Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?


Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?

Начинающим радиолюбителям посвящается!

О том, как собрать самый простой адаптер для программного виртуального осциллографа, пригодный для использования в ремонте и настройке аудиоаппаратуры. https://oldoctober.com/

В статье рассказывается также о том, как можно измерить входной и выходной импеданс и как рассчитать аттенюатор для виртуального осциллографа.


Самые интересные ролики на Youtube

Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube

Близкие темы.

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?

Как припаять штекер к экранированному кабелю.


Оглавление.

  1. О виртуальных осциллоскопах.
  2. Технические данные и область применения.
  3. Электрическая схема аппаратной части осциллографа.
  4. Защита от «дурака».
  5. Как измерить выходное сопротивление линейного выхода?
  6. Как измерить входное сопротивление линейного входа?
  7. Как рассчитать делитель напряжения (аттенюатор)?
  8. Как подобрать или подогнать резисторы делителя напряжения?
  9. Конструкция и детали.
  10. Как откалибровать виртуальный осциллограф?
  11. Как выровнять амплитудно-частотную характеристику адаптера?
  12. Что делать, если нет тестера? Или опасные опыты.
  13. Дополнительные материалы.

О виртуальных осциллоскопах.


Когда-то у меня была идея фикс: продать аналоговый осциллограф и купить ему на замену цифровой USB осциллоскоп. Но, прошвырнувшись по рынку, обнаружил, что самые бюджетные осциллографы «начинаются» от 250 долларов, да и отзывы о них не очень хорошие. Более же серьёзные приборы стоят в несколько раз дороже.

Так что, решил я ограничиться аналоговым осциллографом, а для построения какой-нибудь эпюры для сайта, использовать виртуальный осциллограф.

Скачал из сети несколько программных осциллографов и попытался что-нибудь померить, но ничего путного из этого не вышло, так как, либо не удавалось откалибровать прибор, либо интерфейс не годился для скриншотов.


Было, уже забросил это дело, но когда подыскивал себе программу для снятия АЧХ, наткнулся на комплект программ «AudioTester». Анализатор из этого комплекта мне не понравился, а вот осциллограф «Osсi» (далее буду его называть «AudioTester») оказался в самый раз.

Этот прибор имеет интерфейс схожий с обычным аналоговым осциллографом, а на экране есть стандартная сетка, которая позволяет измерять амплитуду и длительность. https://oldoctober.com/

Из недостатков можно назвать некоторую нестабильность работы. Программа иногда подвисает и для того, чтобы её сбросить приходится прибегать к помощи Task Manager-а. Но, всё это компенсируется привычным интерфейсом, удобством использования и некоторыми очень полезными функциями, которые я не встречал ни в одной другой программе подобного типа.


Внимание! В комплекте программ «AudioTester» есть генератор низкой частоты. Я не рекомендую его использовать, так как он пытается самостоятельно управлять драйвером аудиокарты, что может привести к необратимому отключению звука. Если Вы решите его использовать позаботьтесь о точке восстановления или о бэкапе ОС. Но, лучше скачайте нормальный генератор из «Дополнительных материалов».


Другую интересную программу виртуального осциллографа «Авангард» написал наш соотечественник Записных О.Л.

У этой программы нет привычной измерительной сетки, да и экран слишком большой для снятия скриншотов, но зато есть встроенный вольтметр амплитудных значений и частотомер, что частично компенсирует указанный выше недостаток.

Частично потому, что на малых уровнях сигнала и вольтметр и частотомер начинают сильно привирать.

Однако для начинающего радиолюбителя, который не привык воспринимать эпюры в Вольтах и миллисекундах на деление, этот осциллограф может вполне сгодиться. Другое полезное свойство осциллографа «Авангард» – возможность независимой калибровки двух имеющихся шкал встроенного вольтметра.


Так что, я расскажу о том, как построить измерительный осциллограф на базе программ «AudioTester» и «Авангард». Конечно, кроме этих программ понадобится и любая встроенная или отдельная, самая бюджетная аудиокарта.


Собственно, все работы сводятся к тому, чтобы изготовить делитель напряжения (аттенюатор), который позволил бы охватить широкий диапазон измеряемых напряжений. Другая функция предлагаемого адаптера – защита входа аудиокарты от повреждения при попадании на вход высокого напряжения.

Вернуться наверх к меню.


Технические данные и область применения.

Так как во входных цепях аудиокарты есть разделительный конденсатор, то и осциллограф может использоваться только с «закрытым входом». То есть, на его экране можно будет наблюдать только переменную составляющую сигнала. Однако, при некоторой сноровке, с помощью осциллографа «AudioTester» можно измерить и уровень постоянной составляющей. Это может пригодиться, например, когда время отсчёта мультиметра не позволяет зафиксировать амплитудное значение напряжения на конденсаторе, заряжающемся через большой резистор.


Нижний предел измеряемого напряжения ограничен уровнем шума и уровнем фона и составляет примерно 1мВ. Верхний предел ограничивается только параметрами делителя и может достигать сотен вольт.


Частотный диапазон ограничен возможностями аудиокарты и для бюджетных аудиокарт составляет: 0,1Гц… 20кГц (для синусоидального сигнала).


Конечно, речь идёт о довольно примитивном приборе, но в отсутствие более продвинутого девайса, вполне может сгодиться и этот.

Прибор может помочь в ремонте аудиоаппаратуры или использоваться в учебных целях, особенно если его дополнить виртуальным генератором НЧ. Кроме этого, с помощью виртуального осциллографа легко сохранить эпюру для иллюстрации какого-либо материала, или для размещения в Интернете.

Вернуться наверх к меню.


Электрическая схема аппаратной части осциллографа.


На чертеже изображена аппаратная часть осциллографа – «Адаптер».

Для постройки двухканального осциллографа придётся продублировать эту схему. Второй канал может пригодиться для сравнения двух сигналов или для подключения внешней синхронизации. Последнее предусмотрено в «AudioTester-е».


Резисторы R1, R2, R3 и Rвх. – делитель напряжения (аттенюатор).

Номиналы резисторов R2 и R3 зависят от применяемого виртуального осциллографа, а точнее от используемых им шкал. Но, так как у «AudioTester-а» цена деления кратна 1, 2 и 5-ти, а у «Авангард-а» встроенный вольтметр имеет всего две шкалы, связанных между собой коэффициентом 1:20, то использование адаптера, собранного по приведённой схеме не должно доставлять неудобств в обоих случаях.


Входное сопротивление аттенюатора около 1-го мегома. По-хорошему, это значение должно бы быть постоянным, но конструкция делителя при этом бы серьёзно усложнилась.


Конденсаторы C1, C2 и C3 выравнивают амплитудно-частотную характеристику адаптера.


Стабилитроны VD1 и VD2 вместе с резисторами R1 защищают линейный вход аудиокарты от повреждения в случае случайного попадания высокого напряжения на вход адаптера, когда переключатель находится в положении 1:1.


Согласен с тем, что представленная схема не отличается изящностью. Однако это схемное решение позволяет самым простым способом достичь широкого диапазона измеряемых напряжений при использовании всего нескольких радиодеталей. Аттенюатор же, построенный по классической схеме, потребовал бы применения высокомегаомных резисторов, и его входное сопротивление менялось бы слишком значительно при переключении диапазонов, что ограничило бы применение стандартных осциллографических кабелей, рассчитанных на входной импеданс 1МОм.

Вернуться наверх к меню.


Защита от «дурака».



Чтобы обезопасить линейный вход аудиокарты от случайного попадания высокого напряжения, параллельно входу установлены стабилитроны VD1 и VD2.



Резистор R1 ограничивает ток стабилитронов до 1мА, при напряжении 1000 Вольт на входе 1:1.

Если Вы, действительно, собираетесь использовать осциллограф для измерения напряжения до 1000 Вольт, то в качестве резистора R1 можно установить МЛТ-2 (двухваттный) или два МЛТ-1 (одноваттных) резистора последовательно, так как резисторы различаются не только по мощности, но и по максимально-допустимому напряжению.

