Цифровой осциллограф с анализатором спектра MDO3052. Дополнительная комплектация и опции

Миниатюрная модель 2-канального цифрового запоминающего USB осциллографа. Выполнена в виде приставки к ПК. Подключается через USB-порт. Оригинальный дизайн и отличные технические характеристики неизменно привлекают внимание специалистов.

• 2 независимых канала с полосой пропускания до 100 МГц
• буфер записи до 128кБ на канал (определяется пользователем)
• произвольно выбираемая длина предзаписи / послезаписи
• высокая чувствительность
• автоматическая настройка на входные сигналы
• большой выбор курсорных и автоматических измерений
• статистические измерения и построение гистограмм
• анализатор спектра (БПФ)
• цифровой люминофор
• аварийная сигнализация
• подключение к ПК через USB 2.0
• вх./вых. внешней синхронизаци (совместимость - ТТЛ)

Технические характеристики

• частота дискретизации 100 МГц
• коэффициент вертикального отклонения 10 мВ/дел...5 В/дел с шагом 1-2-5
• разрешение 8 бит
• частотный диапазон по уровню –3 дБ: 0 Гц...100 МГц (DC), 1,2Гц...100 МГц (AC)
• входное сопротивление 1 МОм
• максимальное входное напряжение: ±50 В при Rвх=1 МОм, ±2,25 В при Rвх=50 Ом
• минимальный период повторения синхронизирующего импульса 20 нс
• минимальная длительность синхронизирующего импульса 10 нс
• диапазон значений коэффициента развертки 10 нс/дел....0,1 с/дел
• калибратор 1 кГц, 3 В от пика до пика
• питание +5 В
• масса 0,19кг
• габаритные размеры 150x85x32 мм

Программное обеспечение AKTAKOM Oscilloscope Pro (поставляется с прибором):

НАЗНАЧЕНИЕ:

Приложение предназначено для полнофункционального управления USB осциллографами ACK-3106, ACK-3116, АСК-3002, АСК-3102 и АСК-3202, сбора данных измерений с двух каналов, их обработки, отображения и сохранения на компьютере.

ВОЗМОЖНОСТИ:

Приложение обеспечивает обнаружение и составление списка доступных к работе виртуальных приборов, подключённых к компьютеру локально (по интерфейсу USB) или через сеть Ethernet/Internet; инициализацию и тестирование выбранного экземпляра USB осциллографа.

Приложение обеспечивает управление всеми параметрами, доступными для настройки этого типа аппаратуры (см. описание поддерживаемых приборов) и чтение данных покадровым (режим осциллографа) или непрерывным (режим самописца) способом. Собранные осциллограммы отображаются на основном и обзорном графиках, графики могут масштабироваться пользователем произвольно, стиль прорисовки графиков настраивается (точками, отрезками, сплайнами), для отображения доступны режимы персистенции и цифрового люминофора. Для ручных измерений по графику доступны два курсора и десять пользовательских меток, положения и интервалы для курсоров и меток отображаются в числовом виде в отдельном окне программы.

Поддерживается как режим цифрового осциллографа с последовательным сбором осциллограмм ограниченной длины, так и режим самописца с непрерывным сбором и отображением данных неограниченное время.

Приложение позволяет записывать данные осциллограмм в файлы в виде числовых данных (универсальный битовый формат AKTAKOM USB Lab). Файлы с числовыми данными могут быть затем вновь загружены в приложение для просмотра и анализа.

С помощью утилиты AULFConverter Конвертер файлов можно преобразовать файл данных для чтения другими приложениями AKTAKOM USB лаборатории в том же формате AKTAKOM USB Lab, либо перевести данные в текстовый формат CSV, который может быть затем открыт любым текстовым редактором или процессором электронных таблиц. Возможно сохранение в файл уже готового изображения полученных сигналов на графике в файл в формате BMP или в векторных форматах WMF или EMF.

Поддерживается также печать данных измерений, печать может быть направлена на принтер или в графический файл.
Для обработки и автоматических измерений в приложение встроен модуль анализа.

В СТАНДАРТНЫЕ ФУНКЦИИ МОДУЛЯ АНАЛИЗА USB ОСЦИЛЛОГРАФА ВХОДЯТ:

• цифровая фильтрация (полиномиальный, накопительный и спектральный фильтры);
• цифровые преобразования сигнала (усиление/ослабление амплитуды, сжатие/растяжение шкалы времени, отражение по вертикали, реверс по горизонтали, добавление шума);
• различные математические функции от сигналов по каналам (сумма, разность, произведение, отношение, среднеквадратическое каналов, производная, интеграл канала, интеграл произведения каналов, корреляция каналов);
• аварийная сигнализация, следящая за выходом сигнала за установленные пределы амплитуды (доступна как в режиме самописца, так и в режиме осциллографа);
• функции вольтметра, частотомера, измерителя сдвига фаз и интегратора;
• автоматическое измерение параметров импульса (амплитуда, размах, выбросы, медиана, среднее, стандартная девиация, частота, период, длительность импульса, скважность, время нарастания, время спада);
• спектральный анализ (выбираемый участок осциллограммы, определение КНИ, параметров основной гармоники, курсорные измерения на спектрограмме, поддерживаются окна: прямоугольное, треугольное, Ханна, Хеминга, Блэкмена, Блэкмена- Харриса, Гаусса, конический косинус, плоское, экспоненциальное) и синтез сигналов;
• статистическая обработка результатов измерений (для выбранного параметра определяются среднее, минимум, максимум, стандартная девиация, строится гистограмма распределения вероятности, определяются асимметрия и эксцесс распределения, курсорные измерения по гистограмме);
• калькулятор формул;
• редактор для эмуляции сигналов.

Приложение позволяет пользователю вручную настроить цвета элементов графика и толщину линий осциллограмм или загрузить эти настройки из ранее сохранённых файлов цветовых схем. Размер, расположение и прозрачность всех окон приложения также могут настраиваться пользователем. Все настройки программы могут быть записаны в файл конфигурации и затем загружены.

Стандартная комплектация

• USB осциллограф
• краткая инструкция
• программное обеспечение AKTAKOM Oscilloscope Pro под Windows XP/Vista/7/8

Программное обеспечение в стандартной поставке не имеет физического носителя и может быть загружено в разделе «Программное обеспечение» после приобретения и регистрации прибора с указанием его серийного номера.

Для загрузки программного обеспечения нажмите кнопку «Загрузить» или перейдите в раздел «Техническая поддержка» -> «Загружаемые файлы для Вашего прибора АКТАКОМ», затем авторизуйтесь, указав свой логин и пароль. Если Вы ранее не регистрировались на сайте www.aktakom.ru, пройдите по ссылке «Зарегистрироваться» и укажите все необходимые данные.

