repareren en configureren van audioapparatuur.

Over virtuele oscilloscopen.

Ik had ooit een oplossingsidee: verkoop een analoge oscilloscoop en koop een digitale USB-oscilloscoop om deze te vervangen. Maar nadat ik over de markt had rondgewandeld, ontdekte ik dat de meeste goedkope oscilloscopen "beginnen" bij $ 250, en de recensies erover zijn niet erg goed. Serieuzere apparaten kosten meerdere keren meer.

Dus besloot ik mezelf te beperken tot een analoge oscilloscoop, en om een ​​diagram voor de site te maken, gebruik makend van een virtuele oscilloscoop.

Ik heb verschillende software-oscilloscopen van het netwerk gedownload en geprobeerd iets te meten, maar er kwam niets goeds uit, omdat het ofwel niet mogelijk was om het apparaat te kalibreren, ofwel de interface niet geschikt was voor screenshots.

Ik had deze kwestie al laten varen, maar toen ik op zoek was naar een programma om de frequentierespons te meten, kwam ik het softwarepakket “AudioTester” tegen. Ik vond de analysator uit deze kit niet leuk, maar de Osci-oscilloscoop (hierna zal ik hem "AudioTester" noemen) bleek precies goed te zijn.
Dit apparaat heeft een interface die lijkt op een conventionele analoge oscilloscoop, en het scherm heeft een standaardraster waarmee u de amplitude en duur kunt meten.

De nadelen zijn onder meer enige instabiliteit van het werk. Het programma loopt soms vast (wanneer er meerdere processen tegelijkertijd actief zijn) en om het te resetten moet je hulp inroepen Taakbeheer. Maar dit wordt allemaal gecompenseerd vertrouwde interface, gebruiksgemak en sommige heel handige functies, die ik in geen enkel ander programma van dit type heb gezien.

Aandacht!

Het AudioTester-softwarepakket bevat een laagfrequente generator. Ik raad het gebruik ervan niet aan, omdat het probeert het stuurprogramma van de geluidskaart zelf te beheren, wat kan resulteren in gedempt geluid als het op XP draait. Als u besluit het te gebruiken, zorg dan voor een herstelpunt of een back-up van het besturingssysteem. Maar het is beter om een ​​normale generator te downloaden van "Aanvullende materialen".

Een andere interessant programma virtuele oscilloscoop "Avangrad" schreef onze landgenoot O.L.
Dit programma heeft niet het gebruikelijke meetraster en het scherm is te groot om screenshots te maken, maar heeft wel een ingebouwde voltmeter amplitude waarden en een frequentiemeter, die het bovengenoemde nadeel gedeeltelijk compenseert.
Mede doordat bij lage signaalniveaus zowel de voltmeter als de frequentiemeter flink gaan liegen.
Voor een beginnende radioamateur die niet gewend is diagrammen in Volt en milliseconden per divisie waar te nemen, kan deze oscilloscoop echter prima geschikt zijn. Ander nuttige eigenschap Avangard-oscilloscoop – de mogelijkheid om de twee bestaande schalen van de ingebouwde voltmeter onafhankelijk te kalibreren.

Ik zal het dus hebben over het bouwen van een meetoscilloscoop op basis van de AudioTester- en Avangard-programma's. Uiteraard heb je naast deze programma's ook een eventuele ingebouwde of losse, meest budget-audiokaart nodig.

Eigenlijk komt al het werk neer op het maken van een spanningsdeler (verzwakker) die een breed scala aan gemeten spanningen zou kunnen bestrijken. Een andere functie van de voorgestelde adapter is het beschermen van de ingang van de geluidskaart tegen schade wanneer hoge spanning in contact komt met de ingang.

Technische gegevens en reikwijdte.

Omdat er in de ingangscircuits van de geluidskaart een isolatiecondensator zit, kan de oscilloscoop alleen gebruikt worden met “ afgesloten entree" Dat wil zeggen dat alleen de variabele component van het signaal op het scherm kan worden waargenomen. Met enige vaardigheid kunt u echter met de AudioTester-oscilloscoop ook het niveau van de DC-component meten. Dit kan bijvoorbeeld handig zijn als de afleestijd van de multimeter het niet mogelijk maakt om de amplitudewaarde van de spanning op een condensator te registreren die via een grote weerstand wordt opgeladen.
De ondergrens van de gemeten spanning wordt begrensd door het ruisniveau en achtergrondniveau en bedraagt ​​ongeveer 1 mV. De bovengrens wordt alleen beperkt door de parameters van de verdeler en kan honderden volt bereiken.
frequentiebereik beperkt door de mogelijkheden van de geluidskaart en voor budget audiokaarten is: 0,1 Hz... 20 kHz voor hoogwaardige "Sound Blaster"-types van 0,1 Hz... 41 kHz (voor een sinusgolfsignaal). Natuurlijk hebben we het over een nogal primitief apparaat, maar bij gebrek aan een geavanceerder apparaat zou dit goed kunnen werken.
Het apparaat kan helpen bij het repareren van audioapparatuur of kan worden gebruikt voor educatieve doeleinden, zeker als het wordt aangevuld virtuele generator LF. Bovendien is het met behulp van een virtuele oscilloscoop eenvoudig om een ​​diagram op te slaan om welk materiaal dan ook te illustreren, of om op internet te plaatsen.