Конденсатор С1 также должен иметь максимальное допустимое напряжение 1000 Вольт.


Небольшое пояснение вышесказанного. Иногда требуется взглянуть на переменную составляющую сравнительно небольшой амплитуды, которая, тем не менее, имеет большую постоянную составляющую. В таких случаях нужно иметь в виду, что на экране осциллографа с закрытым входом можно увидеть только переменную составляющую напряжения.

На картинке видно, что при постоянной составляющей 1000 Вольт и размахе переменной составляющей 500 Вольт, максимальное напряжение, приложенное к входу, будет 1500 Вольт. Хотя, на экране осциллографа мы увидим только синусоиду амплитудой 500 Вольт.

Вернуться наверх к меню.


Как измерить выходное сопротивление линейного выхода?

Этот параграф можно пропустить. Он рассчитан на любителей мелких подробностей.

Выходное сопротивление (выходной импеданс) линейного выхода, рассчитанного на подключение телефонов (наушников), слишком мало, чтобы оказать существенное влияние на точность измерений, которые нам предстоит выполнить в следующем параграфе.


Так для чего измерять выходной импеданс?

Так как мы будем использовать для калибровки осциллографа виртуальный низкочастотный сигнал-генератор, то его выходной импеданс будет равен выходному импедансу линейного выхода (Line Out) звуковой карты.

Убедившись в том, что выходной импеданс мал, мы можем предотвратить грубые ошибки при измерении входного импеданса. Хотя, даже при самом плохом стечении обстоятельств эта ошибка вряд ли превысит 3… 5%. Откровенно говоря, это даже меньше возможной ошибки измерений. Но, известно, что ошибки имеют привычку «набегать». :)


При использовании генератора для ремонта и настройки аудиотехники тоже желательно знать его внутренне сопротивление. Это может пригодиться, например, при измерении ESR (Equivalent Series Resistance) эквивалентного последовательного сопротивления или попросту реактивного сопротивления конденсаторов.


Мне, благодаря этому измерению, удалось выявить самый низкоомный выход в моей аудиокарте.


Если у аудиокарты всего одно выходное гнездо, то тогда всё ясно. Оно одновременно является и линейным выходом и выходом на телефоны (наушники). Его импеданс, как правило, мал, и его можно не измерять. Именно такие аудио-выходы используются в ноутбуках.




Когда же гнёзд целых шесть и есть ещё парочка на передней панели системного блока, а каждому гнезду можно назначить определённую функцию, то выходное сопротивление гнёзд может существенно отличаться.

Обычно, самый низкий импеданс соответствует гнезду салатового цвета, которое по-умолчанию и является линейным выходом.



Цвет / расположение Состояние переключателя
Телефоны (Ом) Линейный выход (Ом)

Салатовый / Тыл 5 230
Серый / Тыл 7 230
Салатовый / Фронт 12 80
Ноутбук 0,7 Не переклю-чается




Пример замера импеданса нескольких разных выходов аудиокарты установленных в режим «Телефоны» и «Линейный выход».



Как видно из формулы, абсолютные значения измеренного напряжения роли не играют, потому эти замеры можно делать задолго до калибровки осциллографа.


Пример расчёта.

R1 = 30 Ом.

U1 = 6 делений.

U2 = 7 делений.


Rx = 30(7 – 6) / 6 = 5 (Ом).


Вернуться наверх к меню.


Как измерить входное сопротивление линейного входа?

Чтобы рассчитать аттенюатор для линейного входа аудиокарты, нужно знать входное сопротивление линейного входа. К сожалению, измерить входное сопротивление при помощи обычного мультиметра нельзя. Это связано с тем, что во входных цепях аудиокарт имеются разделительные конденсаторы.

Входные же сопротивления разных аудиокарт могут очень сильно отличаться. Так что, этот замер сделать всё-таки придётся.


Для измерения входного импеданса аудокарты по переменному току, нужно подать на вход через балластный (добавочный) резистор синусоидальный сигнал частотой 50 Гц и рассчитать сопротивление по приведённой формуле.


Синусоидальный сигнал можно сформировать в программном генераторе НЧ, ссылка на который есть в «Дополнительных материалах». Замер амплитудных значений также можно произвести программным осциллографом.




На картинке изображена схема подключений.

Напряжения U1 и U2 нужно измерить виртуальным осциллографом в соответствующих положениях выключателя SA. Абсолютные значения напряжения знать не нужно, поэтому расчёты валидны до калибровки прибора.


Пример расчёта.

R1 = 50кОм.

U1 = 100

U2 = 540


Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4 (кОм).


Цвет / Расположение Импеданс (кОм)
Красный / Тыл 82
Чёрный / Тыл 75
Салатовый / Фронт 11,4
Розовый / Фронт 50
Ноутбук 8,5


Вот результаты замеров импеданса разных линейных входов.

Как видите, входные сопротивления отличаются в разы, а в одном случае почти на порядок.


Вернуться наверх к меню.


Как рассчитать делитель напряжения (аттенюатор)?

Максимальная неограниченная амплитуда входного напряжения аудиокарты, при максимальном уровне записи, около 250мВ. Делитель же напряжения, или как его ещё называют, аттенюатор позволяет расширить диапазон измеряемых напряжений осциллографа.


Аттенюатор можно построить по разным схемам, в зависимости от коэффициента деления и необходимого входного сопротивления.


Вот один из вариантов делителя, позволяющих сделать входное сопротивление кратным десяти. Благодаря добавочному резистору Rдоб. можно подогнать сопротивление нижнего плеча делителя до какой-нибудь круглой величины, например, 100 кОм. Недостаток этой схемы в том, что чувствительность осциллографа будет слишком сильно зависеть от входного сопротивления аудиокарты.

Так, если входной импеданс равен 10 кОм, то коэффициент деления делителя увеличится в десять раз. Уменьшать же резистор верхнего плеча делителя не желательно, так как он определяет входное сопротивление прибора, да и является основным звеном защиты прибора от высокого напряжения.


Так что, я предлагаю Вам самостоятельно рассчитать делитель, исходя из входного импеданса Вашей аудиокарты.

На картинке нет ошибки, делитель начинает делить входное напряжение уже при выборе масштаба 1:1. Расчеты же, конечно нужно делать, опираясь на реальное соотношение плеч делителя.

На мой взгляд, это самая простая и вместе с тем самая универсальная схема делителя.





По представленным формулам можно рассчитать аттенюатор для адаптера, если Вы согласитесь с предложенной схемой.



Пример расчёта делителя.

Исходные значения.

R1 – 1007 кОм (результат замера резистора на 1 мОм).

Rвх. – 50 кОм (я выбрал более высокоомный вход из двух имеющихся на передней панели системного блока).


Расчёт делителя в положении переключателя 1:20.

Сначала рассчитаем по формуле (1) коэффициент деления делителя, определяемый резисторами R1 и Rвх.


(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (раз)


Значит, общий коэффициент деления в положении переключателя 1:20 должен быть:


21,14*20 = 422,8 (раз)


Рассчитываем номинал резистора для делителя.


1007*50 /(50*422,8 –50 –1007) ≈ 2,507 (кОм)


Расчёт делителя в положении переключателя 1:100.

Определяем общий коэффициент деления в положении переключателя 1:100.


21,14*100 = 2114 (раз)


Рассчитываем величину резистора для делителя.


1007*50 / (50*2114 –50 –1007) ≈ 0,481 (кОм)


Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке: Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?


Если вы собираетесь использовать только осциллограф «Авангард» и только в диапазонах 1:1 и 1:20, то точность подбора резистора может быть низка, так как «Авангард» можно откалибровать независимо в каждом из двух имеющихся диапазонов. Во всех остальных случаях придётся подобрать резисторы с максимальной точностью. Как это сделать написано в следующем параграфе.


Если Вы сомневаетесь в точности своего тестера, то можно подогнать любой резистор с максимальной точностью методом сравнения показаний омметра.

