Как сделать осциллограф из компьютера? Комбинированный прибор-приставка к компьютеру (осциллограф, генератор, частотомер) PV6501.

На базе аудио устройств компьютера, создаются виртуальные измерительные устройства. Такие как виртуальный частотомер, вирутальный осциллограф, виртуальный спектрометр. Устройства подключаются к микрофонному или линейному входу звуковой карты, измерение сигнала осуществляется микросхемой АЦП. Частота (ширина) сигнала зависит от частоты дискретизации аудиокарты, чаще всего 22кГц. Было рассмотрено нескольких программ инструментов Frequency Counter 1.01, Simple Audio Spectrum Analyzer, Music Tuner v1.2 и OSZI v1.0

Рис. 1 . Микрофон с поддержкой High Definition Audio

В настройках после "включения" устанавливаются для микрофонного или линейного входа уровни усиления входного сигнала: сначала минимальные значения, далее увеличивая уровни добиваться оптимальных значении. Сильное усиление сигнала вызывает искажения и перегрузку. Разрядность и частоты дискретизации необходимо выбрать максимально возможные. В моем случае разрядность 16 бит, частота дискретизации 96000Гц рис. 1 т.е. на канал приходится максимальная частота 48кГц. Для согласования уровней входного сигнала нужен небольшой адаптер на рис. 2. Адаптер фильтрует и сглаживает принимаемый сигнал. На аудио джек 3,5мм контакт 1, подается измеряемый сигнал. Необходимо контролировать напряжение входного сигнала - безопасным для данного адаптера входное напряжение до 9В, оптимальный диапазон от 1 до 2.5В. Для высокого напряжения требуется разработка иной схемы адаптера, "трансформаторные" варианты. Схема гальванически не развязана, поэтому соблюдайте полярность, минус к минусу, плюс к стороне с конденсатором.

Рис. 2 . Схема адаптера для вирутального: частотомера; осциллографа; спектрометра

Виртуальные устройства

В целом на базе ПК любой сможет создать свои виртуальные инструменты. Единственное ограничение таких устройств - низкая частота дискретизации звуковой карты, из-за которых цифровые измерения заканчиваются на частотах 48кГц. Имхо для любого радиолюбителя в простых задачах пригодятся такие виртуальные помощники.

USB осциллограф PV6501 предназначен для создания рабочего места радиолюбителя, наладчика, разработчика на базе персонального компьютера или ноутбука. Кроме осциллографа приставка работает в режиме генератора и частотомера.

USB Осциллограф PV6501 предназначен для создания рабочего места радиолюбителя, наладчика, разработчика на базе персонального компьютера или ноутбука. Кроме осциллографа приставка работает...

Подробное описание

Характеристики

• Высокая частота дискретизации. Позволяет достоверно отображать сигнал до 20 МГц.
• Полное ощущение работы с обычным аналоговым осциллографом. Мгновенная реакция на действия пользователя. Быстрый набор и отображение отсчетов.
• Интуитивно понятный интерфейс. Простое и логичное управление. Вам даже не придется читать инструкцию - для того, чтобы в первый раз начать работать с PV6501 достаточно одного взгляда на экран.
• Встроенный генератор до 10 МГц. Удобно использовать для снятия АЧХ.
• Точный частотомер. Отображаются 7 значащих цифр.
• Удобная инсталляция. Программу можно разместить в любом месте, даже запускать с компакт диска. При установке не модернизируется системный реестр, в систему устанавливается только стандартный драйвер USB.
• Гальваноотвязка. Ваш компьтер защищен от измеряемой схемы. Шумы от блока питания компьютера не будут мешать измерениям.
• Габариты: 165 х 80 х 30 мм
• Вес: 150 г

Комплектация

• Осциллограф PV6501
• CD-диск (содержит программу, драйвера и инструкцию).
• Кабель USB-AB 1,8 м.

Возможности

• Осциллограф
  • Маркерные измерения, авто измерения параметров сигнала, масштабирование сигнала (лупа времени), запись осциллограмм в файл (в графическом или текстовом виде).
  • Режим регистрации выбросов (глитчей) и подавление эффекта наложения спектров "Peak detect".
  • Режим открытого/закрытого входа. (Для корректных измерений с закрытым входом значение постоянной составляющей должно быть от -20 до +20 В.)
• Синхронизация
  • Внутренняя и внешняя синхронизация.
  • По фронту/срезу входного сигнала.
  • Ждущая (запуск развертки при выполнении условия синхронизации). Автоматическая (запуск развертки производится автоматически независимо от условия синхронизации). Возможен однократный или многократный запуск развертки.
• Генератор
  • Работа на основе прямого цифрового синтеза частоты (DDS).
  • Режим качания частоты синхронно с разверткой осциллографа (ГКЧ).
• Электронно-счетный частотомер
  • Принцип действия основан на одновременном измерении частоты и периода сигнала на интервале времени 1 сек.