Elektrisch schema van de hardware van de oscilloscoop.

De tekening toont het hardwaregedeelte van de oscilloscoop - "Adapter".
Om een ​​tweekanaals-oscilloscoop te bouwen, moet je dit circuit dupliceren. Het tweede kanaal kan handig zijn voor het vergelijken van twee signalen of voor het aansluiten van externe synchronisatie. Dit laatste is beschikbaar in AudioTester.
Weerstanden R1, R2, R3 en Rin. – spanningsdeler (verzwakker).
De waarden van weerstanden R2 en R3 zijn afhankelijk van de gebruikte virtuele oscilloscoop, of beter gezegd van de schalen die deze gebruikt. Maar aangezien de "AudioTester" een deelprijs heeft die een veelvoud is van 1, 2 en 5, en de "Avangard" een ingebouwde voltmeter heeft met slechts twee schalen die met elkaar zijn verbonden door een verhouding van 1:20, gebruik dan een adapter geassembleerd volgens het bovenstaande zou het circuit in beide gevallen geen overlast moeten veroorzaken.
De ingangsimpedantie van de verzwakker bedraagt ​​ongeveer 1 megohm. Op een goede manier zou deze waarde constant moeten zijn, maar het ontwerp van de verdeler zou ernstig gecompliceerd zijn.
Condensatoren C1, C2 en C3 egaliseren de amplitude-frequentierespons van de adapter.
Zenerdiodes VD1 en VD2 beschermen, samen met weerstanden R1, de lineaire ingang van de geluidskaart tegen schade in het geval dat er per ongeluk hoge spanning op de adapteringang terechtkomt wanneer de schakelaar in de 1:1-positie staat.
Ik ben het ermee eens dat het gepresenteerde schema niet elegant is. Maar dit circuit ontwerp laat het meeste toe op een eenvoudige manier bereik wijde selectie gemeten spanningen bij gebruik van slechts enkele radiocomponenten. De verzwakker, gebouwd volgens klassiek schema, zou het gebruik van weerstanden met een hoge megaohm vereisen, en zo ingangsimpedantie zou te aanzienlijk veranderen bij het schakelen tussen bereiken, wat het gebruik van standaard oscilloscoopkabels met een ingangsimpedantie van 1 mOhm zou beperken.

Bescherming tegen de "dwaas".

Om de lineaire ingang van de geluidskaart te beschermen tegen onbedoelde hoge spanning, zijn zenerdiodes VD1 en VD2 parallel aan de ingang geïnstalleerd.

Weerstand R1 beperkt de stroom van de zenerdiodes tot 1 mA, bij een spanning van 1000 Volt aan de 1:1 ingang.
Als je echt van plan bent een oscilloscoop te gebruiken om spanningen tot 1000 Volt te meten, dan kun je als weerstand R1 MLT-2 (twee watt) of twee MLT-1 (één watt) weerstanden in serie installeren, aangezien de weerstanden niet van elkaar verschillen. alleen qua vermogen, maar ook volgens de maximaal toegestane spanning.
Condensator C1 moet ook een maximum hebben toegestane spanning 1000 Volt.

Een kleine verduidelijking van het bovenstaande. Soms wil je kijken naar een variabele component met een relatief kleine amplitude, die toch een grote constante component heeft. In zulke gevallen moet je er rekening mee houden dat je op het scherm van een oscilloscoop met gesloten ingang alleen de wisselspanningscomponent ziet.
De afbeelding laat zien dat bij een constante component van 1000 volt en een schommeling van de variabele component van 500 volt, maximale spanning toegepast op de ingang zal 1500 Volt zijn. Hoewel we op het oscilloscoopscherm alleen een sinusgolf zullen zien met een amplitude van 500 Volt.

Hoe te meten uitgangsimpedantie lijnuitgang?