Для этого, вместо постоянного резистора R2 временно устанавливается подстроечный резистор R*. Сопротивление подстроечного резистора подбирается так, чтобы получить минимальную ошибку в соответствующем диапазоне деления.

Затем сопротивление подстроечного резистора измеряется, а постоянный резистор уже подгоняется под измеренное омметром сопротивление. Так как оба резистора измеряются одним и тем же прибором, то погрешность омметра не влияет на точность замера.




А это парочка формул для расчёта классического делителя. Классический делитель может пригодиться, когда требуется высокое входное сопротивление прибора (мОм/В), а применять дополнительную делительную головку не хочется.


Вернуться наверх к меню.


Как подобрать или подогнать резисторы делителя напряжения?

Так как радиолюбители часто испытывают трудности при поиске прецизионных резисторов, я расскажу о том, как можно с высокой точностью подогнать обычные резисторы широкого применения.

Высокоточные резисторы всего в несколько раз дороже обычных, но на нашем радиорынке их продают по 100 штук, что делает их покупку не очень целесообразной.


Использование подстроечных резисторов.


Как видите, каждое плечо делителя состоит из двух резисторов – постоянного и подстроечного.

Недостаток – громоздкость. Точность ограничена только доступной точностью измерительного прибора.


Подбор резисторов.


Другой способ – подбор пар резисторов. Точность обеспечивается за счёт подбора пар резисторов из двух комплектов резисторов с большим разбросом. Сначала все резисторы промеряются, а затем подбираются пары, сумма сопротивлений которых наиболее соответствует схеме.


Именно этим способом, в промышленных масштабах, подгонялись резисторы делителя для легендарного тестера «ТЛ-4».


Недостаток метода – трудоёмкость и потребность в большом количестве резисторов.

Чем длиннее список резисторов, тем выше точность подбора.


Подгонка резисторов при помощи наждачной бумаги.

Подгонкой резисторов, путём удаления части резистивной плёнки, не брезгует даже промышленность.

Однако при подгонке высокоомных резисторов не допускается прорезать резистивную плёнку насквозь. У высокоомных плёночных резисторов МЛТ, плёнка нанесена на цилиндрическую поверхность в виде спирали. Подпиливать такие резисторы нужно крайне осторожно, чтобы не разорвать цепь.

Точную подгонку резисторов в любительских условиях можно осуществить при помощи самой мелкой наждачной бумаги – «нулёвки».




Сначала с резистора МЛТ, у которого заведомо меньшее сопротивление, при помощи скальпеля аккуратно удаляется защитный слой краски.



Затем резистор подпаивается к «концам», которые подключаются к мультиметру. Осторожными движениями шкурки-«нулёвки» сопротивление резистора доводится до нормы. Когда резистор подогнан, место пропила покрывается слоем защитного лака или клея.

Что такое шкурка-«нулёвка» написано здесь.

На мой взгляд, это самый быстрый и простой способ, который, тем не менее, даёт очень хорошие результаты.


Вернуться наверх к меню.


Конструкция и детали.



Элементы схемы адаптера размещены в прямоугольном дюралюминиевом корпусе.

Переключение коэффициента деления аттенюатора осуществляется тумблером со средним положением.




В качестве входного гнезда применён стандартный разъём СР-50, что позволяет использовать стандартные кабели и щупы. Вместо него можно применить обычное аудио гнездо типа Джек (Jack) 3,5мм.

Выходной разъём – стандартное аудио гнездо 3,5мм. Адаптер соединяется с линейным входом аудиокарты при помощи кабеля с двумя Джеками 3,5мм на концах.






Сборка произведена методом навесного монтажа.






Для использования осциллографа понадобится ещё кабель со щупом на конце.

Как его изготовить подробно написано здесь.


Вернуться наверх к меню.


Как откалибровать виртуальный осциллограф?

Чтобы произвести калибровку осциллографа, нужно иметь хоть какой-нибудь измерительный прибор. Подойдёт любой стрелочный тестер или цифровой мультиметр, которому Вы доверяете.

В связи с тем, что у некоторых тестеров слишком высокая погрешность при измерении переменного напряжения до 1-го Вольта, калибровку производим при максимально возможном, но неограниченном по амплитуде, напряжении.

Перед калибровкой производим следующие настройки.

Отключаем эквалайзер аудиокарты.



"Уровень линейного выхода", "Уровень WAVE", "Уровень линейного входа" и "Уровень записи" устанавливаем в положение максимального усиления. Это обеспечит повторяемость результата при дальнейших измерениях.


Сбросив на всякий случай настройки генератора командой Command > Get Generator Default Setting, устанавливаем «Gain» (уровень) в 0db.

Выбираем частоту генератора 50Hz переключателем «Frequency Presets» (предустановки), так как все любительские приборы для измерения переменного напряжения умеют работать на этой частоте, да и наш адаптер пока не может корректно работать на более высоких частотах.


Переключаем вход адаптера в режим 1:1.


Глядя на экран осциллографа, подбираем при помощи ручки генератора «Плавно» (Trim) максимальный неограниченный уровень сигнала.

Сигнал может ограничиваться, как на входе аудиокарты, так и на её выходе, при этом точность калибровки может существенно снизиться. В «AudioTester-е» даже имеется специальный индикатор перегрузки, который выделен на скриншоте красным цветом.


Замеряем тестером напряжение на выходе генератора и рассчитываем величину соответствующего ему амплитудного значения.


Пример.

Показание вольтметра = 1,43 Вольта (действующее).

Получаем амплитудное значение.


1,432*√2 = 2,025 (Вольт)


Команда "Options > Calibrate" вызывает окно калибровки "AudioTester-а".

И хотя возле окошка ввода указана размерность в «mVrms», что по идее должно означать среднеквадратичное значение, в реальности, в осциллографе «oszi v2.0c» из комплекта «AudioTester-а», вводимые значения соответствуют… непонятно чему. Что, правда, вовсе не мешает точно откалибровать прибор.

 

Путём ввода значений с небольшим шагом можно точно подогнать размер изображения синусоиды под вычисленное выше амплитудное значение.

На картинке видно, что амплитуда сигнала уложилась чуть больше, чем в два деления, что соответствует 2,02 Вольта.

Точность отображения амплитуды сигналов, полученных с входов 1:20 и 1:100 будет зависеть от точности подбора соответствующих резисторов делителя.



При калибровке осциллографа «Авангард», полученные при измерении тестером значения также нужно умножить на √2, так как и вольтметр, и калибратор «Авангард-а» рассчитан на амплитудные значения.

Вносим полученное значение в окошко калибровки в милливольтах – 2025 и нажимаем Enter.


Чтобы откалибровать второй диапазон осциллографа «Авангард», который отмечен, как «250», нужно сначала рассчитать реальный коэффициент деления, сравнив показания встроенного вольтметра в двух диапазонах делителя: 1:1 и 1:20. Вольтметр осциллографа, при этом должен находиться в положении «12,5»


Пример.

122 / 2323 = 19,3


Затем нужно подправить файл «calibr», который можно открыть в блокноте (Notepad-е). Слева файл до правки, а справа – после.


Файл «calibr» находится в той же самой директории, где расположена текущая копия программы.


В восьмую строчку вносим реальный коэффициент деления, соответствующий делителю первого (левого) канала.

Если вы построили двухканальный адаптер, то в девятую строчку вносим поправку для второго (правого) канала.

Вернуться наверх к меню.


Как выровнять амплитудно-частотную характеристику адаптера?


Линейный вход аудиокарты, да и сами цепи адаптера обладают некоторой входной ёмкостью. Реактивное сопротивление этой ёмкости изменяет коэффициент деления делителя на высоких частотах.



Чтобы выровнять частотную характеристику адаптера в диапазоне 1:1, нужно подобрать ёмкость конденсатора C1 так, чтобы амплитуда сигнала на частоте 50 Гц была равна амплитуде сигнала частотой 18-20 кГц.