В стандартной поставке стоимость программного обеспечения включена в стоимость прибора. В случае утраты программного обеспечения загрузка осуществляется за дополнительную плату.

Работа с осциллографом...

Всё начинается с измерительного щупа !

Провод щупа коаксиальный. Центральная жила щупа сигнальная, оплётка земля (минус или общий провод).

На некоторых щупах, особенно на современных осциллографах, внутри встроен делитель напряжения (1:10 или 1:100), который позволяет измерять широкий диапазон напряжений. Перед проведением измерений обращайте внимание на положение тумблера на щупе, во избежании ошибок измерения.

Щуп имеет встроенный компенсационный конденсатор. В полосе низких частот (ниже 300Гц) его влияния на усиление нет, но в полосе 3кГц - 100МГц очевидно существенное изменение усиления.

В осциллографах имеется внутренний генератор меандра, сигнал которого выведен на переднюю панель, на клемму «калибровка». Калибровочный сигнал предусмотрен специально для подстройки компенсационной емкости. Частота этого сигнала обычно равна 1кГц, при размахе в 1В. Щуп подключается к клемме «калибровка» и подстраивается для получения наиболее правильной формы сигнала.

Подключаем щуп к осциллографу...

Вход осциллографа может быть закрытым или открытым . Это позволяет подключать сигнал к усилителю Y либо напрямую, либо через разделительный конденсатор. Если вход открытый, то на усилитель Y будет подана и постоянная составляющая и переменная. Если закрытый только переменная.

Пример 1. Нам нужно посмотреть уровень пульсаций блока питания. Допустим, что напряжение блока питания 12 вольта. Величина пульсаций может быть не более 100 милливольт. На фоне 12 вольт пульсации будут совсем незаметны. В таком случае мы используем закрытый вход. Конденсатор отфильтровывает постоянное напряжение. На усилитель Y поступает только переменный сигнал. Теперь пульсации можно усилить и проанализировать!

Для масштабирования осциллограммы на экране служат ручки Усиление и Длительность .

Ручка Усиление масштабирует сигнал по оси Y. Она определяет цену деления одной клетки по вертикали в вольтах.

Ручка Длительность масштабирует сигнал по оси X. Она определяет цену деления одной клетки по горизонтали в секундах.

Пример 2. Основываясь на значениях которые указывают эти ручки и количество клеток занимаемых сигналом можно определить временные параметры сигнала в секундах и его амплитуду в вольтах. Основываясь на этих данных можно вычислить длительность импульса, паузы, периода и частоту сигнала.

В том случае, когда осциллограмма не помещается на экране и необходимо переместить её вертикально или горизонтально используются ручки вертикального и горизонтального перемещения .

Для удобного отображения циклично повторяющихся сигналов применяется синхронизация . Синхронизация обеспечивает прорисовку отдельных импульсов, начиная всегда с одной и той же точки экрана, благодаря чему создаётся эффект неподвижного изображения.

Режим развёртки определяет поведение осциллографа. Предполагается три режима: автоматический (AUTO), ждущий (Normal), и однократный (Single).

Автоматический режим позволяет получать изображения входного сигнала даже когда не происходит выполнения условий запуска. Осциллограф ожидает выполнения условий запуска в течении определённого периода времени и при отсутствии требуемого пускового сигнала производит автоматический запуск регистрации.

Ждущий режим позволяет осциллографу регистрировать форму сигналов только при выполнении условий запуска. При отсутствии выполнения этих условий осциллограф ждёт их появления, на экране сохраняется предыдущая осциллограмма, если она была зарегистрирована.

В режиме однократной регистрации после нажатия кнопки RUN/STOP осциллограф будет ожидать выполнения условий запуска. При их выполнении осциллограф произведёт однократную регистрацию и остановится.

Система запуска Trigger , определяет момент начала регистрации данных и отображения формы сигнала осциллографом. Если система запуска настроена правильно на экране будут чёткие осциллограммы.

Осциллограф поддерживает ряд видов запуска развёртки : запуск по фронту, запуск по срезу, запуск произвольным фронтом.

Уровень запуска – это значение напряжения, по достижении которого осциллограф начинает прорисовывать осциллограмму.

Работа с анализатором спектра...

Существует общая методика исследования сигналов, которая основана на разложении сигналов в ряд Фурье при помощи алгоритма быстрого вычисления дискретного преобразования Фурье, Fast Fourier Transform (FFT ).

Данная методика основывается на том, что всегда можно подобрать ряд сигналов с такими амплитудами, частотами и начальными фазами, алгебраическая сумма которых в любой момент времени равняется величине исследуемого сигнала.

Благодаря этому стало возможным анализировать спектр сигналов в реальном времени.

Рассмотрим принцип работы типичного FFT-анализатора .

На его вход поступает исследуемый сигнал. Анализатор выбирает из сигнала последовательные интервалы («окна»), в которых будет вычисляться спектр, и производит FFT в каждом окне для получения амплитудного спектра.

Вычисленный спектр отображается в виде графика зависимости амплитуды от частоты.

Параметр FFT Length , длинна окна – число анализируемых отсчётов сигнала – имеет решающее значение для вида спектра. Чем больше FFT Length, тем плотнее сетка частот, по которым FFT раскладывает сигнал, и тем больше деталей по частоте видно на спектре.

Для достижения более высокого частотного разрешения приходится анализировать более длинные участки сигнала.

Когда нужно проанализировать быстрые изменения в сигнале, длину окна выбирают маленькой. В этом случае разрешение анализа по времени увеличивается, а по частоте – уменьшается. Таким образом, разрешение анализа по частоте обратно пропорционально разрешению по времени.

Один из простейших сигналов – синусоидальный. Как будет выглядеть его спектр на FFT-анализаторе? Оказывается, это зависит от его частоты. FFT раскладывает сигнал не по тем частотам, которые на самом деле присутствуют в сигнале, а по фиксированной равномерной сетке частот.

Если частота тона совпадает с одной из частот сетки FFT, то спектр будет выглядеть "идеально": единственный острый пик укажет на частоту и амплитуду тона.

Если же частота тона не совпадает ни с одной из частот сетки FFT, то FFT "соберёт" тон из имеющихся в сетке частот, скомбинированных с различными весами. График спектра при этом размывается по частоте. Такое размытие обычно нежелательно, так как оно может закрыть собой более слабые сигналы на соседних частотах.

Чтобы уменьшить эффект размытия спектра, сигнал перед вычислением FFT умножается на весовые окна – гладкие функции спадающие к краям интервала.

Они уменьшают размытие спектра за счёт некоторого ухудшения частотного разрешения.

