простые интересные РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками

» Гость

Мы рады вас видеть. Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизируйтесь!





» ДАТАШИТЫ
Например: TDA1562

» СХЕМЫ


Отметить прочитанными   -   Поиск   -   Правила   -   Новые сообщения

  • Страница 1 из 22
  • 1
  • 2
  • 3
  • 21
  • 22
  • »
Модератор форума: Alex1, ВIOS  
Форум радиолюбителей » СХЕМЫ » ИЗМЕРЕНИЯ » Простой осциллографический пробник "Импульс-5110" (Из доступных деталей)
Простой осциллографический пробник "Импульс-5110"
Вт, 19.06.2018, 23:55 | Сообщение # 1        
булат
аватар
  Постов: 232  Offline
Данный пробник создавался как доступный с минимумом деталей и доступной элементной базой,в качестве индикации сначала выбирался нокиа 5110 (ардуиновский дисплей),однако результат очень порадовал,в дальнейшем планируется переход на доступные цветные дисплеи на базе ST7735

Программная часть моя,аналоговую часть,пожелания в прошивке и "обкатка" сделали ув. apeks и ув. Лекс59

фото Лекс59



Отредактировал булат - Вт, 19.06.2018, 23:55
Ср, 20.06.2018, 09:05 | Сообщение # 2        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Осциллографический пробник Импульс-5110.
При разработке данного пробника ставилась задача создать максимально функциональный прибор при использовании минимально возможного количества использованных компонентов.
Были использованы достаточно широко используемые и распространенные детали.
При построении схемы предпочтение отдавалось классическому включению данного компонента. Из схемы сознательно были исключены всяческие украшения и дополнения. Интерфейс общения с прибором сделан так, чтобы избегать сложных многоуровневых меню и быть интуитивно понятным.

Так же сознательно были исключены средства автоматизации типа мультиплексоров и реле. Дело в том, что управление чувствительностью с помощью мультиплексоров приводит к принципиально неустранимому недостатку осциллографа – невозможности настройки делителей на всех диапазонах одновременно и при переключении диапазонов чувствительности нормальная настройка сохраняется только на одном из них.

Выбор компонентов.

Наиболее распространенным на данный момент и самым широко применяемым в радиолюбительской практике является микроконтроллер ATmega328. Он и был выбран за основу.
Построение осциллографа с достаточно широкой полосой пропускания немыслимо без применения внешнего АЦП. AD9280 полностью удовлетворяет поставленной задаче и сравнительно недорог.
Номенклатура операционных усилителей весьма широка. Выбранная схема позволяет использовать многие из них без существенных изменений в схеме.
В силу наличия и характеристик были выбраны сдвоенные ОУ с частотой единичного усиления не ниже 10 МГц. Весьма желательно использовать более быстрые ОУ. Например AD8066.
В качестве инвертора напряжения питания можно применить ICL7660. Но он слабоват для выбранной схемы усилителя. Лучше из серии TPS60400 – TPS60403. Последние работают на более высокой частоте, позволяют использовать конденсаторы меньшей емкости и дают как следствие меньше пульсаций.
Прибор сразу задумывался как автономный, поэтому было применено питание от литиевого аккумулятора, распространенного повышающего преобразователя МТ3608 и контроллера зарядки АКБ на микросхеме ТР4056.
Дисплей. Был применен широко распространенный модуль с Нокиевским дисплеем 5110.
Выбор оказался неожиданно удачным. Дисплей небольшой, но очень контрастный и изображение получилось вполне приемлемым. К тому же он достаточно быстрый.

Полученные характеристики осциллографического пробника
Полоса пропускания аналоговой части.
Определяется в основном примененным ОУ. В нашем случае позволяет с приемлемым качеством рассмотреть прямоугольный сигнал частотой до 1 МГц. Синусоидальный сигнал до 2 МГц при некотором снижении амплитуды.
Комфортно можно рассматривать сигналы до 500 кГц. При этом на дисплее будет примерно 2,5 периода сигнала на самой быстрой развертке без искусственного программного расширения.
Частота выборок при использовании кварцевого резонатора на 27 мегагерц составляет 9 мегасэмплов.

Чувствительность.
По большому счету может быть выбрана пользователем исходя из своих нужд. Максимально, что удавалось получать без танцев с бубном около 10 мВ на деление. При сетке 5 делений по высоте.
Схемой предусмотрен входной делитель 1:1, 1:10, 1:100.
Промежуточный делитель 1:1, 1:2,5 , 1:5.
Промежуточный делитель так же может быть подобран самостоятельно.