U kunt deze paragraaf overslaan. Het is ontworpen voor liefhebbers van kleine details.
De uitgangsimpedantie (uitgangsimpedantie) van een lijnuitgang die is ontworpen om telefoons (hoofdtelefoons) aan te sluiten, is te laag om een ​​significante invloed te hebben op de nauwkeurigheid van de metingen die we in de volgende paragraaf zullen uitvoeren.
Dus waarom de uitgangsimpedantie meten?
Omdat we een virtuele laagfrequente signaalgenerator zullen gebruiken om de oscilloscoop te kalibreren, zal de uitgangsimpedantie gelijk zijn aan de uitgangsimpedantie van de Line Out van de geluidskaart.
Door ervoor te zorgen dat de uitgangsimpedantie laag is, kunnen we dit voorkomen grove fouten bij het meten van de ingangsimpedantie. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat deze fout, zelfs onder de slechtste omstandigheden, groter zal zijn dan 3...5%. Eerlijk gezegd is het nog minder mogelijke fout afmetingen. Maar het is bekend dat fouten de gewoonte hebben om ‘op te lopen’.
Wanneer u een generator gebruikt om audioapparatuur te repareren en af ​​te stemmen, is het ook raadzaam om de interne weerstand ervan te kennen. Dit kan bijvoorbeeld handig zijn wanneer ESR-meting(Equivalente serieweerstand) equivalent serie weerstand of gewoon reactantie condensatoren.
Dankzij deze meting kon ik de uitvoer met de laagste impedantie op mijn geluidskaart identificeren.

Als de geluidskaart maar één uitgangsaansluiting heeft, is alles duidelijk. Het is zowel een lijnuitgang als een uitgang voor telefoons (hoofdtelefoons). De impedantie is meestal klein en hoeft niet te worden gemeten. Dit zijn de audio-uitgangen die in laptops worden gebruikt.

Wanneer er maar liefst zes stopcontacten zijn en er nog een paar op het voorpaneel zitten systeemonderdeel, en aan elke socket kan een specifieke functie worden toegewezen, kan de uitgangsimpedantie van de sockets aanzienlijk verschillen.
Normaal gesproken komt de laagste impedantie overeen met de lichtgroene aansluiting, die standaard de lijnuitgang is.

Een voorbeeld van het meten van de impedantie van meerdere verschillende uitgangen geluidskaarten ingesteld op “Phones” en “ Lijnuitgang».

Zoals uit de formule blijkt, spelen de absolute waarden van de gemeten spanning geen rol, daarom kunnen deze metingen lang vóór het kalibreren van de oscilloscoop worden uitgevoerd.
Rekenvoorbeeld.
R1 = 30 Ohm.
U1 = 6 divisies.
U2 = 7 divisies.
Rx = 30(7 – 6) / 6 = 5 (Ohm)

Hoe meet ik de ingangsimpedantie van een lineaire ingang?

Om de verzwakker voor de lineaire ingang van een geluidskaart te berekenen, moet je de ingangsimpedantie van de lineaire ingang kennen. Helaas is het onmogelijk om de ingangsweerstand te meten met een conventionele multimeter. Dit komt door het feit dat er isolatiecondensatoren in de ingangscircuits van geluidskaarten zitten.
De ingangsimpedanties van verschillende audiokaarten kunnen sterk variëren. Deze meting zal dus nog moeten gebeuren.
Om de ingangsimpedantie van een geluidskaart te meten met behulp van wisselstroom, moet je een sinusoïdaal signaal met een frequentie van 50 Hz op de ingang toepassen via een ballast (extra) weerstand en de weerstand berekenen met behulp van de gegeven formule.
Een sinusoïdaal signaal kan worden gegenereerd in een softwarematige laagfrequente generator, een link waarnaar wordt verwezen in de "Aanvullende materialen". Amplitudewaarden kunnen ook worden gemeten met behulp van een software-oscilloscoop.

De afbeelding toont het aansluitschema.
De spanningen U1 en U2 moeten worden gemeten virtuele oscilloscoop in de overeenkomstige posities van de SA-schakelaar. Absolute waarden Het is niet nodig om de spanning te kennen, dus de berekeningen zijn geldig totdat het apparaat is gekalibreerd.

Rekenvoorbeeld.
R1 = 50 kOhm.
U1 = 100
U2 = 540
Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4 (kOhm).

Hier zijn de resultaten van impedantiemetingen van verschillende lijningangen.
Zoals u kunt zien, verschillen de ingangsweerstanden aanzienlijk, en in één geval zelfs bijna een orde van grootte.

Maximale onbeperkte amplitude van de ingangsspanning van de geluidskaart, op maximaal niveau opname, ongeveer 250 mV. Met een spanningsdeler, of zoals deze ook wel verzwakker wordt genoemd, kun je het bereik van de gemeten spanningen van een oscilloscoop uitbreiden.
De verzwakker kan worden gebouwd volgens verschillende schema's, afhankelijk van de deelverhouding en de benodigde ingangsweerstand.