Простейшее окно – прямоугольное : это константа 1, не меняющая сигнала. Оно эквивалентно отсутствию весового окна.

Одно из популярных окон – окно Хэмминга . Оно уменьшает уровень размытия спектра примерно на 40 дБ относительно главного пика.

Весовые окна различаются по двум основным параметрам: степени расширения главного пика и степени подавления размытия спектра ("боковых лепестков"). Чем сильнее мы хотим подавить боковые лепестки, тем шире будет основной пик. Прямоугольное окно меньше всего размывает верхушку пика, но имеет самые высокие боковые лепестки.

Окно Кайзера обладает параметром, который позволяет выбирать нужную степень подавления боковых лепестков.

Другой популярный выбор – окно Хана . Оно подавляет максимальный боковой лепесток слабее, чем окно Хэмминга , но зато остальные боковые лепестки быстрее спадают при удалении от главного пика.

Окно Блэкмана обладает более сильным подавлением боковых лепестков, чем окно Хана .

Для большинства задач не очень важно, какой именно вид весового окна использовать, главное, чтобы оно было. Популярный выбор – Хан или Блэкман . Использование весового окна уменьшает зависимость формы спектра от конкретной частоты сигнала и от её совпадения с сеткой частот FFT.

Чтобы компенсировать расширение пиков при применении весовых окон, можно использовать более длинные окна FFT: например, не 4096, а 8192 отсчета. Это улучшит разрешение анализа по частоте, но ухудшит по времени.

Работа с генератором сигналов...

Когда речь идёт об измерительной технике, то первое, что приходит в голову, это, как правило, осциллограф или логический анализатор (регистрирующие приборы ).

Однако эти приборы способны выполнять измерения лишь в том случае, если на них поступает сигнал.

Можно привести множество примеров, когда такой сигнал отсутствует, пока на исследуемое устройство не будет подан внешний сигнал.

Пример. Нужно измерить характеристики разрабатываемой схемы и убедиться, что она соответствует требованиям.

Поэтому набор приборов для измерения характеристик электронных схем должен включать в себя источники воздействующего сигнала и регистрирующие приборы.

Генератор сигналов представляет собой источник воздействующего сигнала.

В зависимости от конфигурации генератор может формировать аналоговые сигналы, цифровые последовательности, модулированные сигналы, преднамеренные искажения, шум и многое другое.

Генератор может создавать «идеальные» сигналы или добавлять к сигналу заданные искажения или ошибки нужной величины и типа.

Сигналы могут иметь всевозможные формы:

• синусоидальные сигналы;
• меандры и прямоугольные сигналы;
• треугольные сигналы и пилообразные;
• перепады и импульсные сигналы;
• сложные сигналы.

К сигналам сложной формы относятся:

• сигналы с аналоговой, цифровой, широтно-импульсной и квадратурной модуляцией;
• цифровые последовательности и кодированные цифровые сигналы;
• псевдослучайные потоки битов и слов.

Одной из разновидностей генераторов является генератор качающейся частоты. Это особый вид генератора сигналов, в котором частота выходного сигнала плавно изменяется в определенном интервале, а затем быстро возвращается к начальному значению. В это время амплитуда выходного сигнала остается постоянной.

Если в распоряжении радиолюбителя есть осциллограф, то пользуясь им совместно с генератором качающейся частоты можно легко проверить и настроить кварцевые, электромеханические и LC-фильтры, радиочастотный и ПЧ тракты приемника или передатчика, исследовать АЧХ радио- и телеаппаратуры в широком интервале частот.

Результаты сравнения технических характеристик и внутреннее устройство измерительного комплекса будут подробно описаны в следующем видео.

Комбинированный осциллограф серии MDO3000 – это прибор, который может быть очень полезен при проектировании и отладке современных комплексных электронных систем. Этот осциллограф объединяет в себе 6 приборов: анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы и стандартных функций, логический анализатор, анализатор протоколов и цифровой вольтметр/частотомер. Осциллограф серии MDO3000 можно конфигурировать под собственные задачи и обновлять. Предусмотрена возможность добавления функций и выбора характеристик, которые необходимы в данный момент или могут понадобиться позже.
Осциллографы серии MDO3000 имеют широкоэкранный дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм) и высоким разрешением (800 × 480 WVGA) для детального изучения сложных сигналов.

Основные технические характеристики
Осциллограф
Модели с 2 и 4 аналоговыми каналами
Модели с полосой пропускания 1 ГГц, 500 МГц, 350 МГц, 200 МГц и 100 МГц
Полоса пропускания может быть расширена (до 1 ГГц)
Частота дискретизации до 5 Гвыб./с
Длина записи 10 млн. точек во всех каналах
Максимальная скорость захвата сигнала >280 000 осциллограмм в секунду
Стандартные пассивные пробники напряжения с входной емкостью 3,9 пФ и аналоговой полосой пропускания 1 ГГц, 500 МГц или 250 МГц

Анализатор спектра
Диапазон частот
В стандартной конфигурации: от 9 кГц до верхней границы полосы пропускания осциллографа
Опция: от 9 кГц до 3 ГГц
Сверхширокая полоса захвата до 3 ГГц

Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций (опционально)
13 предварительно заданных форм сигнала
генерация сигналов с частотой 50 МГц
Длина записи 128 000 точек
Частота дискретизации генератора сигналов произвольной формы 250 Mвыб./с

Логический анализатор (опциональный)
16 цифровых каналов
Длина записи 10 млн. точек по всем каналам
Разрешение по времени 121,2 пс

Анализатор протоколов (опциональный)
Поддерживаются стандарты последовательных шин: I2C, SPI, RS-232/422/485/UART, USB 2.0, CAN, LIN, FlexRay, MIL-STD-1553 и аудиошины

Цифровой вольтметр (бесплатно при регистрации прибора)
Измерения ср.кв. перем. и пост. напряжения, ср.кв. перем. напряжения с постоянной составляющей с разрешением 4 разряда
Измерения частоты с разрешением 5 разрядов

Возможности и преимущества
Высокая скорость захвата сигналов в режиме FastAcq™ позволяет быстро находить трудноуловимые аномалии сигналов
Панель управления Wave Inspector® облегчает навигацию и автоматизирует поиск данных сигнала
33 автоматизированных измерения и гистограммы сигнала для упрощенного анализа сигнала
Интерфейс пробников TekVPI® поддерживает активные, дифференциальные и токовые пробники с автоматическим выбором диапазона и единиц измерения
Широкоэкранный цветной дисплей с диагональю 9 дюймов (229 мм)
Небольшие размеры и масса – всего 147 мм в глубину и масса 4,2 кг