Технические характеристики

• Осциллограф:
  • максимальная частота дискретизации 100 МГц
  • разрядность АЦП 8 бит
  • полоса пропускания усилителя вертикального отклонения 20 МГц
  • входное сопротивление 1 МОм
  • входная емкость 20 пФ
  • максимальное допустимое входное напряжение (сумма постоянной и переменной составляющих) 150 В
  • режим открытого/закрытого входа для корректных измерений с закрытым входом значение постоянной составляющей должно быть от -20 до +20 В.
  • объем памяти 8000 отсчетов
  • коэффициенты отклонения по вертикали 50 мВ/дел...2 В/дел. (6 калиброванных значений с шагом 1—2—5)
  • коэффициенты развертки по горизонтали 50 нс/дел...2 c/дел. (24 калиброванных значения с шагом 1—2—5). На развертках 100 мс/дел...2 с/дел. включается непрерывный циклический режим (без мертвой зоны) с непрерывной визуализацией.
  • входное сопротивление входа внешней синхронизации 1 МОм
  • входная емкость 20 пФ
  • уровень срабатывания по входу внешней синхронизации 1,3 В (триггер Шмитта с порогами 1,0 В и 1,6 В)
  • максимальное допустимое напряжение на входе внешней синхронизации (сумма постоянной и переменной составляющих) 150 В
• Синхронизация:
  • настраиваемый уровень ±4 деления
  • настраиваемая длина предвыборки 0...9 делений
  • настраиваемый уровень шумоподавления при синхронизации (гистерезис) 0 дел...2 дел
  • настраиваемый номер фронта/среза вызывающий инхронизацию 1...255
• Генератор:
  • диапазон генерируемых частот 0,1 Гц...10 МГц
  • частота дискретизации 100 МГц
  • разрядность ЦАП 9 бит
  • разрядность аккумулятора фазы 40 бит
  • шаг установки частоты 5 значащих разрядов (но не менее 0,1 Гц)
  • режим генератора импульсов с произвольной скважностью в диапазоне 10 нс...1 с
  • диапазон подстройки амплитуды 1 В...4 В (Значение от пика до пика: выходной сигнал генератора имеет постоянную составляющую = 1/2 значения от пика до пика.)
  • шаг подстройки амплитуды 8 мВ
  • выходное сопротивление 50 Ом
• Электронно-счетный частотомер:
  • диапазон измеряемых частот со входа осциллографа 2 Гц...30 МГц, со входа внешней синхронизации до 250 МГц
  • чувствительность со входа осциллографа не менее 20 мВ,
  • со входа внешней синхронизации — триггер Шмитта с порогами 1,0 В и 1,6 В
  • при работе со входа осциллографа частотомер работает по уровню синхронизации, при этом возможна настройка уровня шумоподавления (гистерезис) 0 дел...2 дел., x — коэффициент отклонения по вертикали осциллографа
  • разрядность 7 значащих цифр

Условия эксплуатации

• Максимальное напряжение на входе осциллографа и внешней синхронизации +-150 В. Температура окружающего воздуха +10..+30°С. Относительная влажность не более 75% при 20 °С.

Минимальные требования к компьютеру:

• Pentium I — 166 Mhz, 64 RAM, Win 98, USB_1.1, 5 V, 500 mA.

Щупы для осцилографа - HP-9060

Производитель:

