Oscyloskopu cyfrowy

Aug 05, 2003 3 Replies

Cze! Jak w temacie. Interesuje mnie głównie:


1)zabezpieczenie elektroniki oscyloskopu (i przyłączonego komputera [auć,co by to było] - tu planuję szybkie transoptory) przed zbyt wysokim napięciem pomiarowym (np 240 V-czyli 480V międzyszczytowego). Chcę, żeby zabezpieczenie oscyloskopu nie było kosztem mierzonego urządzenia. Wiem, wiem, można dać sondę o tłumieniu 100:1 (planuję dać
10:1 - na dwie sondy niestety mnie nie stać, a jedna to koszt ok
150PLN - zrobienie samemu chyba ni wchodzi w grę - chyba, że ktoś to sprostuje?). Tylko że wtedy obniża się wartość sygnału użytecznego (np o wartości 5V), który następnie musi być wzmocniony, a przy tym będzie łapać szumy/zakłócenia. Jeśli będą mniejsze lub równe 1 LSB (przy ADC
8bit), to nie ma problemu. A co jeśli będą większe?


2)Automatyczne skalowanie zakresów (amplituda). Doszedłem do wniosku, że najlepszy będzie chyba analogowy scalony układ przełączający (coś takiego jak: max 333 lub 396), bo zastosowanie analogowego muxa chyba będzie wprowadzać za duże zniekształcenia przy częstotliwości do



10-12MHz. (Chyba że mnie ktoś oświeci, bo jeszcze ciemny jestem). Następnie przełączana drabinka rezystorowa na szybkim wzm. operacyjnym pracującym jako standaryzator sygnału do poniżej 2V międzyszczytowego. Jak zrobić automatyczne skalowanie tak, aby dać możliwie duży sygnał, ale nie dać więcej niż 2V p-p na wejście ADC i wyprowadzić info o skali sygnału na lpt?


3) ADC pracuje na minimum 100KHz (max 80MHz)- możliwe, że będę potrzebował mierzyć sinus 50Hz. Przy 64KB fifo ram powinno to wystarczyć, ale tu pojawiają się "szczególne wymagania". Chcę, żeby zawsze uaktualnianie ekranu miało 25-30 Hz (z możliwością zatrzymania, lub pojedynczy strzał). Przy pamięci 64K nie da się przepchać



64K*25=1600KB/sek po LPT. Czy możliwe jest przy adc wystawiającym dane z częstotliwością 100KHz zapisywanie do pamięci np co drugiej lub np co szesnatej próbki? Może wygodniej będzie zastosować do przebiegów RealTime pamięci fifo 1KB + równoległy zapis do fifo 64K + wybór pamięci, z której odczytywać + funkcja opróżniania pamięci (bo do pełnej nie da się nic dopisać-bo to fifo)?


4) Jak zrobić Triggera? Czy wystarczy wpuszczać sygnał wejściowy na szybki komparator o regulowanym napięciu porównania? (+ ew szybki wzmacniacz operacyjny odwracający, żeby można było wyzwalać na opadającym zboczu)?


5) no i ten nieszczęsny dzielnik częstotliwości... Jaką częstotliwość kwarcu wybrać, aby uzyskać max co fabryka dała, czyli 80MSPS, następnie 50MSPS, 20MSPS, 10MSPS itd aż do 100KSPS? Chciałem zrobić to na PLD. Jaki wybrać, aby był dostępny,tani i zmieścić w nim z lekkim zapasem to co potrzebuję? Może zrobić syntezę częstotliwości? Tylko szczerze mówiąc nie wiem jak?


5)Kolejne pytanie to strona Software'owa. Poszukuję jakiegoś szybkiego komponentu (delphi - najlepiej 5.0 lub nawet 4.0), będącego w stanie wyświetlić 25-30 przebiegów po ok. 500 wartości w każdym. (pojedyncze punkty/punkty łączone + aproksymacja wielomianem [w powiększeniu w trybie 1shot - tu nie potrzebuję 25fps])



Może któryś z szanownych grupowiczów mógłby mi pomóc? Jeśli nie sam, to w zespole? Jak tylko uda mi się zrobić coś sensownego, obiecuję podesłać schemat. Ale to jeszcze hoho.....



Pozdrofki.



P.S. Jakaś tania karta PCI do USB 2.0? Może pomyśleć o USB 2.0 do oscyloskopu? 480Mb/sek piechotą nie chodzi (tylko jeździ czerwonym ferrari)


chyba zbyt wolne te transoprory beda... radze poszperac w schematach oscyloskopow... albo skorzystac z gotowego projektu oscyloskopu cyfrowego w PE (budowalem go i uruchomialem)

(mam w pracy oscyloskop LECROY, i szumy przy zwartym wejsciu sa rzedu kilkudziesieciu LSB, w pasmie 2GHz, nie da sie specjalnie mniej, bo sa szumy termiczne, jak obetne pasmo, to maleja)