Резисторы R2 и R3 снижают влияние входной ёмкости и создают подъём частотной характеристики в области высоких частот. Компенсировать этот подъём можно путём подбора конденсаторов С2 и С3 в соответствующих диапазонах 1:20 и 1:100.


У подобрал следующие ёмкости: C1 – 39pF, C2 – 10nF, C3 – 0,1nF.





Теперь, когда канал Y верикального отклонения осциллографа откалиброван и линеаризован, можно увидеть, как выглядят те или иные периодические, и не только, сигналы. В «AudioTester-e» есть «ждущая синхронизация развёртки».


Вернуться наверх к меню.


Что делать, если нет тестера? Или опасные опыты.

Можно ли использовать для калибровки осветительную сеть?

Так как любой уважающий себя радиолюбитель, несмотря на все предупреждения, первым делом пытается залезть своим детищем в розетку, я счёл необходимым рассказать об этом опасном занятии подробнее. :)


По ГОСТу напряжение сети не должно выходить за пределы 220 Вольт – 10% +5%, хотя, в реальной жизни, это условие соблюдается не так часто, как хотелось бы. Ошибки измерений в процессе подгонке резисторов и замерах импеданса также могут привнести высокие погрешности при данном способе калибровки.


Если Вы собрали прецизионный делитель, например, на высокоточных резисторах, и если известно, что в вашем доме напряжение в осветительной сети поддерживается с достаточной точностью, то её можно использовать для грубой калибровки осциллографа.


Но, есть очень много НО, из-за которых, я Вам категорически не рекомендую это делать. Первое и наиболее важное «НО», это сам факт того, что Вы читаете эту статью. Тот, кто на ты с электричеством, вряд ли стал бы тратить на это время. Но, если и это не аргумент…


Самое главное!

1. Компьютер должен быть надёжно заземлён!!!


2. Ни под каким предлогом не суйте в розетку «земляной» провод! Это тот провод, который соединён через корпус разъёма линейного входа с корпусом системного блока!!! (Другие названия этого провода: масса, корпус, общий, экран и т.д.) Тогда, вне зависимости от того, попадёте Вы в фазу или в ноль, не произойдёт короткое замыкание.


Другими словами, в розетку можно втыкать только провод, который соединён с резистором R1 номиналом 1 мегом, расположенном в схеме адаптера!!!

Если же Вы попытаетесь воткнуть в сеть провод, соединенный с корпусом, то в 50% случаев это приведёт к самым печальным последствиям.


Так как максимальная неограниченная амплитуда на линейном входе около 250мВ, то в положении делителя 1:100 можно будет увидеть амплитуду величиной примерно в 50… 250 Вольт (в зависимости от входного импеданса). Поэтому, для измерения напряжения сети, адаптер должен быть оборудован делителем 1: 1000.

Делитель 1:1000 можно рассчитать по аналогии с делителем 1:100.


Пример расчёта делителя 1:1000.

Верхнее плечо делителя = 1007кОм.

Входной импеданс = 50кОм.

Коэффициента деления по входу 1:1 = 20,14.


Определяем общий коэффициент деления для входа 1:1000.


21,14*1000 = 21140 (раз)


Рассчитываем величину резистора для делителя.


1007*50 / 50*21140 –50 –1007 ≈ 47,7 (Ом)


Так как входное сопротивление адаптера при делении 1:100 близко к 1мОм, я поступил проще и воспользовался осциллографической делительной головкой 1:10, которая как раз рассчитана на входной импеданс 1мОм. Обратите внимание, что отклонение входного сопротивления этого профессионального делителя – 10%, что даже выше, чем у нашего игрушечного. :)

При использовании входа 1:100 и головки 1:10, общий коэффициент деления составляет 1:1000.


Когда Вы увидите на экране осциллографа «AudioTester» напряжение сети, подгоните амплитуду под 311 милливольт путём подбора числа вводимого в форму.

Почему 311мВ?


220В (действующее) * √2 = 311В (амплитудное)


Но, ведь мы используем делитель 1:1000.


311В : 1000 = 311мВ






При калибровке осциллографа «Авангард», выберете шкалу вольтметра «12,5». Когда увидите напряжение сети на экране, введите в окошко калибровки значение 311. При этом вольтметр «Авангард-а» должен начать показывать напряжение 311мВ или близкое к нему.





Небольшая ремарка. Дело в том, что форма напряжения в современных электросетях отличается от синусоидальной. Это связано с тем, что в большинстве современных электроприборов используются импульсные блоки питания. Последние «подрезают» верхушки синусоиды и фактически снижают амплитудное значение напряжения. Так что, по-хорошему, нужно ориентироваться не на видимую кривую, а на её «синусоидальное продолжение».


Вернуться наверх к меню.


Дополнительные материалы.

Скачать комплект программ "AudioTester 1.3", в составе которого есть осциллограф (275кБ).

Скачать комплект программ "AudioTester 2.2", в составе которого есть осциллограф (4,5мБ).

Скачать портативный программный осциллограф "Авангард" (277кБ).

Скачать программный портативный генератор низкой частоты (345кБ).

Скачать брошюру Осциллограф ваш помощник (821кБ).





Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (53)

Сергей Он.Май 19th, 2011 at 12:02

«Высший пилотаж»! Очень понравилась Ваша работа и, главное, подход к теме! Чувствуется искреннее отношение Автора к материалу — любовь + профессионализм. Так держать! Редкое сочетание в «наше» время. Всё, в основном, коммерция и бизнес… Примерно так… Сергей Он.

kazimiriusМай 23rd, 2011 at 08:45

Искал и нашел то что искал ЗДЕСЬ! Для юных техников лучше не придумаеш.
Я практически закончил разработку «Двухканального усилителя «Y» с оптронной гальванической развязкой для звуковой карты» без дифицитных деталей, а изготовление простого делителя на самом деле не такое уж и простое дело. Очень полезно для решения проблемы делителя взять за основу даную статью.

adminМай 23rd, 2011 at 08:54

kazimirius

А оптронная развязка для чего?

kazimiriusМай 24th, 2011 at 06:58

1. Полная защита звуковой карты.
2. Гальваническая развязка канала А и Б.
Скажем есть желание посмотреть сигнал на входе мостового УНЧ и на нагрузке.
Управление двигателем постоянного тока (есть обычно проблемы).
Зажигание в автомобилях (сам толком не знаю).
Преобразователи напряжения.
И вообще, когда лазиш в сети.
Проблема в том, что звуковая карта реально дает возможность что нибудь увидеть только в звуковом диапазоне.

ПосетительМай 24th, 2011 at 09:16

Спсибо за статью!
А какие стабилитроны были использованы?

adminМай 24th, 2011 at 10:10

kazimirius

Думаю, эту гальваническую развязку придумали, (как их иногда называют), «электронщики». Это такие ребята, которые резво шарят в компьютерах, но очень плохо разбираются в физике и электротехнике. На производстве про них складывали легенды. Как-нибудь напишу об этом, наверное, в статье про стрелочные приборы.

Для любого осциллографа единственным ограничением, в плане безопасности, является входное напряжение. Я не знаю, какую оптопару Вы использовали, но, скорее всего, она может выдержать 500-600 Вольт или, в крайнем случае, 1000 Вольт. Моя схема точно также может работать при напряжении 1000 Вольт и даже выше, с тем лишь отличием, что для неё, это рабочий режим, а не аварийный.

Если для Вас это не аргумент, то я могу Вам поведать следующее. Я многие годы работал с промышленными профессиональными осциллографами, но ни разу не встречал в них гальванической развязки. Напротив, все они имели клемму для подключения к земле.

.

Вот вам ещё один пример.