• Дело в том, что уж больно приятная и красивая игрушка получается. Сейчас вместо ноутбуков - нетбуки пошли (Asus на целероне дешевле 250$ и меньше вес (1 кг) и размер (экран 9 дюймов)). Нетбук это же еще и справочная, да и в интернет можно оперативно зайти если что. Питается от батарей. А приставок таких полно (ведущий производитель Pico - самый дорогой). Они же и вольтметры и анализаторы спектра. Некоторые дешевые модели идут с открытыми исходниками к софту на Паскале или С и можно менять под свой вкус интерфейс (меню, цвет лучей, автоматику). Ассортимент Pico
• Я считаю что прибор должен быть прибором а не местом развлечений да и недостатков много у этих примочек.
• Прибор пусть будет прибором, но с собой весь перечисленный парк приборов не потащишь, да и не только парк - отдельные приборы тоже, а некоторые просто не по карману. Так что такая переносная "лаборатория-пробник" кроме упомянутой приятности очень перспективна. Каждой ягоде свое время;)
• Приборы от Pico - блин, действительно, дорогие. По параметрам не плохие. Я, например, от такой "примочки" особенных требований не предъявляю, мне бы она не помешала (ноут у меня почти всегда с собой), но не за такие цены как у Pico. Можно, конечно, на e-bay заглянуть...
• на ebay
• Всё равно универсальность - обратная сторона специализации. У меня была подобная штука для пробы. Не смотря на малый размер моего Maxmedia(фото в разделе Разговоры на свободную тему-Про Ивана Царевича и Жабу) мне не показалось использование подобного устройства удобным. Но на вкус и цвет, как говорится...
• Давайте тогда, как крутые специалисты, будем мерять отдельными приборами ток, напряжение (отдельно постоянные и переменные), сопротивление. :)
• Не надо передёргивать и доводить до абсурда. Размер любого мультиметра не соизмерим с занимаемым местом на столе предлагаемым. Добавим сюда возможное прожигание в ноуте паяльником чего-нибудь(хорошо, если не экрана). Все думают-я то уж аккуратен-ничего не прожгу, что это делают только другие. Стоимость этого+стоимость ноута(не у всех дома места есть достаточно) тянет на неплохой цифровой запоминающий осциллограф. Повторяю-я пробовал актакомовскую поделку и мне всё это не понравилось. А когда вы дорастёте до каких нибудь серьёзных задач, то, возможно вам просто прийдётся мерять величины своими специализированными приборами.
• Шутка это не передергивание. Ладно, не буду шутить если вы так реагируете. Приведите лучше цифры. "Неплохой цифровой запоминающий осциллограф" стоит очень дорого (как автомобиль). Я имею ввиду не ворованный прибор. Все, что я писал я имел ввиду неворованное. Приведите цены с линками (хотябы на плохой цифровой осциллограф). Мне любопытно посмотреть будет на Ваши расчеты. У меня не сходится. Пока я согласен только с Вашим доводом о прожиге паяльником. Анализаторы спектра, с которыми я работал возили на тележках и стоили они 50-100,000$. Мне такой не купить никогда. Да и держать дома я его не захочу. Я смотрю со стороны частной практики, а не компании, которая может себе много чего позволить.
• Смотря, конечно, что подразумевать под словом неплохой-тут всё зависит от задачи. И смотря какой автомобиль иметь в виду. Для меня неплохим решением оказался 25МГцх2канала UNIT-T 14000руб. 100МГЦх2канала уже 30000 руб. Цены лета прошлого года. Может эти приборы вас и не удовлетворят-не знаю ваших задач, но уверенно могу предсказать, что даже за 30000руб путное авто(которое будет больше ездить, чем ломаться) за эту сумму не приобрести. У актакома есть похожие аппараты-смотрел по рассылке ЭЛИКСа. Для исследований ИБП, MCU, узлов TV на CRT вполне очень даже. Если же ваши задачи выходят за этот круг-увы. ГКЧ стоили дорого очень, высокоточные приборы. Но такие надо пользовать на работе. Или, если организовано своё дело и оно успешно приносит прибыль- давить проклятую жабу-сколько бы прибор не стоил. Ибо он нужен для зарабатывания денег частным образом. Хотя здесь мы спорим о вкусах-купите себеэту приставку-опытом эксплуатации поделитесь.
• Еще раз подчеркну, что эти приставки это не только осциллограф, а еще и куча других приборов, в том числе,как правило, анализатор спектра. Так что если считать деньги, то нужно складывать стоимость нескольких приборов, а не только осциллографа. О ценах,видимо, нам бесполезно дискуссировать - от страны сильно зависит. Автомобиль, который будет еще сносно ездить несколько лет я также могу купить за 1000$ и даже дешевле. Я свой 14-летний Бьюик, еще вполне на ходу, вынужден был отдать за 500$ 4 года назад так как больше он не стоил даже тогда. Машина это ширпотреб, нужный всем и поэтому стоит дешево, осциллограф и тп это профессиональный прибор - ограниченный спрос и поэтому стоит дорого.
• Судя по параметрам - этот прибор, больше похож на радиолюбительский. Цена, правда, вполне профессиональная... Не надо также забывать про программное обеспечение. Некоторый опыт общения с подобными приборами, позволяет мне говорить о том, что, как правило, софт к ним тоже выполнен на любительском уровне. К сожалению... :(Дай Бог, чтобы конкретно этот прибор был исключением...
• Вот эту примочку да приспособить к наладоннику.
• А я наверное буду заказывать подобное устройство (еще по параметрам буду смотреть) на e-bay. Чисто для "домашней мастерской", при конструировании своих устройств и ничего больше. Буду потом отписываться...
• Vadzz, почитай тут
• http://www.masteram.biz/ru/Measuring...Oscilloscopes/ Здесь более солидная контора и соответственно дороже, чем упоминавшийся мной UNIT-T. За 1000$ можно купить именно СНОСНО ездящий автомобиль, а не нормально(т.е. замена только расходных материалов и жидкостей), хотя мера сносности у каждого своя и зависит от внешних воздействий(жизни) на систему управления(мозг). Анализатор спектра мне никогда не требовался, так как я занимался задачами, не связанными с необходимостью в такого рода приборе. Генератор качающейся частоты(в просторечьи "ачехометр") использовал 1 раз в жизни. Для каких целей, вы, slavar1, используете анализатор спектра?
• LEAS, Вы же писали что "но уверенно могу предсказать, что даже за 30000руб путное авто(которое будет больше ездить, чем ломаться) за эту сумму не приобрести." Я на это и отвечал. Анализаторы спектра мы в основном использовали для снятия частотных характеристик пьезодатчиков, которых было сотни разновидностей в разных частотных диапазонах (от инфразвуковых частот до 15 kHz). Чаже в инфра. Для дома радиолюбителю он,конечно, может пригодиться рекдко - только для тех, кто постоянно клепает усилители и фильтры, но может быть полезен при борьбе с помехой.
• В современном ЦыфЗапОсцил есть частотомер и курсорные измерения и пр. Именно это я и хотел подчеркнуть. Остальное всё есть. И я уже писал, что спор по этому поводу-спор о вкусе устриц, но я их уже ел! Мне не понравилось, вот Vaddz если приобретёт-поделится впечатлениями.
• Здравствуйте! Я специализируюсь на ремонте автомобильных сигнализаций, работающих на частоте 433 мегагерца, мне нужно видеть кодировку и сам процесс модуляции, запоминать и воспроизводить эти сигналы. Наличие генератора, частотомера, вольтметра и осциллографа - обязательно для меня! Какой прибор вы порекомендуете? И у данного прибора хватило бы скорости обработки и т.д. Хотелось бы знать конкретную модель и цену!:eek:
• Осциллограф-мультиметр-частотомер можеь заменить вот это.... С генератором посложнее будет, если Вы действительно хотите на 433МГц генерировать сложные сигналы...