Анализ спектра
Специализированные органы управления на передней панели для самых распространённых задач
Автоматические пиковые маркеры для определения частоты и амплитуды пиков спектра
Ручные маркеры для измерения непиковых параметров сигнала
Используемые типы трасс: нормальная, усреднение, удержание максимума, удержание минимума
Режим отображения спектрограмм облегчает визуальный контроль и анализ медленно изменяющихся событий
Автоматизированные измерения: измерение мощности сигнала в канале, коэффициента развязки соседних каналов по мощности и занимаемой полосы частот

Генерация сигналов произвольной формы и стандартных функций
Генерация заданных сигналов для быстрой имитации устройств при разработке систем
Захват сигналов по аналоговым или цифровым входам, передача захваченных сигналов в память для редактирования и выдача отредактированных сигналов
Добавление шума к любому сигналу для тестирования в неблагоприятных условиях

Разработка и тестирование систем со смешанными сигналами
Автоматический запуск, декодирование и поиск сигналов параллельных шин
Многоканальный запуск по времени установки и удержания
Режим высокоскоростного захвата MagniVu™ обеспечивает разрешение по времени 121,2 пс для цифровых каналов

Анализ протоколов
Запуск, декодирование и автоматический поиск содержимого пакетов наиболее распространенных стандартов последовательных шин при разработке встраиваемых систем.
Экспорт таблиц декодирования протоколов, используемых при документировании результатов

Цифровой вольтметр и частотомер
Быстрая визуальная проверка измеренных значений напряжения и частоты
Графическое представление информации о стабильности измерения

Возможность полного обновления
Добавление функциональных возможностей, увеличение полосы пропускания осциллографа или диапазона частот анализатора спектра в соответствии с вашими требованиями или бюджетом.

Дополнительное программное обеспечение
Анализ источников питания
Контроль предельных значений и тестирование по маске

Здравствуйте. Предлагаю обзор конструктора для самостоятельной сборки осциллографа-частотомера начального уровня DSO062 с алгоритмом БПФ (Быстрого преобразования Фурье).
Быстрое преобразование Фурье (FFT) - это математическая функция, позволяющая получить из временной зависимости сигнала его частотные компоненты, т.е. проводить спектральный анализ сигналов.
Конструктор достаточно прост, поэтому его можно рекомендовать самым начинающим радиолюбителям.
В обзоре постараюсь подробно описать все этапы сборки и проиллюстрировать их фотографиями.
Эх, если бы мне такой конструктор в детстве достался, когда я ходил в радиокужок, я был бы счастлив…

Для начала заглянем в Википедию:

Осцилло́граф (лат. oscillo - качаюсь + греч. γραφω - пишу) - прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Изначально осциллографы были механическими, потом электронно-лучевыми, а теперь стали цифровыми.
Осциллограф для радиолюбителя, это как тестер для электрика, это как бинокль для военного, это как микроскоп для биолога… Эту цепочку можно продолжать до бесконечности. Поэтому пора переходить к обзору.

Характеристики:

Характеристики, конечно, весьма скромные, говорящие о том, что этот прибор не может являться измерительным инструментом, а только лишь демонстрационным прибором для знакомства и получения начальных навыков. Однако этот прибор может похвастаться функцией частотомера и спектроанализатора. Ещё можно отметить возможность сохранения «снимков экрана» в память с возможностью передачи их на компьютер.

Упаковка и комплектация:

Упаковка самая бюджетная - полиэтиленовый пакет.

Как видно из фото, бо́льшая часть элементов уже смонтирована на печатной плате, осталось припаять: 1 диод, 6 конденсаторов, 1 индуктивность, 1 стабилизатор, 2 разъёма, 9 кнопок, 1 ЖК индикатор. Также в комплекте радиатор, стоечки, винтики и кабель.
В комплекте 3 куска стеклотекстолита, 2 из которых это передняя и задняя панели, а вот средняя - печатная плата с элементами:




Как я уже писал выше, на печатной плате уже смонтированы SMD элементы (элементы поверхностного монтажа). Печатная плата имеет защитную лаковую маску зелёного цвета (т.н. «зелёнку») и маркировку шелкографией. Плата плохо отмыта, т.к. если присмотреться, видны мелкие «шарики» припоя:
В комплекте есть ещё одна печатная плата в составе ЖК индикатора:

Для начала необходимо «скачать» архив с документацией и руководством по монтажу. Документы все на английском языке.
Рассмотрим схему прибора поблочно.

Стабилизатор +5 вольт:

Преобразователь собран на микросхеме линейного стабилизатора напряжения 7805. По паспорту на вход этого стабилизатора и можно подавать до 30 вольт, но делать этого нельзя, т.к. в схеме используется не только выходное напряжение +5 Вольт, но и входное VRAV+ из которого позднее делается негативное напряжение для питания операционных усилителей. На выходе стабилизатора стоит разомкнутая с завода перемычка JP1 которую нужно будет замкнуть после того, как будут спаяны все необходимые элементы и напряжение на выходе будет равно 5 Вольт. Т.е. это такая «защита от дурака».

Источник двуполярного питания:

Для питания операционных усилителей, установленных во входной аналоговой части необходимо двуполярное питание, т.е. "+" и "-" относительно ноля источника питания. В качестве источника положительной полярности используется входное напряжение +9 Вольт, которое фильтруется от помех индуктивностью L3 и конденсатором С18.
Для получения отрицательного напряжения используется ЭДС самоиндукции индуктивности L2, которая выпрямляется диодом D7 и сглаживается фильтром C14-L1-C15.

Входная аналоговая часть:

Аналоговая входная часть собрана на операционных усилителях и . В этой части также установлены переключатели для выбора диапазона входных значений.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП):

Сигнал с выхода аналоговой части подаётся на 8-ми битный параллельный АЦП TLC5510. С помощью этого АЦП аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с дискретностью 8 бит, т.е. 256 значений

Микроконтроллер:

«Мозгом» данного осциллографа является AVR-микроконтроллер , который получает цифровое значение входного сигнала, осуществляет необходимые математические преобразования и выдаёт данные на ЖК экран. Параллельно со своей основной задачей этот микроконтроллер выдаёт тестовый сигнал 500 Гц, а также импульсы VGEN для источника отрицательной полярности.

ЖК дисплей:

Для вывода изображения используется ЖК дисплей , представляющий из себя монохромную матрицу 128х64 точки. Интерфейс с микроконтроллером - параллельный 8-ми битный. С помощью переменного резистора POT1 производится регулировка контрастности изображения.

Сборка:

Ознакомившись с основными узлами пора переходить к сборке.
Для начала предлагается проверить полярность запаянных диодов D7 и D1:
Проверяем:

Диоды запаяны верно.