Любая сетевая карта, предназначенная для работы в сети Ethernet, имеет гальваническую развязку, реализованную на трансформаторах. Пробивное напряжение такой развязки зависит от типа применяемой микросборки и может быть в пределах 400-600 Вольт. Но, эта развязка даёт дуба при первом же «пуке». В то же время, внешняя система грозозащиты, напротив, не имеет никакой развязки с сетевым кабелем, а соединена с землёй толстенным проводом. Правда, у этой защиты есть один существенный недостаток – она плохо справляется со своей задачей при неквалифицированном подключении, силами «электронщиков». :)

Я видел много «локальных сетей», которыми раньше были обвешены крыши всех многоэтажек, но не разу не встречал грамотного подключения кабелей и грозозащиты. Проще говоря, вся их система вылетала при первой же грозе. Я себе изготовил грозозащиту, но мне всё равно приходилось выдёргивать кабель из розетки, так как, если бы я это не делал, то каждый раз бы вылетал мой текущий порт в хабе на крыше. Пытался разговаривать и с мастерами, и даже с инженером компании, но понял, что это бесперспективно, так как там совсем плохо было с самими азами.

.

Чтобы Вас не могли ввести в заблуждение всякие продвинутые аналоговые схемы, старайтесь всегда строить, хотя бы в голове, эквивалентную схему соединений. Это поможет сделать многие вещи более очевидными.

.

Посетитель

В статье указаны маломощные стабилитроны КС168А, но Вы можете использовать любые другие на напряжение меньше 12 Вольт.

Чтобы убедиться, что стабилитрон не вносит искажения, нужно довести уровень входного сигнала до такой величины, чтобы он был чуть меньше, чем уровень ограничения линейного входа. Если после этого присоединить стабилитроны, и форма сигнала на экране осциллографа не изменится, то стабилитроны годятся. Если же произойдёт небольшое изменения верхней части импульса, то значит, стабилитроны ограничивают входной сигнал. Обычно такое бывает, когда используются стабилитроны, рассчитанные на большой ток стабилизации.

kazimiriusМай 24th, 2011 at 12:53

Я очень хорошо понимаю разницу между электронщиком и электроником как и между пажарником и пожарным. В былые времена (обслуживал станки с ЧПУ) приходилось те самые крутые осциллографы гальванически развязывать при помощи резиновых ковриков (грубо нарушая технику безопасности), и очень не хватало двухканального гальванически развязаного прибора. Но это в былом.
Существуюет уйма случаев (особенно когда есть возможность) посмотреть на не просматриваемое. Плюс ко всему нет такого электроника который хоть на час не мечтает стать электронщиком.
Короче говоря есть случаи когда это надо.
По поводу локальных сетей и др. плохо дело обстоит потому, что этим занимаются случайные люди, без соответствующего образования, без опита (они уже давным давно все знают лучше всех), неоправданая экономия навсем….
.
Я более менее прфесионально занимаюсь звуком, а там правила общего провода и земли ой как надо знать и выполнять.
.
Ближе к телу (статье, делителю), не подскажете, в делителе 1:2000 скажем, не возникнет проблем с линеализацией ?

adminМай 24th, 2011 at 14:21

kazimirius

…самые крутые осциллографы гальванически развязывать при помощи резиновых ковриков

Не понимаю, зачем это может понадобиться. Разве что, если предположить, что в ЧПУ гуляет 5-10 киловольт постоянного тока и нужно посмотреть на какую-нибудь «бороду» на этом напряжении… Но, это больше из области фантастики. Если же напряжение до 1 киловольта и нужно просто надёжно развязать осциллограф, то достаточно включить его через разделительный трансформатор. Если нет разделительного трансформатора, то вообще не стоит лезть в силовые установки, так как рано или поздно, либо самого стукнет, либо кого-то можно подставить. И это не потому, что нет трансформатора, а потому, что у того, у кого его нет, в голове, скорее всего, нет эквивалентной схемы.

Техника безопасности – не панацея. Заземление может быть как спасительным, так и смертельно опасным, когда, извините, что повторяюсь, в голове нет этой самой пресловутой эквивалентной схемы.

Вы только ради бога не обижаётесь за мою резкость! Просто, когда дело касается человеческой жизни, я несу прямую моральную ответственность за то, что написано у меня на сайте и воспринимаю всё это очень серьёзно.

…в делителе 1:2000 скажем, не возникнет проблем с линеаризацией ?

Любой делитель не может быть линейным во всём диапазоне частот по той простой причине, что у любого осциллографа и осциллографа на основе аудиокарты есть входная ёмкость. Таким образом, мы имеем делитель, в котором в верхнем плече резистор, а в нижнем резистор и конденсатор. Чтобы «уравновесить» входную емкость приходится прибегать к различным ухищрениям. Вы наверняка разбирали профессиональную делительную головку 1:10 и видели сколько там всего понапихано.

Конечно, строить серьёзный линеаризующий фильтр для игрушечного осциллографа не стоит, но сделать нечто подобное тому, что написано в сатье конечно придётся.

kazimiriusМай 24th, 2011 at 16:59

Двигатель постоянного тока, киловат 6-10, питается от 3-х фазной сети 380В через мост, три диода вверху, три тиристора внизу, сигналы управления в норме, а двигатель козлит. Вот и догадайся что там без картинки.
Сейчас широко применяются импульсные преобразователи, если это сварочник то где взять для него развязывающий транс?
Что касается техники безопасности то в совке все электрики и электронщики Франкинштейны не иначе!

Заземление может быть как спасительным, так и смертельно опасным

Вот именно, я свой комп к земле в своем подъезде не подключу.

строить серьёзный линеаризующий фильтр для игрушечного осциллографа не стоит

Вот именно, изготовить игрушку должно быть по зубам каждому.

Просто, когда дело касается человеческой жизни, я несу прямую моральную ответственность за то, что написано у меня на сайте и воспринимаю всё это очень серьёзно.

Гальваническая развязка, и трансформаторная, и оптронная однозначно увеличивает шанс на выживание.
.
Я все делаю медленно, для удовольствия. Потихоньку попробую собрать два аттенюатора на 11 положений. За основу возьму осц. С1-81.
С делителем пока ясно, а по поводу гальванической развязки каналов осциллографа вы меня не разубедили.

adminМай 24th, 2011 at 18:44

kazimirius

…если это сварочник то где взять для него развязывающий транс?

Нужно развязывать не сварочный трансформатор, а осциллограф, если он, конечно, от сети питается. Если портативный, то его и развязывать не нужно. Кстати, в этом плане ноутбук тоже развязан с сетью и землёй.
Гальваническая развязка, и трансформаторная, и оптронная однозначно увеличивает шанс на выживание.
В данном случае, Вы пытаетесь защитить аудиокарту, а не жизнь. Насчёт 11 положений тоже не понял. Разрешение можно переключать софтверно. Может быть у вашей оптронной развязки слишком маленький динамический диапазон… Тогда конечно.

Что же касается промышленных осциллографов, то в них, как правило не используются аттенюаторы, а меняется коэффициент усиления усилителя вертикального отклонения. Это соответствует регулятору уровня записи драйвера аудиокарты. Вы можете использовать его вместо переключателя. Чтобы точно установить коэффициент усиления хоть до тысячных долей процента, можно воспользоваться бесплатной программой «Audacity».

kazimiriusМай 25th, 2011 at 04:15

Нужно развязывать не сварочный трансформатор, а осциллограф

И я об этом.

Кстати, в этом плане ноутбук тоже развязан с сетью и землёй.

Не всегда. Мне пришлось курочить адаптор.

Может быть у вашей оптронной развязки слишком маленький динамический диапазон…

Так точно, даже аналоговые оптроны обладают не большим динамическим диапазоном.

Что же касается промышленных осциллографов, то в них, как правило не используются аттенюаторы, а меняется коэффициент усиления усилителя вертикального отклонения.

Как правило, но не всегда, это усложняет конструкцию.

Это соответствует регулятору уровня записи драйвера аудиокарты. Вы можете использовать его вместо переключателя.

Можно, согласен, если использовать эту приставку только со звуковой картой.
.
Эсли применить оптрон HCNR201 то можно расширить частоту пропускания почти до 2Мгц, тогда это уже не совсем игрушка.

adminМай 25th, 2011 at 04:59

kazimirius

Не всегда. Мне пришлось курочить адаптор.

Так можно просто вытащить вилку из розетки.

Как правило, но не всегда, это усложняет конструкцию.

Не встречал, хотя думаю, что такое возможно в самых дешёвых любительских приборах. Пользоваться таким прибором будет крайне неудобно по причине того, что его входные параметры будут зависеть от положения переключателя аттенюатора.

HCNR201

По цене нескольких таких оптронов у нас можно купить любительский 5-ти мегагерцовый б/у осциллограф. :)

Покажите схему этой развязки.

kazimiriusМай 25th, 2011 at 16:39

Не встречал, хотя думаю, что такое возможно в самых дешёвых любительских приборах.

С1-81, не слишком он и дешевый.

По цене нескольких таких оптронов у нас можно купить любительский 5-ти мегагерцовый б/у осциллограф.

Цены везде разные, 4 бакса за оптрон дороговато, но не стоит экономить на хобби.
При разработке я старался обойтись без дефицитов, поэтому применил «эрзац» отрон, два последовательно включенных АОД130А, для звуковухи размах 1В, 40кГц достаточно.
Подкузьмил меня на эту штучку один автослесарь, ну очень она ему нужна, с питанием от USB.
Однако получается целая темка. Куда и как схему переслать?

adminМай 25th, 2011 at 18:24

kazimirius

С1-81, не слишком он и дешевый.

Посмотрел схему. Я много чего собирал, но на такой аттенюатор бы не замахнулся. Его не то что собрать, а даже уже готовый настроить много времени займёт. Вы, наверное, любите решать трудные задачи. А я напротив, могу неделями думать, как упростить конструкцию.

Куда и как схему переслать?

Куда угодно. Если меньше 650 пикселей по длинной стороне, то можно даже сюда вставить. Можно мне на мыло. А если хотите целую темку, посвящённую Вашему детищу, то лучше всего в форуме тему создать и туда инфу всю вносить по мере поступления. Лень заморачиваться, шлите мне на мыло из «Контакт-а», а я уже сам обработаю картинку и тему в форуме создам. Может быть, для кого-то ещё будет интересно собрать «развязанный» осциллограф с супер делителем.

.

А автослесарю я бы посоветовал купить за цену одного ремонта автомобиля, либо б/у-шный советский, либо USB осциллограф, если он иномарки ремонтирует. Осциллограф ведь на аудиокарте не годится для работы. Это скорее игрушка для начинающих радиолюбителей. Я его только для скриншотов использую.

kazimiriusМай 26th, 2011 at 06:16

на такой аттенюатор бы не замахнулся. Его не то что собрать, а даже уже готовый настроить

Убедили, будем упрощать.

А автослесарю я бы посоветовал купить за цену одного ремонта автомобиля, либо б/у-шный советский, либо USB осциллограф

Ввесь фокус в том, что канал А и канал Б должны быть гальванически развязаны. Не надо думать о

Ни под каким предлогом не суйте в розетку «земляной» провод!

сунул два провода в с одного канала в розетку, сунул два провода с другого канала в схему и все нормально.

adminМай 26th, 2011 at 17:45

kazimirius

Да, иной «электронщик» не знает как сравнить два сигнала на одноканальном осциллографе. А что делать, если таких сигналов с десяток… Всё равно входов не напасёшься. Работали люди в докомпьютерную эпоху и горя не знали без всяких навороченных девайсов. А теперь подавая им развязку, как будто без неё уже никак. :)

Я не против прогресса. Хорошие удобные инструменты значительно облегчают ремонт. Но, некоторые люди, с детства пользующиеся калькулятором, так и не освоили таблицу умножения. Если прогресс лишает человека необходимости думать, то это уже не прогресс, а так, прогессивка. :)

.

Схему, присланную Вами выложил здесь.

Схема выглядит изящно, значит работать будет. :) Если ещё немного поднапрячься, то можно и на цифровой осциллограф замахнуться. Тогда, на мой взгляд, будет оправданы все труды. Кстати, в серьёзных приборах используют специальные оптроны с двумя фоторпёмниками. Они позволяют компенсировать изменение параметров. Я как-то пытался использовать оптрон для подобных целей. Слишком в нём всё плавало. Участок характеристики – всего ничего, а поползновения начинаются, чуть ли не от дыхания наблюдателя. :)

kazimiriusМай 27th, 2011 at 06:40

Ко мне регулярно заходит паренек посмотреть почему не работает его контрукция (все делает свой звук для электрогитары), виртуальным осциллографом не хочет пользоваться, боится сжечь звуковуху. Печаль в том, что он действительно ее угробит (если не принять кардинальных мер).
Идея не нова, к примеру AD215, но не устраивает, в том числе и цена.
Для цифрового осциллографа однозначно понадобится HCNR201 и питание +15в -15в с двух сторон, или редкие ОУ.
На форум.

adminМай 27th, 2011 at 18:27

kazimirius

…боится сжечь звуковуху.

Как вариант, можно купить отдельную самую дешёвую звуковую карту за 6-8$. Только вряд ли это поможет тому, кто не в ладах со схемотехникой. Взяли бы, да и наладили ему усилок или что там у него.

.

Про питание вообще не понял. В чём проблема? Имхо, Ваша схема развязки в несколько раз сложнее, чем любой источник питания. В крайнем случае, можно купить пару импульсных зарядок для мобильных телефонов.

Мне нужен был корпус от такой зарядки, так мне на базаре продавец дал бесплатно целую зарядку (неисправную), только провод отрезал. Даже неудобно стало. Дал ему 5 леев (0,45$). Пришёл домой заменил несколько деталей — заработала. Главное, чтобы транс был целый. Он там с ноготок.

kazimiriusМай 28th, 2011 at 06:57

Я вижу вы отнеслись к этой идее скажем насторожено. Не каждый нуждается в такой штукенции, а главное, не каждый понимает кому и зачем это надо. Да сложновато, особенно для любителей, но над схемой можно поработать в направлении упрощения наладки. При отсуствии в схеме дефицитных деталей, технологичной плате, простой наладке — любому задача окажется по плечу. Для меня это был эксперимент, но юным техникам понравилось. Для себя я попробую сделать синус 2Мгц (а может и больше).
Проблему питания можно решить разными путями, просто сейчас готовые DC-DC преобразователи все шире применяются, а запитаться от USB (ток потребления позволяет) — мечта поэта.

adminМай 28th, 2011 at 07:19

kazimirius

Да нет, я имел в виду цифровой осциллограф. Если он потребляет всего пару Ватт, то почему бы и нет. Но, вот, когда начинают втыкать в USB по несколько шнуров, как это в случае с неэкономичными внешними HDD, мне это не очень нравится. Всё должно быть в разумных пределах — для себя ведь делаем. :)

kazimiriusМай 31st, 2011 at 06:30

Да, с делителем я погорячился. Наверное лучший вариант будет таким:
делитель — 1:1, 1:10, 1:100
усилитель — 1*1, 1*2, 1*5
Все резко упрощается. Для напряжений выше 50в (150в) — выносной делитель.

alanИюнь 13th, 2011 at 01:54

Вот это да! Всё разжёванно — делай, нехочу. Я понимаю, что это для начинающих… Но чтоб так… Премного благодарен. Только я буду ставить входные повторители и усилки с умножением на 2 и на 10. Да по моему, и выходной повторитель для генератора не помешал-бы, типо как у Visual Analyser (www.sillanumsoft.com), чтоб выходное сопротивление на уровне 50 — 100 ом. Только на кой хрен там на входе висит фильтр на 30 кГц, ну никак не пойму. На выходе всё ясно: Гармоники генератора подавить надо — циферка ведь.

adminИюнь 13th, 2011 at 07:22

alan

Если Вы об этом, то стоит ли городить такой огород, если всего на одном, или от силы на двух, операционных усилителях можно собрать приличный синусоидальный генератор, а тем более прямоуголльный. А так, это получается точно как в том анекдоте про армянский комсомол, который сначала сам себе создаёт трудности, а потом с успехом их преодолевает. Без обид, пожалуйста! Я просто проповедую бюджетные решения.

Ну, и конечно, осциллятор на 20-30 условных килогерц не годится для серьёзной работы, что на него не навешивай. Всё равно всё будет упираться в диапазон частот. А он требуется куда шире при настройке любой, даже самой низкочастотной техники.

adminИюнь 23rd, 2011 at 14:28

Роман (из почты).

Я собираюсь построить осциллограф на базе звуковой карты.
Дает ли какие-нибудь преимущества использование стабисторов вместо стабилитронов для защиты аудиокарты?

Нет, Вы не получите никаких преимуществ, а скорее наоборот. Боюсь, что придётся включить по несколько стабисторов последовательно, чтобы снизить их влияние на входные цепи. Вообще, можно применить даже цепочки из обыкновенных выпрямительных диодов. Понадобится их примерно 2х8… 2х10. Стабилитронов же нужно всего два, но они должны быть маломощные (мелкие), так как у них утечка меньше. Я проверял. Начиная с 6,8 Вольта, мелкие стабилитроны уже не оказывают влияния.

Существуют ещё симметричные (двуханодные) стабилитроны, которые стабилизируют напряжение в двух направлениях, например, КС168В. Они тоже годятся. Такой стабилитрон понадобится всего один.

Но, максимальное напряжение стабилизации, в любом случае, не стоит выбирать выше 12 Вольт.

РоманИюнь 24th, 2011 at 17:47

Но ведь стабилитронов меньше 3 в стабилизации не делают???? Или как?
Стабисторы как раз предназначены для малых напряжений
Буду признателен за разъяснений если я чтото не понимаю.
Стабмлитрон какой марки вы конкретно предлагаете??

РоманИюнь 24th, 2011 at 17:49

Я планирую применять осциллограф на напряжение до 800 в переменного тока

adminИюнь 24th, 2011 at 18:20

Роман

Про напряжение стабилизации, выбранных мною стабилитронов, я Вам уже писал выше. Стабилитроны такого же номинала изображены на электрической схеме. Максимально-допустимое напряжение на входе делителя никак не связано с маркой стабилитронов.

kazimiriusИюнь 25th, 2011 at 17:03

Я планирую применять осциллограф на напряжение до 800 в переменного тока
Однако! Теперь понимаете уважаемый almin зачем нужна гальваническая развязка.
Рабочий режим АЦП звуковой карты +1,5…..+3,5 вольт, а максимальное напряжение на входе
-0,3….+6,0 вольт, посему, как по мне, КС168А многовато будет, да и частотные характеристики не самые лучшие.

adminИюнь 25th, 2011 at 17:48

kazimirius

Нет, не понимаю, какое отношение имеет диапазон входных напряжений АЦП к входным цепям аудиокарты.

Про частотные характеристики тоже не понял. Может, Вы имеете в виду ёмкость стабилитрона?

Причину, по которой выбрано именно данное напряжение стабилизации, я описал выше.

Kazimirius, Вы продолжаете искать причины, оправдывающие целесообразность постройки гальванической развязки. Я вовсе не имею ничего против Вашего технического решения, а просто считаю, что оно неоправданно сложно притом, что осциллограф всё равно получится игрушечный. Но, это всего лишь моё частное мнение. В тоже время, Вы можете уже сейчас собрать самый простой адаптер и попробовать поработать с ним, прежде чем затевать постройку более сложной конструкции. Возможно, Вы поменяете свой взгляд.

РоманИюнь 25th, 2011 at 22:42

у кс168а напряжение стабилизации 6,12 В
http://gete.ru/post_1178825954.html
не много ли это для звуковой карты?

adminИюнь 25th, 2011 at 23:12

Роман

Среднее напряжение стабилизации КС168 – 6,8 Вольта. Оно фигурирует в названии стабилитронов этой серии. Нет, не много.

РоманИюнь 26th, 2011 at 07:18

Нет, не много.

Поясните пожалуйста. Хотелось бы разобраться полностью.

kazimirius а ты делал осциллограф на базе звуковой карты?

и еще не проще ли для развязки использовать трансформатор вместо оптрона?

p.s. я видел схему с оптронной развязкой, она довольно сложная)

adminИюнь 26th, 2011 at 10:41

Роман

Ладно, открою Вам секрет полишинеля. :)

При постройке адаптера по предложенной схеме, защита на стабилитронах вообще не нужна.

Большинство sound card собрано на микросхеме AC’97, внутри которой уже есть защита по входу. То же самое касается и коммутаторов, которые обычно используются во входных цепях. Обычно защита построена по схеме близкой к тому, что я попытался изобразить на приведённой картинке.

Так что, стабилитроны в адаптере, это просто перестраховка, которая, между тем, ещё никому никогда не помешала. :)

РоманИюнь 26th, 2011 at 15:59

странная перестраховка)))
если у аудиокарты защита не сработает 6,3 вольта сожгут же её))

adminИюнь 26th, 2011 at 16:39

Роман

Если у аудиокарты не сработает защита, то она выйдет из строя ровно в тот момент, когда Вы в первый раз туда воткнёте штекер. :)

При проектировании любых цепей, к которым имеет доступ пользователь, разработчик учитывает максимально-возможные входные и выходные токи и напряжения. Сам пользователь, обладая статическим зарядом, может стать источников таких токов и напряжений. В случае с разработкой аудио-карт, всё ещё проще, так как используются стандартные интерфейсы микросхем усилителей и коммутаторов. Но, если предположить, что какая-нибудь компания собрала аудиокарты с использованием каких-нибудь экзотических нонэйм ключей или операционников, то будет достаточно ограничить напряжение до ±12… 15 Вольт.

Не думайте, что разработчики серийной электроники, это недалёкие люди. Слишком большие деньги вращаются вокруг подобных проектов, чтобы доверить подобное дилетантам. Хотя, бывают и исключения, например, интерфейс SATA. Но, тут скорее сыграла роль жажда наживы хозяина, а не скудоумие инженера.

РоманИюнь 26th, 2011 at 17:24

о_0 спасибо за разъяснение))
а поподробнее насчет sata?)

adminИюнь 26th, 2011 at 17:40

Роман

Подробно про SATA.

Tocha_62Июнь 28th, 2011 at 11:44

Возможно ли использовать такой осциллограф для налаживания импульсных источников питания? Посмотреть например, генерацию ШИМ-контроллера, замерить пульсации выходных напряжений?

adminИюнь 28th, 2011 at 15:54

Tocha_62
Нет, нельзя. Частота генерации ШИМ генератора, да и обычного генератора импульсного блока питания, как правило, лежит за пределами слышимого диапазона частот, а это 20 кГц и выше. Диапазон же частот подобного осциллографа ограничен возможностями аудио карты и для бюджетных аудио карт простирается ниже частоты 20кГц.



На картинке показано, как будет выглядеть сигнал синусоидальной формы частотой 20кГц и прямоугольной (меандр) частотой 10кГц. При чистоте сигнала прямоугольной формы 20кГц, его эпюра мало чем отличается от синусоидальной.

РоманИюнь 29th, 2011 at 12:41

А если у аудиокарты частота дескретизации 192 кгц то она попрет для налаживания импульсных блоков?

adminИюнь 29th, 2011 at 13:28

Роман
Будет чуть лучше, но не настолько, чтобы Вы могли увидеть прямоугольные импульсы на частотах превышающих звуковой диапазон.

Только не стоит думать, что если Вы увидите правильные эпюры, то это значительно упростит настройку импульсных источников, особенно, если Вы собираетесь использовать свои собственные разработки.

С другой стороны, если Вы используете драйвер ШИМ, то он сам генерирует необходимую длительность импульсов. Если автогенератор, то вы должны будете увидеть меандр. Но, все и так знают, как он выглядит. :) О режиме работы транзистора можно судить даже по нагреву. Чем больше опыт, тем меньше приборов и главное транзисторов требуется.

В старые добрые времена радиолюбители, да и радиомастера успешно обходились одним лишь тестером. Если рассуждать с этих позиций, то, конечно, даже осциллограф на основе аудио-карты может быть хорошим подспорьем в ремонте аппаратуры или наладке самоделок.

РоманИюнь 30th, 2011 at 14:46

мне осциллограф нужен для ремонта компьютерных бп
для просмотраработы генераторов на силовых транзисторов
мультиметр в их цепях ничего не показывает как по постоянному току так и по переменному

adminИюнь 30th, 2011 at 15:26

Роман

Если Вы серьёзно занимаетесь ремонтом в мастерской, то можете купить какой-нибудь советский б/у-шный осциллограф на 50… 100MHz. Единственный недостаток таких девайсов, это громоздкость. Их сейчас массово разбирают на палладий и платину, и купить их можно по цене, содержащихся в них драгметаллов. Если потратить в 4-5 раз больше средств, то можно купить бюджетный USB осциллограф долларов за двести.

Но, не думайте, что осциллограф, это панацея. Я в трудные времена несколько лет занимался ремонтом телевизоров на дому у заказчика. Естественно, что приходилось ремонтировать и блоки питания. Носил я с собой обычный стрелочный тестер и две компактных 220-ти-вольтовых лампочки. От этих двух лампочек, при ремонте БП, было пользы на порядок больше, чем от осциллографа. Ведь ремонтировать приходилось блоки, которые когда-то работали. В них достаточно выявить и заменить неисправные детали. А это намного проще, чем заниматься пуско-наладочными работами. Ведь в последнем случае приходится искать так называемые «хомуты», которые чаще всего просто не вписываются в разумную логику.

kazimiriusИюль 1st, 2011 at 17:45

Само выражение ЗВУКОВАЯ КАРТА говорит само о сибе, устройство работает в звуковом диапазоне, если это синус. Если сигнал имеет другую форму, то диапазон резко уменьшаетсяя, при дискретизации 192кГц меандр максимум 5кГц.
Я ремонтирую импульсные БП при помощи старенького С1-65, а ремонтный БП включаю через развязывающий транс 320ВА (220В-220В), в стационарных условиях и небольших мощностях это самый правильный вариант.
По поводу развязывающего трансформатора по входу, во первых, он не пропускает постоянку (осцилограф без постоянки не есть хорошо). Во вторых самому изготовить качественный и правильно экранированный транс сложновато, при этом диапазон его работы оставляет желать лучшего.

ИгорьАвгуст 31st, 2011 at 14:27

Бомба! Я о таком софте давно мечтал. При наличии извилин и здоровья это чудо превращается в АЧХометр, спектроанализатор и многое другое полезное(недорого). Я с 90 года разрабатываю радиоподелки от100кГц до 2.4ГГц. Купил когда то старый ламповый прибор 70х но он за 5-6 лет сдох. Новый фирмовый приборчик — слишком дорого, А это + пара аппаратных приставочек очень даже то. Правда для реализации хорошей диапазонности детали не везут. Наш базар — это барахолка светодиодов и мобилок. Такая штука как контурная катушка в экране- экзотика, приходится изощрятся на выдумки.
З.Ы. для ремонта ИБП приборы не нужны в принципе, разве что простенький тестер для проверки пробоя полупроводников и утечки электролитов.Это приходит с опытом.Зато для замеров магнитопровода
(индукция насыщения,н.магн.проницаемость и т.д.) эта софтина -гут полный.Респект её авторам.

ВолодяСентябрь 7th, 2011 at 19:37

Собираю металоискатель; нужно собранный генератор частоты ( питание 12 вольт) вместе с обмотками (по очереди) через адаптер подключить к виртуальному частотомеру Frequency Counter 1.01(взятому с http://payalnik.hypermart.net )… Предложенный Вами адаптер нравится, но быстро его не сделаю… для продвижения работ по сборке МД нужно постоянно делать что-то дополнительно… только, что закончил Ваш регулятор мощности(правда на скорую руку, но работает). Не хочу \"перегореть\"… Большая просьба, подскажите упрощённый вариант адаптера… конкретно для моего случая, с уже известными номиналами деталей. Реально выручите, буду искренне благодарен.

adminСентябрь 7th, 2011 at 19:52

Володя

1. Ссылка битая и понять, какую частоту вы собираетесь измерять, непонятно.

2. Для измерения частоты не нужно строить сложный адаптер, так как амплитудное значение напряжения значения не имеет. Можно обойтись просто резистором на входе. Величина резистора будет зависеть от максимально-возможного измеряемого уровня напряжения.

3. По поводу металлоискателей, хотя такого вопроса и не было. Металлоискатель, с помощью которого действительно что-то можно найти, это, обычно, довольно сложный прибор, для постройки которого нужны не только серьёзные измерительные приборы, но и довольно глубокие технические знания. В то же время, существуют дешёвые китайские металлоискатели фабричного производства, стоимость которых приближается к стоимости комплектующих и трудозатрат вместе взятых.

ВолодяСентябрь 8th, 2011 at 08:48

admin, не будьте так строги.
1. частота измерения до 18000 герц
2. максимально-возможный измеряемый уровень напряжения постоянного тока в адаптере, теперь уже, в идеале, хотелось бы сделать на пять позиций, как у мультиметра: 200мВ, 2В, 20В, 200В, 1000В или как у ампервольтметра Ц20: 0,6В, 1,5В, 6В, 30В, 120В, 600В. Или это я заглупил? Может есть формула для расчёта?
3.плату металлоискателя я спаял, обмотки намотал — осталоась настройка. Расчитываю на глубину поиска в грунте 15см. Люблю рыбалку и цель поиска свинцовые грузила, джиг-головки, блёсны. Будут монетки и цветмет на пляжах — прекрасно. Как доделаю похвастаюсь на форуме. А покупать не хочу, тем более китайский- не патриотично, да и денег не густо. Фраза «Бюджетные решения» и мой стиль жизни…

adminСентябрь 8th, 2011 at 09:04

Володя

1. Такую частоту измерить можно.

2. Адаптеру не нужен такой «подробный» переключатель, так как он имеется в самих софтверных осциллографах. Все формулы (и даже лишние) есть в статье.

ВолодяСентябрь 8th, 2011 at 14:44

admin
Прочитал на форуме тему — Почему админ не даёт полный ответ на большинство вопросов.
В первое предложение, первого пункта Вашей позиции НЕ ВЕРЮ. Посты других форумчан более искренние. Ваш сайт далеко не единственный где порой имеет место быть позиция: Имел трудности я, пусть их поимеют и другие. Не осуждаю, сожалею.

adminСентябрь 8th, 2011 at 15:34

Володя

Вам ехать или шашечки? Есть вопросы, задавайте, а не наводите тень на плетень. Ткните носом в вопрос, на который я не ответил или не попытался ответить. Я мог его просто не заметить или неправильно истолковать.

Что касается моих трудностей, то все они сводятся к одной – полному отсутствию телепатических способностей. Я плохо понимаю суть вопросов, которые задают, посмотрев картинки. Вот Ваши вопросы вроде в подвале некой статьи, а создаётся впечатление, что статью Вы не читали, когда спросили о формулах для расчёта делителя. А я ведь стараюсь писать как можно подробнее, чтобы не возникало вопросов. Вы в сети мало найдёте таких подробных статей, если найдёте вообще. ;)

ВалерийОктябрь 5th, 2011 at 17:43

Очень хорошая и подробная статья. Большое спасибо за труд. Сегодня закачал софт, завтра ВПЕРЁД!- НА ИСПЫТАНИЯ!!!!!!!!

adminОктябрь 26th, 2011 at 12:05

Лимит сообщений исчерпан. Просьба перейти в соответствующий топик форума для продолжения обсуждения и получения ответов на вопросы.

Загрузка...