На интернет-страничке http://www.semifluid.com я нашел весьма простое решение для создания цифрового компьютерного осциллографа. Устройство построено на базе восьмиразрядного процессора PIC12F675.

Процессор работает на частоте 20 МГц. Микроконтроллер непрерывно измеряет входное напряжение, преобразовывает его и отправляет цифровое значение на последовательный порт компьютера. Скорость передачи данных последовательного порта – 115кБит и, как показано на следующем рисунке, данные сканируются и отправляются с частотой около 7,5 кГц (134 мкс).

Cхема устройства

Основа схемы, микроконтроллер PIC12F675 (микросхема U2) который работает с тактовой частотой 20 МГц кристалла Y1. J1 - стандартный разъем питания для подключения питания в 9-12 В, которое затем стабилизируется на U1 до 5 В для питания процессора.

После U2 в схему добавляется простой преобразователь TTL уровня с последовательным портом RS232 персонального компьютера. Он построен на базе транзистора BC337 (Q1) и резисторов R1 и R3. Вход 5 микроконтроллера ведет к переключателю S1. В своей основной позиции (1-2) прибор переключается в режим осциллографа постоянного тока (DC измерений), который способен отображать входной сигнал 0-5В. Во второй позиции - в режим осциллографа переменного тока. В этом положении максимальное напряжение – от -2,5 до +2,5 В. Конденсатор С6 я использовал керамический 22000nF, чтобы наблюдать низкие частоты без особых искажений.

При необходимости можно добавить дополнительные входной аттенюатор (сплиттер), или ОУ.

Программное обеспечение

В упомянутом выше оригинальном сайте, также доступна простая программа управления для Windows. Программа написана на Visual Basic.

Программа запускается сразу и ожидает появление данных на последовательном порте COM1. Слева, четыре ползунка, используемые для измерения периода и напряжения сигнала. Затем идут вкл / выкл синхронизации, поля для масштабирования или изменения значений размера выборки.

Монтаж

Я не стал делать печатной платы, а смонтировал все в небольшой пластиковой коробке навесным монтажом. Корпус должен иметь отверстия для разъема RS232 переключателя, входного гнезда, гнезда питания.

Прошивка для процессора - в конце статьи. Биты конфигурации (fuse), в процессе программирования должны быть установлены следующим образом:

Фотография моего готового прототипа

Ниже вы можете скачать исходник, прошивку и ПО для windows

Список радиоэлементов

В наше время использование различных измерительных устройств, построенных на базе взаимодействия с персональным компьютером, достаточно много. Значительным преимуществом их использования является возможность сохранения полученных значений достаточно большого объема в памяти устройства, с последующим их анализом.

Цифровой USB осциллограф из компьютера , описание которого мы приводим в данной статье, является одним из вариантов подобных измерительных инструментов радиолюбителя. Его можно применить в качестве осциллографа и устройства записывающего электрические сигналы в оперативную память и на жесткий диск компьютера.

Схема не сложная и содержит минимум компонентов, в результате чего удалось добиться хорошей компактности устройства.

Основные характеристики USB осциллографа:

• АЦП: 12 разрядов.
• Временная развертка (осциллограф): 3…10 мсек/деление.
• Временной масштаб (рекордер): 1…50 сек/выборка.
• Чувствительность (без делителя): 0,3 Вольт/деление.
• Синхронизация: внешняя, внутренняя.
• Запись данных (формат): ASCII, текстовый.
• Максимальное входное сопротивление: 1 МОм параллельно к емкости 30 пФ.

Описание работы осциллографа из компьютера

Для осуществления обмена данными, между USB осциллографом и персональным компьютером, применен интерфейс Universal Serial Bus (USB). Данный интерфейс функционирует на базе микросхемы FT232BM (DD2) фирмы Future Technology Devices. Она представляет собой преобразователь интерфейса. Микросхема FT232BM может функционировать как в режиме прямого управления битами BitBang (при использовании драйвера D2XX), так и в режиме виртуального COM-порта (при применении драйвера VCP).

В роли АЦП применена интегральная микросхема AD7495 (DD3) фирмы Analog Devices. Это не что иное, как аналого-цифровой преобразователь с 12 разрядами, с внутренним источником опорного напряжения и последовательным интерфейсом.

В микросхеме AD7495 также есть синтезатор частот, который определяет, с какой скоростью будет происходить обмен информацией между FT232BM и AD7495. Для создания необходимого протокола обмена данными, программа USB осциллографа наполняет выходной буфер USB отдельными значениями битов для сигналов SCLK и CS так, как указано на следующем рисунке:

Измерение одного цикла определяется серией из девятьсот шестидесяти последовательных преобразований. Микросхема FT232BM с частотой, определяемой встроенным синтезатором частот, отправляет электрические сигналы SCLK и CS, параллельно с передачей данных преобразования по линии SDATA. Период 1-го полного преобразования АЦП FT232BM, устанавливающий частоту выборки, соответствует продолжительности периода отправки 34 байтов данных, выдаваемых микросхемой DD2 (16 бит данных + импульс линии CS). Поскольку быстрота передачи данных FT232BM обусловливается частотой внутреннего синтезатора частот, то для модификации значений развертки нужно всего лишь менять значения синтезатора частот микросхемы FT232BM.

Данные, принятые персональным компьютером, после определенной переработки (изменение масштаба, корректировка нуля) выводятся на экран монитора в графическом виде.

Исследуемый сигнал поступает на разъем XS2. Операционный усилитель OP747 предназначен для согласования входных сигналов с остальной схемой USB осциллографа.

На модулях DA1.2 и DA1.3 построена схема сдвига двухполярного входного сигнала в зону положительного напряжения. Поскольку внутренний источник опорного напряжения микросхемы DD3 имеет напряжение 2,5 вольт, то без использования делителей охват входных напряжений равен -1,25..+1,25 В.

Чтобы была возможность исследовать сигналы, имеющие отрицательную полярность, при фактически однополярном питании от разъема USB (а), использован преобразователь напряжения DD1, который для питания ОУ OP747 вырабатывает напряжение отрицательной полярности. Для защиты от помех аналоговой части осциллографа применены компоненты R5, L1, L2, C3, C7-C11.

Для вывода информации на экран монитора компьютера предназначена программа uScpoe. При помощи данной программы появляется возможность визуально оценивать величину исследуемого сигнала, а так же его форму в виде осциллограммы.

Для управления разверткой осциллографа предназначены кнопки ms/div. В программе можно сохранять осциллограмму и данные в файл при помощи соответствующих пунктов меню. Для виртуального включения и выключения осциллографа используются кнопки Power ON/OF. При отсоединении схемы осциллографа от компьютера, программа uScpoe автоматически переводится в режим OFF.

В режиме записи электрического сигнала (recorder), программа создает текстовый файл, имя которого можно задать по следующему пути: File->Choice data file. изначально формируется файл data.txt. Далее файлы можно импортировать в другие приложения (Excel, MathCAD) для дальнейшей обработки.

(3,0 Mb, скачано: 3 610)

Осциллограф – это очень важный прибор, который используется в радиотехнических лабораториях, занимающихся изготовлением и испытанием многих приборов. Но также они могут применяться и в обычных радиомастерских. Основная задача приборов такого типа – обнаружение и исправление электронных схем , отладка их работы, а главное – недопущение проблем при изготовлении новых схем.

Существенный недостаток осциллографов – достаточно высокая цена. Поэтому купить их могут далеко не все желающие. Вот почему возникает вопрос, ? Хоть и известно много вариантов такого изготовления, но в каждом способе задействован один основной элемент – звуковая карта ПК. К ней присоединяется адаптер, благодаря которому согласовываются уровни измеряемых сигналов.

Программное обеспечение

Данный прибор работает благодаря определенной программе. Она передает на экран сигналы, которые визуализируются. Таким образом, преобразуются измеряемые импульсы. Выбор утилитов достаточно большой, но при этом не все они могут работать стабильно хорошо.

Наибольшую популярность приобрела проверенная программа Osci. Благодаря ней, осциллограф работает в нормальном режиме. В программе есть интерфейс, на экране установлена сетка, благодаря которой можно измерить сигнал по длине и амплитуде. Эта сетка особенная, поскольку она обеспечивает дополнительные функции. Благодаря выбору данной программы появляется ряд положительных аспектов, которые не могут гарантировать другие программы.

Технические данные

Для сооружения из компьютера осциллографа необходимо собрать так называемый делитель напряжения или аттенюатор. Данный аппарат позволяет охватить большой диапазон измеряемого напряжения, защитить от повреждений входной порт звуковой платы. Повреждения такого уровня возникают в основном из-за высокого напряжения.

Практически все аудиокарты имеют напряжение входа не более 2-х вольт. Осциллограф, сделанный из компьютера, ограничен в возможностях звуковой платы. Если рассматривать бюджетные карты, то для них этот показатель держится на уровне 0,1 Гц- 20 кГц.

Напряжение в нижней его точке – 1 мВ. Столь невысокий показатель объясняется ограничением уровня фона и шума. Параметры верхнего напряжения – до 500 вольт. Его ограничивают параметры адаптера.

Преимущества и недостатки осциллографов

Никакой радиолюбитель не может обойтись без осциллографа. Хотя данный аппарат продается по достаточно высокой цене. Но при этом у него есть как преимущества, так и ряд недостатков.

Основной плюс осциллографа, созданного собственноручно из компьютера, это его низкая цена . То есть на его переоборудование придется потратить совсем немного денег. А вот недостатков можно насчитать несколько:
1. Высокая чувствительность. Аппарат реагирует на помеха даже низкого уровня. Это приводит к появлению больших погрешностей.
2. Амплитуда звукового сигнала до 2В. Вход звуковой карты не способен выдержать больший показатель. Поэтому звуковая карта может довольно быстро выйти из строя. Однако этого можно избежать.
3. Неспособность постоянно измерять напряжение. Это, по сути, не является существенным недостатком.

Создание осциллографа

Поскольку некоторые осциллографы не допускают сигнал выше 2В, а у некоторых он не превышает показателя в 1В, то нужно постараться устранить эту проблему, поскольку такой амплитуды явно недостаточно. Решение проблемы кроется в увеличении пределов, с которым справляется адаптер. Современная программа, обеспечивающая работу осциллографа, позволяет добиться таких пределов измерения – 12,5 и 250 Вольт.

Если сигнал, амплитуда которого 250 Вольт не нужна, поэтому можно изготовить адаптер с двумя каналами. Для этого устанавливается защита, которая контролирует работу прибора, то есть не допускает ошибочные включения, если показатель напряжения довольно высокий.

Для уменьшения влияния на осциллограф из компьютера воздействующих внешних помех необходимо поместить плату в корпус, выполненный из металла. После к данному корпусу присоединяется общий провод.

Процесс настройки звуковой карты сопровождается отключением усиления микрофона. Для этого громкость на нем делается средняя или ниже среднего уровня. Как только вся работа выполнена, можно приступать к измерению импульсов вторичной обработки трансформатора. Если все проделано верно, то, сможет отобразить на экране осциллограммы даже самых низких частот. Благодаря установленной программе можно будет с легкостью определить уровень частоты сигнала.

Вот так довольно просто сделать современный прибор из компьютера. Осциллограф будет вырисовывать осциллограммы, которые помогут в работе и опытах, проводимых в радиотехнических и домашних лабораториях.

Ниже представлен проект USB-осциллографа, который вы сможете собрать своими руками. Возможности USB-осциллографа минимальны, но для многих радиолюбительских задач вполне сойдет. Также, схема данного USB-осциллографа может использоваться как основа для построения более серьезных схем. В основе схемы стоит микроконтроллер Atmel Tiny45.

Осциллограф имеет два аналоговых входа и питается от USB-интерфейса. Один вход задействован через потенциометр, что позволяет уменьшать уровень входного сигнала.

ПО для микроконтроллера tiny45 написано на Си и скомпилировано при помощи и V-USB разработки Obdev , который реализует со стороны микроконтроллера HID-устройства.
В схеме не используется внешний кварц, а программно задействована частота от USB 16.5 МГц. Естественно не стоит ожидать от этой схемы дискретизации 1Gs/s.

Осциллограф работает по USB через HID-режим, не требующий установки каких-либо специальных драйверов. Софт для windows написан с использованием.NET C#. Взяв за основу мой исходник программы, вы можете дополнить ПО как вам нужно.

Принципиальная схема USB-осциллографа очень проста!