Robilem kiedys regulowany szerokopasmowy tlumik DC-100MHz do generatora funkcyjnego + wzm mocy na to pasmo (2W/50 omow) uzylem drabinki R/2R i 8 kontaktronow (przekaznikow), trzeba uzyc rezyst o malej rezyst i tolerancji 1%, aby zachowac monotonicznosc

POmysl o filtrze antyaliasingowym? bo wtedy na nic ci rozdzielczosc 10 czy 8 bitow... USB 2.0 = CY7C68013 - niesamowite mozliwosci ma ten scalak - mozna na nim zrobic USB/IDE lub dowolny inny interfejs niezle przybajerzona 51'ka (chyba tylko ADC jej brakuje), transfer max

52MB/s:) troche duzo funkcji - obczajenie zajelo mi z tydzien siedzenia , ale ruszylo odrazu...:) Buduje ostatnimi czasy na tym scalaku kamery USB 2.0 dla astronomii (1 klatka - 8MB) i spektrometrii , i sprawdza sie super Mam koncepcje analizatora logicznego 1GHz, i jak tylko zdobede pamieci IDT biore sie do roboty dla 80MHz nie musisz uzywac wcale fifo, sa dostepne pamieci RAM, mozesz uzyc cache od pentiuma+PLD jako licznik adresow

raczej wzm operacyjny to nie... szybki komparator + ukl rozniczkujace do detekcji zboczy wszystko mozna latwo zrobic cyfrowo komparator, cyfr uklad rozniczkujacy do zboczy.... na PLD

a jesli chcesz oba zbocza i analogowo to nie lepiej 2 komparatory? i na wyjsciu przerutniki reagujace na dodatnie zbocza?

polecam Cyclone'a z duuzym zapacem najmniejszy ma 3000 komorek, i zmiescisz do niego 32 bit proca/100MIPS wg Altery kosztuje ok 5$/10000szt;) mozna kupic za 150zl lub taniej,zaezy gdzie

6tys komorek kupowalem w EBV ma PLL na ktorym mozesz zbudowac dzielnik nawet przez liczby niewymierne:) i pracuje do 300MHz ma interfejs do DDR, wiec pamiec odpada ,transfer do 266Mbit/pin mozesz mu dowalic 16MB:) na przyklad PLL np 50/80 - powielasz 5x i dzielisz przez 8... wszystko konfigurowalne w locie

Pisalem soft w VC++, i wyciagalem transfer 25MB/s na Duron 1000, na wygenerowanych driver'ach (windriver 5.22) do tego USB 2.0 sa dostepne biblioteki pod rozne srodowiska... wrzuc na google'a

karta kosztuje 78 zl w wawie na gieldzie...

4xUSB2.0

Cze! To znooowu ja.

Te transoptory to tylko do separacji portu równoleg³ego.Gdzie¶ widzia³em odpowiednio szybkie, tylko nie pamiêtam gdzie...(a nawet jak transfer po lpt spadnie 3razy to i tak powinno wystarczyæ)

No, no, pogratulowaæ! Mo¿na gdzie¶ rzuciæ okiem na schemat? Mo¿e podkradnê jakie¶ rozwi±zanie? (robiê tylko na w³asne potrzeby)

Nie robiê do 2 GHz, wystarczy 80MSPS (chcê obrazowaæ przebiegi do ok

20MHz, no,max33MHz). Trochê mo¿e z³agodzê wymagania. Niech szumów bêdzie poni¿ej 5%, czyli powiedzmy poni¿ej 15LSB

Jakie¶ szczegó³y?

Jak go zrealizowaæ? Czy je¶li wbudujê miernik czêstotliwo¶ci do 50MHz, z którego bêdê prowadzi³ odczyt, i na jego podstawie ustawia³ podstawê czasu 10-50 x mniejsz± ni¿ okres sygna³u to Twoim zdaniem wystarczy? Jakie¶ prostsze rozwi±zanie?

Ale fifo ju¿ mam...

Dlaczego? Zielony prosi o uzasadnienie.

Z PLD jestem nawet nie zielony (chocia¿ ostatnio poczyta³em trochê na ten temat). Jaka struktura pomie¶ci to wszystko, bo mam problemy z oszacowaniem, w jakim uk³adzie ile jakich funkcji da siê upchaæ? Jaki¶ przyk³adowy pliczek, który to co napisa³e¶?

My¶la³em o 2 komparatorach. A mo¿e 1 wystarczy? Prze³±cznik analogowy wpuszcza na komparator 1 z 2 sygna³ów: odwrócony i nieodwrócony... Zaraz, zaraz, do odwróconego trzeba by dodaæ offset, wiêc dochodzi jeszcze 1 wzmacniacz nieodwracaj±cy (sumator) lub faktycznie drugi komparator.

I pewnie z duuu¿± cen±? (i jeszcze gêstszym rastrem? nie mam mikroskopu do lutowania)

A nie mówi³em? (Tak tanio? - dziêki, poczekam 10 lat a¿ stanieje o po³owê). We Wroc³awiu. [Mo¿e kto¶ wie, gdzie oprócz gie³dy, robotronika i axella mo¿na siê zaopatrywaæ w ko¶ci? (mo¿liwie tanio!!!)]