Функционал.
Предусмотрено меню, вход в которое происходит при зажатой левой кнопке при включении.
Меню позволяет настроить контраст дисплея.
Осуществить разворот отображения сигнала при применении различных типов усилителей (инвертирующих сигнал/не инвертирующих сигнал)
Позволяет включить/выключить сетку.
Позволяет включить/выключить показания вольтметра сигнала.
Отсчет показаний амплитуды сигнала производится по положению движков переключателей в уме.
Это связано, как уже писалось, для исключения применения мультиплексоров и связанных с ними принципиальных недостатков.
Выход из меню настройки осуществляется нажатием на кнопку «Пауза». После этого установки сохраняются в EEPROM микроконтроллера.

Интерфейс.

Кнопками управления выбирается длительность развертки, смещается вверх и вниз линия синхронизации. Пятая кнопка – режим «Пауза». В паузе возможна прокрутка сигнала. Кроме того, если находясь в этом режиме зажать кнопку «Пауза», то осциллограф переходит в ждущий режим.
Ждущий режим работает так: После того, как сигнал превысит уровень синхронизации, осциллограф записывает дамп данных и автоматически становится на паузу. Возможна прокрутка сигнала. Новое длительное нажатие на кнопку вызывает новый цикл записи.

Для того, чтобы не загромождать дисплей данными, индикация осуществляется в течение нескольких секунд после нажатия на клавиши управления. Это позволило со всей полнотой использовать небольшую площадь выбранного дисплея.
Особой фишкой прибора является возможность скорректировать расчетный коэффициент для вольтметра сигнала.

Должен сказать, что большая часть решений по интерфейсу принималась Автором конструкции самостоятельно и оказалась на редкость удачной. Даже при таком небольшом дисплее сигнал ясно читаем, а лишние данные не загромождают изображение и появляются на короткое время после нажатия на кнопки управления.


Отредактировал Лекс59 - Ср, 20.06.2018, 15:06
Ср, 20.06.2018, 09:08 | Сообщение # 3        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Схема осциллографа



Отредактировал Лекс59 - Ср, 20.06.2018, 09:40
Ср, 20.06.2018, 09:34 | Сообщение # 4        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Мои варианты печатных плат и некоторые фото конструкции.







Добавлено (20.06.2018, 09:34)
---------------------------------------------
Некоторые соображения по опыту реализации.

Инвертор на микросхеме ICL7660 не потянул. Просадка отрицательного напряжения доходила до 3,8 вольта.
Я применил инвертор на МС34063. Он разумеется выдержит и не такие токи, но он не отзеркаливает напряжения с плюсовой ветки питания, а выдает свое стабилизированное значение. Как следствие этого по мере прогрева линейных стабилизаторов нулевая линия немного дрейфует. Мешает это не сильно, но это есть. Пожалуй наиболее предпочтительный вариант инвертора для данной схемы на TPS60400-TPS60403.

При наладке следует иметь ввиду, что если использованный вами ОУ оказался нормальным, без паразитного постоянного напряжения на входе, то резисторы R10 и R18 вам могут и не понадобиться, их задача как раз скомпенсировать паразитный потенциал ОУ.

При использовании моего варианта системной платы надо иметь в виду, что я не предусматривал выключения кнопкой и ключом на транзисторе, следовательно програмное управление чувствительностью, реализованное Булатом, будет недоступно.


Отредактировал Лекс59 - Ср, 20.06.2018, 15:10
Ср, 20.06.2018, 09:41 | Сообщение # 5        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Установка фьюз-битов.

Ср, 20.06.2018, 14:31 | Сообщение # 6        
булат
аватар
  Постов: 232  Offline
В прошивке еще заложен выключатель питания и переключатель масштаба,например если основная развертка 1 в/деление,то дополнительно при коротком нажатии кнопки вкл/выкл получаем пределы 0,5 в/деление и 0,2 в/деление,а так же 0,1 в/деление(0,1 в/деление это просто расстянутое 0,2 в/деление)
Дело в том что входной сигнал с ацп может принимать значения от 0 до 255,а экран имеет 48 точек по вертикали,и чтоб вывести на экран полный сигнал пришлось приводить значения ацп 0-255 к виду 0-47,то есть делить на значение ацп на 5,5(округленно)
Длинное нажатие кнопки вкл/выкл=выключение прибора

Подготовлю схему и выложу,моя схема проще(как замечено выше-можно применить свою входную часть,а потом подогнать в меню значения в/деления и инвертирующий/неинвертирующий вход) и не имеет переключателей кроме переключателя открытый/закрытый вход
Ср, 20.06.2018, 14:47 | Сообщение # 7        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Мое личное мнение.
Импульс-5110 примерно 15-20 самодельный осциллограф, который мной опробован.
На сегодняшний день, он лучшее из доступного радиолюбителю небольшой и средней квалификации.
В отличие от многих опробованных мной и тех, с которыми знакомился по видеороликам и публикациям, он пригоден для практического использования, а не только на поиграться/похвалиться.
Может стать реальным помощником на долгие годы.