Шаг 1: Установка диода D3

Диод в комплекте всего 1, перепутать сложно. Серая полоса это «катод», т.е. "-". Устанавливаем и паяем как нарисовано на плате.

Шаг 2: Установка электролитических конденсаторов

Конденсаторов в комплекте 6 штук: 1 на 470 мкФ (побольше) и 5 на 100 мкФ (поменьше). Перепутать тоже сложно. У конденсаторов промаркирован на корпусе отрицательный контакт "-". Паяем как указано на плате.

Шаг 3: Установка индуктивности L2

Индуктивность только одна, полярности у нее нет, поэтому паяем как получится.

Шаг 4: Установка разъёма J4

Данный 2 рядный 10 контактный разъём служит для программирования микроконтроллера, который уже запрограммирован, поэтому если не предполагается производить его перепрограммирование, то и разъём паять не обязательно.

Шаги 5 и 6: Установка разъёмов J5 и J6 (или J1)

J5 это разъём питания. J6 (или J1, какой в комплекте) это разъём входного сигнала. Паяются в свои места. В связи с тем, что у разъёмов толстые выводы, паять нужно аккуратно, чтобы не перегреть их корпуса.

Шаг 7: Установка тестового сигнального «терминала» J8

Здесь предлагается сделать петельку из откушенного вывода диода или конденсатора и запаять таким образом (к этой петельке позднее нужно будет подключаться входным «крокодилом» для проверки работоспособности):

Шаг 8: Установка стабилизатора с радиатором

Сначала необходимо отформовать выводы микросхемы стабилизатора 7805, прикрутить его к радиатору и корпусу, и только потом паять.

Шаг 9: Проверка напряжения питания 5 Вольт

Сейчас необходимо на разъём питания подать 9-12 вольт постоянного тока, согласно полярности и измерить напряжение на контрольной точке TP5. Напряжение должно соответствовать 5 вольтам.
Если всё в порядке, то можно переходить к следующему шагу, а если нет, то необходимо перепроверить установку элементов (диод, стабилизатор).

Шаг 10: Установка перемычки JP1.

Перемычка JP1 это «защита от дурака». Сделано это для того, чтобы не «спалить» все остальные элементы при неправильном монтаже. Но раз мы дошли до этого шага, значит смонтировано всё верно и перемычку можно устанавливать. Делается она тоже из обрезка вывода.
Т.к. дальше следует паять кнопки и переключатели, то предварительно я рекомендую отмыть плату от флюса. Позднее это нужно будет делать гораздо аккуратнее, чтобы не намочить элементы управления. Отмывать можно спиртом или спиртобензиновой смесью. Я мою изопропиловым спиртом.

Шаги 11 и 12: Установка кнопок и переключателей

В руководстве рекомендуется запаять кнопки сначала только по диагонали, т.е. не по 4 а по 2 ножки в каждой, потом примерить лицевую панель и отрегулировать глубину установки кнопок, чтобы они хорошо нажимались. Реально получилось так, что из-за чрезмерной длины кнопок, усадив их максимально глубоко, всё равно пришлось подкладывать под стойки шайбы, чтобы немного приподнять переднюю панель. Т.е. паяем все кнопки максимально близко к плате.

Шаг 13: Установка ЖК-индикатора

Для начала нужно напаять на плату ЖК индикатора однорядную 20-ти пиновую линейку. Но нужно не перепутать и запаять там, где отверстия подписаны. С другой стороны запаять 2 двухпиновых кусочка:
Паять нужно так, чтобы пины были перпендикулярно плате. После этого попробовать посадить плату ЖК дисплея на основную и убедиться, что выводы запаянных элементов не достают до платы дисплея. Если всё в порядке, пропаять обратные стороны пинов со стороны основной платы.
И теперь самое время убрать остатки флюса, но уже более аккуратно. Я для этого использую ватные палочки смоченные в изопропиловом спирте.

Первое включение:

Осциллограф спаян, отмыт от остатков флюса, произведён тщательный осмотр всех контактов на предмет «непропая» или «соплей», и если всё в порядке, подаём питание:
Экран засветился и даже что-то показывает. На самом деле сначала у меня изображения не было никакого. Экран светился зелёным цветом и всё. Но после регулировки контрастности переменным резистором POT1 всё стало на место.
Следующий этап сборка и тестирование.

Сборка:

В сборке нет ничего сложного. В комплекте присутствуют 8 стоек (4 коротких и 4 длинных). В углах всех плат предусмотрены отверстия для стоек. Короткие устанавливаются со стороны ЖК экрана и кнопок, т.е. с передней, а длинные с задней.
Передняя и задняя панели к стойкам крепятся 8-ю винтиками, которые также находятся в комплекте. Перед установкой передней панели, на кнопки необходимо надеть колпачки. Чтобы кнопки нормально нажимались мне пришлось подложить по одной шайбе между каждой стойкой и передней панелью. Вот что получилось:

Питание:

В качестве источника питания производитель предлагает использовать любой источник с напряжением до 12 вольт постоянного или переменного тока. Дело в том, что на входе стоит диод, который защищает прибор от переполюсовки, а также играет роль однополупериудного выпрямителя. Ток потребления заявлен как "<200 мА". Проверим:
Да, ток потребления составил 113 мА. В связи с тем, что используется линейный стабилизатор напряжения, ток не будет существенно меняться при изменении питающего напряжения. Т.е. что при 9 вольтах, что при 12 ток практически одинаков. Только во втором случае радиатор стабилизатора нагревается сильнее.
Для подключения питания необходимо отдельно приобрести вот такой разъём:
Сто́ит 15 рублей.
Либо использовать источник питания уже с необходимым разъёмом ("+" должен быть внутри, "-" снаружи). У меня оказался в наличии такой источник:

Органы управления:

«Пройдёмся» по органам управления. В наличии 3 переключателя и 9 кнопок. Начнём с переключателей:
AC/DC/Freq - переключатель типа входа. «АС» - измерение переменного тока, происходит «отсекание» постоянной составляющей. «DC» - измерение постоянного тока с учетом постоянной составляющей сигнала. «Freq» - режим измерения частоты (частотомер).
GND/1V/0.1V и «x5/x2/x1» - эти 2 переключателя регулируют чувствительность, т.е. величину по оси «Y». Первым переключателем выбирается базовая величина, а вторым множитель. Результат получается перемножением выбранных величин. Например первый переключатель установлен в «0.1V», а второй в «х2», результат в этом случае получится: 0.2 вольта на клетку.
Теперь кнопки:
SEC/DIV - Изменение «частоты развёртки», т.е. времени по оси «Х». При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение величины «времени на клетку» кнопками [+] и [-] .
V.POS - Выбор изменения вертикальной позиции. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить сдвиг по вертикали кнопками [+] и [-] .
H.POS - Выбор изменения горизонтальной позиции. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить сдвиг по вертикали кнопками [+] и [-] .
MODE - Выбор режима синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение режима синхронизации кнопками [+] и [-] .
SLOPE - Изменение полярности синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение полярности синхронизации кнопками [+] и [-] .
LEVEL - Выбор уровня синхронизации. При нажатии на кнопку подсвечивается соответствующий значок на экране и дальше можно производить изменение уровня синхронизации кнопками [+] и [-] . При последующих нажатиях на LEVEL производится выбор «внутренней» или «внешней» синхронизации, а также включение или выключение выхода синхронизации.
OK - «Замораживание» экрана. Т.е. при нажатии на кнопку появляется надпись «HOLD» и изображение перестаёт меняться. Повторное нажатие возвращает в обычный режим.