Hier is een van de deleropties waarmee u de ingangsweerstand een veelvoud van tien kunt maken. Dankzij de extra weerstand Rext. je kunt de weerstand van de onderarm van de verdeler instellen op een ronde waarde, bijvoorbeeld 100 kOhm. Het nadeel van deze schakeling is dat de gevoeligheid van de oscilloscoop te veel zal afhangen van de ingangsimpedantie van de geluidskaart.
Dus als de ingangsimpedantie 10 kOhm is, zal de deelverhouding van de deler vertienvoudigd worden. Het is niet raadzaam om de weerstand van de bovenarm van de verdeler te verkleinen, omdat deze de ingangsweerstand van het apparaat bepaalt en het belangrijkste element is bij het beschermen van het apparaat tegen hoge spanning.

Ik stel dus voor dat u de verdeler zelf berekent op basis van de ingangsimpedantie van uw geluidskaart.
Er is geen fout in het beeld; de deler begint de ingangsspanning al te verdelen wanneer de schaal 1:1 is. Berekeningen moeten uiteraard worden uitgevoerd op basis van de werkelijke verhouding van de verdeelarmen.
Naar mijn mening is dit het eenvoudigste en tegelijkertijd meest universele deelcircuit.

Met behulp van de gepresenteerde formules kunt u de verzwakker voor de adapter berekenen als u het eens bent met het voorgestelde circuit.

Een voorbeeld van delerberekening.
Beginwaarden.
R1 – 1007 kOhm (resultaat van het meten van een weerstand van 1 mOhm).
Rijn. – 50 kOhm (ik heb de ingang met hogere impedantie gekozen van de twee die beschikbaar zijn op het voorpaneel van de systeemeenheid).

Berekening van de verdeler in de schakelstand 1:20.
Eerst berekenen we met behulp van formule (1) de deelcoëfficiënt van de deler, bepaald door weerstanden R1 en Rin.
1007 + 50/ 50 = 21,14 (keer)
Dit betekent dat de totale deelverhouding in de schakelstand 1:20 moet zijn:
21,14*20 = 422,8 (keer)
We berekenen de weerstandswaarde voor de deler.
1007*50 / 50*422,8 –50 –1007 ≈ 2,507 (kOhm)
Berekening van de verdeler in de schakelstand 1:100.
Bij de schakelstand 1:100 bepalen we de totale deelverhouding.
20,14*100 = 2014 (tijden)
We berekenen de weerstandswaarde voor de deler.
1007*50 / 50*2014 –50 –1007 ≈ 0,505 (kOhm)
Als u alleen de Avangard-oscilloscoop gaat gebruiken en alleen in de bereiken 1:1 en 1:20, kan de nauwkeurigheid van de weerstandsselectie laag zijn, aangezien de Avangard onafhankelijk kan worden gekalibreerd in elk van de twee beschikbare bereiken. In alle andere gevallen moet u weerstanden met maximale nauwkeurigheid selecteren. Hoe u dit doet, leest u in de volgende paragraaf.

Als u twijfelt aan de nauwkeurigheid van uw tester, kunt u elke weerstand met maximale nauwkeurigheid aanpassen door de ohmmeterwaarden te vergelijken.
Om dit te doen, wordt in plaats van een permanente weerstand R2 tijdelijk een afstemweerstand R* geïnstalleerd. De weerstand van de trimweerstand wordt zo gekozen dat de minimale fout in het overeenkomstige deelbereik wordt verkregen.
Vervolgens wordt de weerstand van de trimweerstand gemeten en wordt de constante weerstand al aangepast aan de weerstand gemeten door een ohmmeter. Omdat beide weerstanden met hetzelfde apparaat worden gemeten, heeft de ohmmeterfout geen invloed op de meetnauwkeurigheid.

En dit zijn een paar formules voor het berekenen van de klassieke deler. Een klassieke verdeler kan handig zijn wanneer een hoge ingangsimpedantie van het apparaat (mOhm/V) vereist is, maar je geen extra verdeelkop wilt gebruiken.

Hoe spanningsdelerweerstanden selecteren of aanpassen?

Omdat radioamateurs vaak moeite hebben met het vinden van precisieweerstanden, zal ik je vertellen hoe je dat kunt doen hoge nauwkeurigheid geschikt voor conventionele weerstanden met een brede toepassing.

Het gebruik van trimweerstanden.

Zoals je kunt zien, bestaat elke arm van de verdeler uit twee weerstanden: een constante en een trimmer.
Nadeel: omslachtig. De nauwkeurigheid wordt alleen beperkt door de beschikbare nauwkeurigheid van het meetinstrument.

WORDT VERVOLGD.

Sectie: [Meettechnologie]
Bewaar het artikel op: