18-Mar-05 14:50 Sasha Krasnovid wrote to Oleksandr Redchuk:
SK> Как то была задача сгpабить каpтинку с монитоpа имеющего видеовыход. SK> Так как обычные каpты видеозахвата не спpавлялись (пpоблемы SK> с синхpонизацией) SK> то для этого был сделан цифpовой самописец (Uвх - 0..1в, Буфеp - 2Мб, SK> частота сэмплиpования - до 60МГц).
SK> Сейчас хотелось бы доделать его до уpовня пpостого осцилогpафа. SK> Соответственно хотелось бы услышать совет по поводу двух вопpосов:
Дык не мне вопросы надо задавать, мне же кажется, что это не так и просто... Надо слушать тех, кто *знает*, что это просто :-) Тут вот кое-кто говорил, что главное - АЦП, остальное фигня (видать уже десяток-другой раз делал). А АЦП у тебя уже есть :-)
Но это шутки, а если серьёзно, то "disclaimer": Цифровых осциллографов я не делал, в чужих не ковырялся и вообще - всё нижесказанное основано на "общефизических" соображениях и довольно однобоком опыте работы с АЦП. Потому-то я и говорю, что не так это просто, что с АЦП давненько вожусь, а вот за осциллограф не взялся бы - нутром чую, что там проблем хватает :-) Вообще-то у меня такое подозрение, что в эхе должны быть люди, которые в касающихся именно осциллографа вопросах гораздо лучше меня разбираются, но что-то их от этого треда оттолкнуло в самом начале. Надеюсь, они меня поправят.
SK> 1. Пpи полосе частот 0-10МГц какие pешения лучше пpименить для SK> входного усилителя,
"самописец" или другой какой "не осциллограф" обычно делается для конкретного сигнала, про который довольно много известно, в том числе полоса. Или известно, что слово "полоса" к нему мало применимо с точки зрения процесса оцифровки и теоремы Котельникова (о чём я около 5 лет назад однажды забыл - до сих пор стыдно :-). На осциллограф же попадать будет всё, что угодно, поэтому о фильтре перед АЦП, мне кажется, стоит подумать. Хотя бы для того, чтобы меньше думать глядя на отображаемую осциллографом кривую. 8-битный АЦП - это считается SNR=50dB для полосы от 0 до fs/2, а с учётом того, что тебя интересует более узкая полоса - даже больше. Но там начнутся разговоры о том, что шум квантования не белый, учёт зависит от сигнала и задачи и т.п. Я тут мало что скажу, с такими задачами не сталкивался. Но даже если ограничиться уровнем "духов" ниже кванта АЦП - всё равно выходит 48dB. Причём я бы не закладывался на "а на 50MHz уже и так ничего не будет, поэтому давить сильно не надо, и так на 10MHz мало что отразится". Если рассчитывать на додавливание в цифре находящейся от 10MHz до fs/2=30 каши из сигнала и духов, то фильтру для работы есть 5 крат по частоте - чуть больше двух октав... Хм, 24dB/октаву, 4-ый порядок...
SK> учитывая, что необходимо изменять его SK> коэффициент усиления для наблюдения сигналов хотябы в 3 диапазонах SK> (10в,1в,0.1в)? Я так понимаю, это "на размах", а не "на деление"? А не грубовато - по декадам? Слегка не лезущий в "0.1В" сигнал придётся смотреть на "1В", а при этом он будет *размахом* всего эдак в 30 квантов АЦП. "маловато будет".
SK> Естественно без пpименения механических пеpеключателей. SK> Или без pеле никуда? Точность 5 пpоцентов сойдет. Ну, 10 вольт-то не усиливать, а ослаблять надо. А ослаблять всё, включая 0.1В, а потом усиливать в 1/10/100 раз - как-то нехорошо. Хотя можно и попробовать - на входе высокоомный фиксированный делитель 1:10, после него повторитель на полевике и два усилителя x10, аналоговый коммутатор (что-то в духе AD8180) и потом фильтр и АЦП. "Лишние" каскады (после той точки, откуда взят сигнал на АЦП) будут перегружены (в смысле улёта в насыщение, а не в смысле риска выхода из строя), ну и ладно. При интересующем размахе входного 10В можно попробовать сначала повторитель - без делителя перед ним, чтобы для диапазона "1В" не трогать сигнал, для "10В" - поделить, для "0.1В" - усилить. Но придётся думать о защите входов коммутатора (известные мне широкополосные коммутаторы - низковольтные), отвечающих за "1В" и "0.1В" при 10-вольтовом входном сигнале. Кстати, вход повторителя защищать тоже надо, причём это ещё высокоомная точка, у которой должна быть небольшая входная ёмкость. Тут я ничего сказать не могу - лично такого не делал. И вообще - на мой непросвещённый взгляд это самое тяжёлое место - входные цепи. Высокоомные, широкополосные, с защитой. 10MHz, конечно, не так страшно, но...
По постоянке - тоже внимательно надо. Казалось бы - всё равно ручка перемещения по вертикали стоит, что там следить. Но уплывание в процессе работы и перепрыгивание нулевой линии при проходе по ступеням чувствительности никому в осциллографе не нужно.
SK> 2. Как лучше всего делать синхpонизацию - аппаpатно или пpогpаммно, SK> либо каким то смешанным способом? Обязательно аппаратно надо было бы, если бы ты захотел сделать стробоскопический режим для периодических сигналов. Вкупе с этим пришлось бы ещё двигать фазу оцифровки относительно момента срабатывания компаратора. Т.е. двигать фазу своих 60MHz с дискретом, например, в 1/10 периода. И иметь соответствующую точность/стабильность срабатывания компаратора и соответствующие параметры генератора (и приёмников его сигнала, кстати). Тут я тоже ничего не скажу конкретного, не занимался таким. Но - внешнюю синхронизацию сделать не помешает. Очень во многих случаях она почти эквивалентна дополнительному каналу :-) Раз так - аппаратные цепи синхронизации всё равно будут, поставить перед ними аналоговый коммутатор и брать нужный сигнал. Кроме того, программная синхронизация при 8 битах и относительно плавном изменении сигнала на нужном уровне на мой взгляд может оказаться грубоватой, будет размываться осциллограма за счёт дрожания точки срабатывания.
wbr,