Тестирование:

Для начала подключим вход осциллографа к выходу тестового сигнала J8. Там должен быть меандр с частотой 500 Гц и амплитудой 5 Вольт. Смотрим:
Выбраны режимы «1 вольт на клетку» и «0,5 мсек на клетку». Амплитуда около 5 клеток, т.е. 5 вольт, период 4 клетки, т.е. 2 мсек. Переводим период в частоту f=1/T=1/0,002=500 Гц. Всё верно. Параллельно я подключил мультиметр в режиме измерения частоты. Показания также совпали.
Идём дальше, генератора сигналов у меня нет, поэтому будем обходиться подручными средствами. Посмотрим частоту и форму сигнала с выхода обычного сетевого трансформатора:
Синусоида с частотой 50 Гц.
Далее я собрал простейший генератор на микросхеме таймера . К выходу получившегося генератора подключим исследуемый осциллограф и ISDS205C.
Дальше поэкспериментируем с формой сигнала, для чего на выход подключим R-C цепочку 2кОм-5нФ:
Увеличим ёмкость до 1 мкФ, но и снизим частоту:
Формы сигналов похожи, частоты тоже.

Режим БПФ (FFT):

БПФ или по английски FFT это . Не вдаваясь в подробности эта функция даёт пользователю возможность с помощью осциллографа проводить анализа сигнала не только во временной, но и в частотной области. Этот алгоритм особенно полезен когда нужно провести спектральный анализ, но специализированных приборов типа анализаторов спектра нет. При этом надо четко представлять, что осциллограф это прежде всего, осциллограф, а не средство измерения частотного спектра, хотя у него и есть такая возможность. Поэтому метрологические характеристики осциллографов в режиме БПФ не нормируются.
В режим БПФ и обратно осциллограф переключается длительным нажатием (3 секунды) на кнопку MODE . Кнопкой HPOS можно выбирать количество точек для БПФ: 256 или 512. Кнопками [+] [-] можно менять частоту дискретизации.
Для тестирования этого режима подключим вход осциллографа к выходу внутреннего тестового генератора:
Частота генератора равна 500 Гц, можно видеть максимальный уровень сигнала именно на этой частоте, и дальше наблюдать затухающие гармоники на частотах 1500 Гц, 2500 Гц, 3500 Гц и т.д.

Сохранение снимка экрана:

Сделать снимок экрана и сохранить можно либо во внутреннюю энергонезависимую память (до 6 снимков), либо передать в виде BMP файла на компьютер. Сделать это можно следующим образом:

Сохранение во внутреннюю память:
1) «Заморозить» экран кнопкой (состояние HOLD).
2) Нажать и используя [+] или [-] выбрать 1 из 6 ячеек памяти.
3) Нажать для записи «замороженного» экрана в выбранную ячейку.

Просмотр сохранённых экранов:
1) Войти в режим HOLD нажатием кнопки .
2) Нажать и используя [+] или [-] выбрать 1 из 6 ячеек памяти.
3) Нажать для вывода на экран изображения из выбранной ячейки.

Передача снимка экрана на компьютер.
Для начала необходимо осциллограф подключить к компьютеру через последовательный порт. Я для этого использовал преобразователь USB-COM c TTL уровнями подключив его к разъёму J5:
Далее на компьютере необходимо запустить программу, которая поддерживает приём данных по протоколу Xmodem . На WinXP это HyperTerminal. На Win7 и старше HyperTerminal-а нет. Чем пользоваться - затрудняюсь ответить. Мне повезло, что как раз в наличии был старый ноутбук с WinXP. При приёме данных необходимо выбрать следующие параметры порта: 38400bps, 8 data bits, 1 stop bit, no parity, no flow control .
Выбрать имя файла с расширением BMP и нажать «ожидание приёма».
В это время осциллограф перевести в состояние HOLD кнопкой , нажать и далее . В это время должна начаться передача файла. Вот что у меня получилось:

Итоги:

Ну что же, пора заканчивать и подводить итоги.

Простота сборки, доступно даже самым начинающим радиолюбителям;
+ Прибор «3 в 1»: осциллограф, частотомер, анализатор спектра;
+ Возможность сохранения «скринов» в память и на компьютер;
+ Качество изготовления;
+ Подробное описание процесса сборки и поиска неисправностей.

Низкое разрешение ЖК дисплея и его монохромность;
- Скромные характеристики (частота дискретизации всего 2 МГц, чтобы исследовать форму сигнала нужно хотя бы 10 точек на период, следовательно максимальная частота входного сигнала находится в районе 200 кГц).

Как я писал в начале обзора: «Эх, если бы мне такой конструктор в детстве достался, когда я ходил в радиокужок, я был бы счастлив...», и это правда. Конструктор очень хорош для получения начальных навыков работы с осциллографом, частотомером, анализатором спектра. С помощью этого прибора можно производить наладку простейших электронных схем, не смотря на то, что это игрушка в бо́льшей степени, чем измерительный прибор. Зачем я его заказал? Да просто стало интересно. Решил показать и рассказать что это и «как его едят».
Надеюсь обзор будет полезен. Если я увижу, что подобные обзоры представляют интерес для читателей, то буду и дальше заказывать разные конструкторы.