Список используемых радиоэлементов:
1 светодиод (любой)
1 резистор для светодиода, от 220 до 470 Ом
2 резистора 68 Ом для USB D+ & D-линий
1 резистор 1.5K для определения USB-устройства
2 стабилитрона 3.6V для выравнивания USB-уровней
2 конденсатора 100нФ и 47мкФ
2 фильтрующих конденсатора на аналоговых входах (от 10нФ до 470нФ), можно и без них
1 или 2 потенциометра на аналоговых входах, для уменьшения уровня входного напряжения (если нужно)
1 USB-разъем
1 микроконтроллер Atmel Tiny45-20.

Список радиоэлементов

Осциллограф является одним из ключевых приборов, как любой радиотехнической лаборатории промышленного назначения, так и обычной радиомастерской. С помощью такого прибора можно определять неисправности электронных схем, а также проводить отладку их работы при проектировании новых устройств. Однако цена такого рода приборов весьма высока, и не каждый радиолюбитель может себе позволить приобрести подобную вещицу. Данная статья посвящена вопросу о том, как сделать Существует много способов изготовления такого устройства, но основа везде одна: в качестве платы, которая будет принимать импульсы, служит звуковая карта ПК, а к ней присоединяется специальный адаптер. Он служит для согласования уровней измеряемых сигналов и входа аудиоплаты компьютера.

Осциллограф на компьютере: программное обеспечение

Одним из главных элементов упомянутого устройства является программа, которая на мониторе производит визуализацию измеряемых импульсов. Существует огромный выбор такого софта, однако не все утилиты стабильно работают. Особой популярностью среди радиолюбителей пользуется программа-осциллограф Osci, из комплекта AudioTester. Она имеет интерфейс, внешне похожий на стандартный аналоговый прибор, на экране есть сетка, которая позволит измерить длительность и амплитуду сигнала. Она удобна в эксплуатации, и имеет ряд дополнительных функций, которых нет у программ подобного типа. Но каждый радиолюбитель сможет выбрать для работы тот софт, который ему больше нравится.

Технические данные

Итак, для того чтобы сделать осциллограф из компьютера, необходимо собрать специальный аттенюатор (делитель напряжения), который сможет охватить максимально широкий диапазон измеряемого напряжения. Вторая функция такого адаптера - это защита входного порта звуковой платы от повреждений, которые может нанести высокий уровень напряжения. У большинства аудиокарт напряжение входа ограничивается 1-2 вольтами. Осциллограф из компьютера имеет ограниченный возможностями звуковой платы. Для бюджетных карт он составляет от 0,1Гц до 20кГц (синусоидальный сигнал). Нижний предел напряжения, который возможно измерить, ограничен уровнем фона и шума и составляет 1мВ, а верхний - ограничен параметрами адаптера и может составлять несколько сотен вольт.

Устройство делителя напряжения

Осциллограф из компьютера отличается весьма простой электрической схемой. Она содержит всего два стабилитрона и три зависит от используемой шкалы виртуального осциллографа. Данный делитель предназначен для трех различных шкал, с коэффициентами 1:1, 1:20 и 1:100. Соответственно, прибор будет иметь три входа, к каждому из которых подключен резистор. Номинальное сопротивление резистора прямого входа составляет 1МОм. Общий провод подключается через обратное соединение двух стабилитронов. Они предназначены для защиты звуковой карты от перенапряжения, когда переключатель находится в положении «прямого входа». В параллель резисторам можно подключить конденсаторы, они будут выравнивать амплитудно-частотную составляющую устройства.

Заключение

Такой компьютер-осциллограф не отличается изящностью, однако простое схемное решение позволит достичь широкого диапазона измеряемого напряжения. Упомянутый прибор поможет в ремонте аудиоаппаратуры либо может использоваться в качестве учебного измеряющего устройства.

В радиолюбительской практике довольно часто возникает необходимость контроля сигнала в местах, где для инструмента и приборов нет много места. В этих случаях надо пользоваться приборами, которые имеют небольшие размеры, обладают множеством функций и удобны при частых перемещениях. Здесь незаменимым оказался бы компактный цифровой осциллограф с автономным питанием. В этом случае комбинация ноутбука и приставка-осциллограф к нему может оказаться самым удачным решением.

Рассмотрим производителя цифровых осциллографов-приставок к персональному компьютеру производства Hantek-Electronic.

Осциллограф-приставка DSO2150

DS02150 — это двухканальный цифровой USB-осциллограф. Он имеет небольшие габариты 187x100x33 мм, полосу пропускания 60 МГц при частоте выборки в реальном времени 150 Ms/s и емкости памяти 10…512 Kb. При использовании двух каналов частота выборок уменьшается в 2 раза. Разрядность АЦП (вертикальное разрешение) 8 бит. Это обычная разрядность как многих приставок к компьютерам, так и автономных осциллографов. Минимальная амплитуда сигнала — 10 мВ на деление. При этом напряжение на входе приставки никогда не должно превышать 35 В.