Jakie¶ szczegó³y jak siê powiela? Widzia³em gdzie¶ tylko uk³ad podwajacza czêstotliwo¶ci: kondensator do opó¼niania przebiegu napiêcia ---> xor sygna³u oó¼nionego z nieopó¼nionym. Na gifie obraz przebiegów by³ ³adny, ale jak jest w praktyce?

U mnie pod mask± XP1.7 Je¶li umiejêtnie siê bêdzie przesy³aæ, to chyba nie trzeba a¿ 25MB/sek. Resztê zrobi soft (skalowanie, FFT i inne bajery). Szacuj±c 2 kana³y 8-bitowe, pomiar 1024 warto¶ci i otrzymujemy 2 KB/ramkê * 30 /sek

chyba ze tak... ja uzywalem kiedys jakichs serii 4N.. oraz PC817

(budowalem go

byl opis bodajze w 1999 roku, przypomnij mi kiedys, jak wroce do Polski, to podesle skan albo poszukaj na necie BYl tam nieglupi wzmacniacz wejsciowy do 40 MHz, ktory mozna skopiowac,

szumy

wiem, chce ci tylko powiedziec, ze szumy to powazny problem, i nie da latwo sie ich zredukowac - ja obudowalem wzmacniacze wejsciowe bruba blacha, i jakos to dziala...

o

ksiazkowy przetwornik R-2R i przekazniki jako klucze

po co ci miernik czestotliwosci? mozesz wyznaczyc czestotliwosc cyfrowo... za ADC a filtr antyaliasingowy musi ci ogcinac do 40MHz czyli polowy probkowania i musi byc przed ADC aby przy jednej oktawie, osiagnac tlumienie 256 (czyli mniej niz 1 LSB na yjsciu filtra dla f=40 MHz) trzeba zalozyc filtr tlumiacy o 48 dB

1 rzad filtru to 6dB/oktawe (chyba), a wiec wychodzi rzad 8, co jest baaaardzo ciezko realizowalne... nie uzyskasz wiec pasma 40MHz, gdyz wejdzie ci aliasing, czyli nakladanie widm... no, chyba ze bedziesz mierzyl wylacznie sinusoidy, wtedy problem cie nie dotyczy Prosciej? - 8 krotne nadprobkowanie i filtr cyfrowy 10 rzedu na przyklad... al etrzebaby ADC 640 MHz!!!

uzyc

tak, ale skoro masz problem z odczytywaniem co ktorejs probki... mozesz zawsze dac decymator na wyjsciu... ktory przepusci conp 10 probke tyle ze znowu ten aliasing - filtr masz na 40 MHz wiec przed decymacja musisz zrobic filtracje dolnoprzepustowa...aby mialo tao jakis sens

bo sa duuuzo za wolne chodzi o parametr SR co z tego, ze wzm ma 400MHz, skoro z pelnym nap na wyjsciu moze przeniesc max 5MHz...

ozesz uzyc serii MAX7000, ale cyclon'e bedzei i tak tanszy, i pomiesci ci wszystko z tanszej serii sa moze uklady Xilinx'a ale tak czy inaczej filtracja cyfrowa zajmuje duuzo zasobow... chyba ze chcesz ja pominac i zrobic cyfrowo, ale wtedy to traci sens, bo mozesz nie decymowac...

z tanszych PLD, to sa wlasnie te MAX7000S, koniecznie kup programowalne JTAGiem, chyba ze masz ALL07:) ale nie sadze:) chyba mam gdzies na dnie szuflady EPM7192, 192 makrocele- ja kiedys w to upchnalem cal kamere CCD na USB, wiec twoj oscyloskop sie nie zmiesci, tyle ze te kosci nie maja JTAGa, moge ci je odspraedac za powiedzmy, 25 zl, ale bedziesz misial poszukac programatora

wlasnie - ten wzmacniacz odwracajacy ... a moze zrobic to na parze roznicowej? moze UL1111 da rade?

Serio - lutowalem to zwykla lutownica, PQFP240 przylutowywujesz wszystki nozki, a potem splywasz z nadmiarem cyny przy uzyciu duzej ilosci kalafonii - monataz nie przekracza 2 minut, przy lekkiej wprawie, MAX7000 sa w PLCC takze, wiec mozna dac podstawke

150 zlotych, to naprawde bardzo tanio, jak na tego typu scalaki

z PLD jest ciezko kupic tanio male ilosci, przy 24 sztukach, cena maleje nawet 4 razy!

niewymierne:)

PLL +2 dzielniki czestotliwosci, jeden w petli PLL, drugi na wyjsciu problemem jest wysoka czestotliwosc - nie zrobisz tego na CMOS'ach, czyli na CD4046 i CD 40103

pomysl na serio o ty USB, ma szybkie FIFO, max 8KB, wiec mozesz podlaczyc mu ADC bezposrednio nawet... i obsluguje sie go prosto, dostarczaja nawet kody, zebu ulatwic uruchomienie..

:)

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required