Удачи!!!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +51 Добавить в избранное Обзор понравился +73 +123

SoundCard Oszilloscope – программа превращающая компьютер в двухканальный осциллограф, двухканальный генератор низкой частоты и анализатор спектра

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Каждый радиолюбитель знает, что для создания более-менее сложных радиолюбительских устройств необходимо иметь в своем распоряжение не только мультиметр. Сегодня в наших магазинах можно купить практически любой прибор, но – есть одно “но” – стоимость приличного качества любого прибора не менее нескольких десятков тысяч наших рублей, и не секрет, что для большинства россиян это значительные деньги, а посему эти приборы недоступны вовсе, или радиолюбитель покупает приборы давно находящиеся в употреблении.
Сегодня на сайте , мы попробуем оснастить лабораторию радиолюбителя бесплатными виртуальными приборами – цифровой двухканальный осциллограф , двухканальный генератор звуковой частоты , анализатор спектра . Единственный недостаток этих приборов – все они работают только в полосе частот от 1 Гц до 20000 Гц. На сайте уже давалось описание похожей радиолюбительской программы: “ “ – программа превращающая домашний компьютер в осциллограф .
Сегодня я хочу предложить вашему вниманию очередную программу – “ SoundCard Oszilloscope “. Меня эта программа привлекла неплохими характеристиками, продуманным дизайном, простотой изучения и работы в ней. Данная программа на английском, русского перевода нет. Но я не считаю это недостатком. Во-первых – разобраться как работать в программе очень легко, вы сами это увидите, во-вторых – когда нибудь вы обзаведетесь хорошими приборами (а у них все обозначения на английском, хотя сами китайские) и сразу и легко освоитесь с ними.

Программа разработана C. Zeitnitz и является бесплатной, но только для частного использования. Лицензия на программу стоит около 1500 рублей, и есть еще так называемая “частная лицензия” – стоимостью около 400 рублей, но это скорее пожертвование автору на дальнейшее совершенствование программы. Мы, естественно, будем пользоваться бесплатной версией программы, которая отличается только тем, что при ее запуске каждый раз появляется окошко с предложением купить лицензию.

Скачать программу (последняя версия на декабрь 2012 года):

(28.1 MiB, 52,914 hits)

Для начала давайте разберемся с “понятиями”:
Осциллограф – прибор предназначенный для исследования, наблюдения, измерения амплитудных и временных интервалов.
Осциллографы классифицируются:
♦ по назначению и способу вывода информации:
– осциллографы с периодической разверткой для наблюдения сигналов на экране (на Западе их называют oscilloscop)
– осциллографы с непрерывной разверткой для регистрации кривой сигнала на фотоленте (на Западе называются oscillograph)
♦ по способу обработки входного сигнала:
– аналоговый
– цифровой

Программа работает в среде не ниже W2000 и включает в себя:
- двухканальный осциллограф с частотой пропускания (зависит от звуковой карты) не менее чем от 20 до 20000 Гц;
– двухканальный генератор сигналов (с аналогичной генерируемой частотой);
– анализатор спектра
– а также имеется возможность записи звукового сигнала для его последующего изучения

Каждая из этих программ имеет дополнительные возможности, которые мы рассмотрим в ходе их изучения.

Начнем мы с генератора сигналов (Signalgenerator):

Генератор сигналов, как я уже говорил, – двухканальный – Channel 1 и Channel 2.
Рассмотрим назначение его основных переключателей и окошек:
1 – кнопки включения генераторов;
2 – окно установки формы выходного сигнала:
sine – синусоидальный
triangle - треугольный
square - прямоугольный
sawtooth - пилообразный
white noise – белый шум
3 – регуляторы амплитуды выходного сигнала (максимальная – 1 вольт);
4 – регуляторы установки частоты (нужную частоту можно установить вручную в окошках под регуляторами). Хотя на регуляторах максимальная частота – 10 кГц, но в нижних окошках можно прописать любую допускаемую частоту (зависит от звуковой карты);
5 – окошки для выставления частоты вручную;
6 – включение режима “Sweep – генератор”. В этом режиме выходная частота генератора периодически изменяется от минимального значения установленного в окошках “5” до максимального значения установленного в окошках “Fend” в течение времени, установленного в окошках “Time”. Этот режим можно включить или для любого одного канала или сразу для двух каналов;
7 – окна для выставления конечной частоты и времени Sweep режима;
8 – программное подключение выхода канала генератора к первому или второму входному каналу осциллографа;
9 - установка разности фаз между сигналами с первого и второго каналов генератора.
10 - у становка скважности сигнала (действует только для прямоугольного сигнала).

Теперь давайте рассмотрим сам осциллограф:

1 – Amplitude - регулировка чувствительности канала вертикального отклонения
2 – Sync – позволяет (установив или сняв галочку) производить раздельную, или одновременную регулировку двух каналов по амплитуде сигналов
3, 4 – позволяет разнести сигналы по высоте экрана для их индивидуального наблюдения
5 – установка времени развертки (от 1 миллисекунды до 10 секунд, при этом в 1 секунде – 1000 миллисекунд)
6 – запуск/остановка работы осциллографа. При остановке на экране сохраняется текущее состояние сигналов, а также появляется копка Save (16 ) позволяющая сохранить текущее состояние на компьютере в виде 3-х файлов (текстовые данные исследуемого сигнала, черно-белое изображение и цветное изображение картинки с экрана осциллографа в момент остановки)
7 – Trigger – программное устройство, которое задерживает запуск развертки до тех пор, пока не будут выполнены некоторые условия и служит для получения стабильного изображения на экране осциллографа. Имеется 4 режима:
– включение/выключение . При выключенном триггере, изображение на экране будет выглядеть “бегущим” или даже “размазанным”.
– автоматический режим . Программа сама выбирает режим (нормальный или одиночный).
– нормальный режим . В этом режиме осуществляется непрерывная развертка исследуемого сигнала.
– одиночный режим . В этом режиме осуществляется одноразовая развертка сигнала (с промежутком времени, установленным регулятором Time).
8 – выбор активного канала
9 – Edge – тип запуска сигнала:
- rising – по фронту исследуемого сигнала
– falling – по спаду исследуемого сигнала
10 – Auto Set – автоматическая установка времени развертки, чувствительности канала вертикального отклонения Amplitude, а так-же изображение выгоняется в центр экрана.
11 - Channel Mode – определяет как будут выводится сигналы на экран осциллографа:
– single – раздельный вывод двух сигналов на экран
- СН1 + СН2 – вывод суммы двух сигналов
– СН1 – СН2 – вывод разницы двух сигналов
– СН1 * СН2 – вывод произведения двух сигналов
12 и 13 – выбор отображения на экране каналов (или любой из двух, или два сразу, рядом изображается величина Amplitude )
14 – вывод осциллограммы канала 1
15 – вывод осциллограммы канала 2
16 – уже проходили – запись сигнала на компьютер в режиме остановки осциллографа
17 – шкала времени (у нас регулятор Time стоит в положении 10 миллисекунд, поэтому шкала отображается от 0 до 10 миллисекунд)
18 – Status – показывает текущее состояние триггера а также позволяет выводить на экран следующие данные:
- HZ and Volts – вывод на экран текущей частоты напряжения исследуемого сигнала
– cursor – включение вертикальных и горизонтальных курсоров для измерения параметров исследуемого сигнала
– log to Fille – посекундная запись параметров исследуемого сигнала.