Дисплей нокия-5110, выбранный чуть ли не на грани шутки, оказался удивительно годным, в основном благодаря очень продуманному интерфейсу, предложенному Автором. Очень может быть, что крайне удачный интерфейс и возник благодаря ограничениям, который данный дисплей накладывает.

Я считаю данный ослик вершиной из доступного на сегодняшний день.
Это определяется следующими факторами:

Входной аатенюатор выполнен по схеме, которая позволяет настроить каждую ступень делителя отдельно и независимо от других. Следовательно при переключении адекватность формы сигнала будет сожраняться во всем доступном для Импульса-5110 диапазоне.

Входной усилитель содержит элементы позволяющие использовать "китайские" ОУ многих типов.
Входной усилитель при использовании достаточно быстрых из доступных ОУ сохраняет адекватность в широком диапазоне частот.
Значительно повысить его скорость простыми и не очень методами весьма затруднительно, без использования сверхскоростных ((и сверх дорогих) операционных усилителей.

Цифровая часть разогнана в разумных пределах и не содержит лишних компонентов замедляющих работу и перегружающих МК лишними вычислениями.
На этой элементной базе сделать цифровую часть более быстрой не представляется возможным. Но ее вполне хватает на диапазон реального использования подавляющим большинством радиолюбителей.

Программа написана на языке Баском. Автор умудрился очень рационально, без излишеств, но весьма эффективно использовать -возможности микроконтроллера, за что ему отдельное спасибо.
Придуманный Автором интерфейс общения с осциллографом очень своеобразен, лаконичен и по своему совершенен.

По моему убеждению, данный прибор уже не игрушка. Это вполне серьезный инструмент.


Отредактировал Лекс59 - Ср, 20.06.2018, 15:12
Ср, 20.06.2018, 14:49 | Сообщение # 8        
булат
аватар
  Постов: 232  Offline
Название "27 MHz 01" (по сути это 10-я)
С каждым новым изменением в прошивке номер прошивки будет меняться,чтоб потом не путаться


Отредактировал булат - Ср, 20.06.2018, 15:11
Ср, 20.06.2018, 14:56 | Сообщение # 9        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
Добавлю еще по особенностям данного прибора.
Булат реализовал в нем совершенно классную возможность - изменять расчетную чувствительность осциллографа.
Дело в том, что например я, не обладаю безграничным выбором СМД резисторов для точной подгонки делителей и коэффициента усиления ОУ. А через меню я могу скорректировать расчетную чувствительность. Например сейчас у меня выставлено 0,4 вольта/дел. И в результате вольтметр выдает вполне адекватные значения. Четко в сетку я не вгонял, но прошивка от Булата дает возможность сетку просто отключить и опираться на показания вольтметра.
Я ни где раньше не встречал подобной особенности в осликах. И она совершенно классная.
Кроме того прошивка позволяет применять различные типы усилителей, в том числе и не инвертирующие, что делает осциллограф еще более универсальным и пригодным к дальнейшему совершенствованию без радикальных переделок цифровой части.
Ср, 20.06.2018, 15:40 | Сообщение # 10        
Лекс59
аватар
  Постов: 1418  Offline Друзья 
В свое время один из пользователей на форуме спрашивал меня об одном из осциллографов: "А умеет ли он воспроизводить сигнал сложной формы?"

Ну из сложный форм, что мне доступны сейчас - синусоида 100 кГц с цифрового ДДС генератора, на выходе которого я не ставил ни каких сглаживающих емкостей и сигнал имеет вполне "цифровую" т.е. ступенчатую форму.

Форум радиолюбителей » СХЕМЫ » ИЗМЕРЕНИЯ » Простой осциллографический пробник "Импульс-5110" (Из доступных деталей)
  • Страница 1 из 22
  • 1
  • 2
  • 3
  • 21
  • 22
  • »
Поиск:
Кто есть кто на форуме радиолюбителей: Администратор Модераторы Друзья Пользователи
Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук Мобильная версия © 2010-2018, "Радиосхемы". Все права защищены. Почта