Производство измерений на осциллографе

Для начала давайте настроим генератор сигналов:

1. Включаем канал 1 и канал 2 (загораются зеленные треугольники)
2. Устанавливаем выходные сигналы – синусоидальный и прямоугольный
3. Устанавливаем амплитуду выходных сигналов равную 0,5 (генератор генерирует сигналы с максимальной амплитудой 1 вольт, и 0,5 будет означать амплитуду сигналов равную 0,5 вольта)
4. Устанавливаем частоты в 50 Герц
5. Переходим в режим осциллографа

Измерение амплитуды сигналов:

1. Кнопкой под надписью Measure выбираем режим HZ and Volts , ставим галочки у надписей Frequency и Voltage . При этом у нас сверху появляются текущие частоты для каждого из двух сигналов (почти 50 герц), амплитуда полного сигнала Vp-p и эффективное напряжение сигналов Veff .
2. Кнопкой под надписью Measure выбираем режим Cursors и ставим галочку у надписи Voltage . При этом у нас появляются две горизонтальные линии, а внизу надписи, показывающие амплитуду положительной и отрицательной составляющей сигнала (А ), а также общий размах амплитуды сигнала (dA ).
3. Выставляем горизонтальные линии в нужном нам положении относительно сигнала, на экране мы получим данные по их амплитуде:

Измерение временных интервалов:

Проделываем те-же операции, что и для измерения амплитуду сигналов, за исключением – в режиме Cursors галочку ставим у надписи Time . В результате вместо горизонтальных мы получим две вертикальные линии, а внизу будет высвечиваться временной интервал между двумя вертикальными линиями и текущая частота сигнала в этом временном интервале:

Определение частоты и амплитуды сигнала

В нашем случае специально высчитывать частоту и амплитуду сигнала нет необходимости – все отображается на экране осциллографа. Но если вам придется воспользоваться первый раз в жизни аналоговым осциллографом и вы не знаете как определить частоту и амплитуду сигнала мы в учебных целях рассмотрим и этот вопрос.

Установки генератора оставляем как и были, за исключением – амплитуду сигналов устанавливаем 1,0, а установки осциллографа выставляем как на картинке:

Регулятор амплитуды сигнала выставляем на 100 милливольт, регулятор времени развертки на 50 миллисекунд, и получаем картинку на экране как сверху.

Принцип определения амплитуды сигнала:
Регулятор Amplitude у нас стоит в положении 100 милливольт , а это означает, что цена деления сетки на экране осциллографа по вертикали составляет 100 милливольт. Считаем количество делений от нижней части сигнала до верхней (у нас получается 10 делений) и умножаем на цену одного деления – 10*100= 1000 милливольт= 1 вольт , что означает, что амплитуда сигнала у нас от верхней точки до нижней составляет 1 вольт. Точно так-же можно измерить амплитуду сигнала на любом участке осциллограммы.

Определение временных характеристик сигнала:
Регулятор Time у нас стоит в положении 50 миллисекунд . Количество делений шкалы осциллографа по горизонтали равно 10 (в данном случае у нас на экране помещается 10 делений), делим 50 на 10 и получаем 5, это значит что цена одного деления будет равна 5 миллисекундам. Выбираем нужный нам участок осциллограммы сигнала и считаем в какое количество делений он умещается (в нашем случаем – 4 деления). Умножаем цену 1 деления на количество делений 5*4=20 и определяем что период сигнала на исследуемом участке составляет 20 миллисекунд .

Определение частоты сигнала.
Частота исследуемого сигнала определяется по обычной формуле. Нам известно, что один период нашего сигнала равен 20 миллисекунд , остается узнать сколько периодов будет в одной секунде- 1 секунда/20 миллисекунд= 1000/20= 50 Герц.

Анализатор спектра

Анализатор спектра – прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.
Низкочастотный анализатор спектра (как в нашем случае) предназначен для работы в диапазоне звуковых частот и используется, к примеру, для определения АЧХ различных устройств, при исследовании характеристик шума, настройки различной радиоаппаратуры. Конкретно, мы можем определить амплитудно-частотную характеристику собираемого усилителя звуковой частоты, настроить различные фильтры и т.д.
Ничего сложного в работе с анализатором спектра нет, ниже я приведу назначение основных его настроек, а вы сами, уже опытным путем легко разберетесь как с ним работать.

Вот так выглядит анализатор спектра в нашей программе:

Что здесь – что:

1. Вид отображения шкалы анализатора по вертикали
2. Выбор отображаемых каналов с генератора часто и вида отбражения
3. Рабочая часть анализатора
4. Кнопка записи текущего состояния осциллограммы при остановке
5. Режим увеличения рабочего поля
6. Переключение горизонтальной шкалы (шкалы частоты) из линейного в логарифмический вид
7. Текущая частота сигнала при работе генератора в свип-режиме
8. Текущая частота в позиции курсора
9. Указатель коэффициента гармоник сигнала
10. Установка фильтра для сигналов по частоте

Просмотр фигур Лиссажу

Фигуры Лиссажу – замкнутые траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей одновременно два гармонических колебаниях в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Вид фигур зависит от соотношения между периодами (частотами), фазами и амплитудами обоих колебаний.

Если подать на входы «X » и «Y » осциллографа сигналы близких частот, то на экране можно увидеть фигуры Лиссажу. Этот метод широко используется для сравнения частот двух источников сигналов и для подстройки одного источника под частоту другого. Когда частоты близки, но не равны друг другу, фигура на экране вращается, причем период цикла вращения является величиной, обратной разности частот, например, период оборота равен 2 с - разница в частотах сигналов равна 0,5 Гц. При равенстве частот фигура застывает неподвижно, в любой фазе, однако на практике, за счет кратковременных нестабильностей сигналов, фигура на экране осциллографа обычно чуть-чуть подрагивает. Использовать для сравнения можно не только одинаковые частоты, но и находящиеся в кратном отношении, например, если образцовый источник может выдавать частоту только 5 МГц, а настраиваемый источник - 2,5 МГц.

Я не уверен, что эта функция программы вам пригодится, но если вдруг потребуется, то я думаю, что вам легко удастся разобраться в этой функции самостоятельно.

Функция записи звукового сигнала

Я уже говорил, что программа позволяет записать какой-либо звуковой сигнал на компьютере с целью его дальнейшего изучения. Функция записи сигнала не представляет сложностей и вы легко разберетесь как это делать:

Программа “Компьютер-осциллограф”