Достоинством осциллографа-приставки DS02150 является возможность измерений с последующей математической обработкой сигналов. В осциллографе DSO2150 имеются возможности курсорных измерений и 23 типа автоматических измерений (измерений Vp-p, Vmax, Vmin, Vmean, Vrms, Vamp, Vhigh, Vlow, positiveovershoot, negativeovershoot, среднее значение цикла, rms цикла, период, частота, ширина положительного импульса, ширина отрицательного импульса, время нарастания (10%~90%), время спада (10%~90%), рабочий цикл).

Осциллограф-приставка DS02150 может использоваться для очень широкого спектра измерений, в частности при разработке и обслуживании радиоэлектронной аппаратуры, в сферах телекоммуникаций и связи, при производстве компьютерной техники, при диагностике автотранспортных средств на станциях техобслуживания и многих других, в которых необходимо тестировать и оценивать происходящие переходные процессы.

Краткие технические характеристики DSO2150:

• Полоса пропускания USB осциллографа-приставки 60 МГц.
• 2 канала, дополнительный канал внешней синхронизации.
• Частота выборки в реальном времени 150 Ms/s.
• Разрешение 8 Bit.
• Емкость памяти 10…64К.
• Произвольно настраиваемый режим предза- писи/послезаписи 0% ~ 100%.
• Режим самописца, тестирование по маске.
• Курсорные измерения.
• 23 типа автоматических измерений.
• Фурье-анализатор спектра, 4 типа математических операций, Лиссажу.
• Автоматическая установка оптимального режима развертки и синхронизации.
• Интерфейс USB осциллографа-приставки USB 2.0, дополнительное питание не требуется.
• Сохранение данных, форматы: BMP, JPG, Excel, сохранение настроек прибора.
• ПО под Windows 98/ME/2000/XP/Vista.
• Габариты: 187x100x33 мм.

Осциллограф-приставка DSO5200A

DSO5200A — это двухканальный цифровой USB-осциллограф. Он имеет те же небольшие габариты (187х 100×33 мм), что и DS02150, но полосу пропускания 200 МГц при частоте выборки в реальном
времени 250 Мвыб/с и емкости памяти 10… 512 Kb. При использовании двух каналов частота выборок уменьшается в 2 раза. Разрядность АЦП (вертикальное разрешение) 9 бит. Количество эффективных бит зависит от частоты сигнала. В текущем программном обеспечении (версия 6 и 7) сигнал масштабируется до 8 бит, поэтому все преимущества 9 бит использовать нельзя. Производитель обещает решить эту проблему в следующей версии. Минимальная амплитуда сигнала — 10 мВ на деление. При этом напряжение на входе приставки никогда не должно превышать 35 В.

Достоинством осциллографа-приставки DSO5200A является возможность измерений и математической обработки сигналов. В осциллографе DS05200A имеются возможности курсорных измерений и 23 типа автоматических измерений (измерений Vp-p, Vmax, Vmin, Vmean, Vrms, Vamp, Vhigh, Vlow, positiveovershoot, negativeovershoot, среднее значение цикла, rms цикла, период, частота, ширина положительного импульса, ширина отрицательного импульса, время нарастания (10%~90%), время спада (10%~90%), рабочий цикл).

Фурье-анализатор спектра, математические операции: сложение, вычитание, умножение, деление и сохранение сигналов в форматах: txt, jpg, bmp, MS Excel/Word.

Осциллограф-приставка DS05200A может использоваться для очень широкого спектра измерений, в частности при разработке и обслуживании радиоэлектронной аппаратуры, в сферах телекоммуникаций и связи, при производстве компьютерной техники, при диагностике автотранспортных средств на станциях техобслуживания и многих других, в которых необходимо тестировать и оценивать происходящие переходные процессы.

Краткие технические характеристики DS05200A:

• Полоса пропускания 200 МГц, 2 канала, дополнительный канал внешней синхронизации.
• Интерфейс USB 2.0, не требует внешнего питания.
• Подходит для использования с портативными компьютерами.
• Размеры (мм): 190 (длина) х 100 (ширина) х 35 (высота).
• Высокая производительность, частота дискретизации 250 МГц (250 Мвыб/с) в реальном времени, эквивалентная частота дискретизации до 50 ГГц, полоса пропускания 200 МГц.
• ОС: Windows98, WindowsMe, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, VISTA.
• 23 функции измерения, самопроверка.
• Средняя форма сигнала, интенсивность, инвертирование, эмуляция электронного люминофора, сложение, вычитание, умножение, деление, X-Y график.
• Сохранение сигнала в следующие форматы: текстовый, jpg/bmp, MS excel/wordfile.
• К одному компьютеры можно подключать несколько устройств.
• Поддержка LabviewVBVCDelphiC++Builder.

Осциллограф-приставка DSО3064 Kit I

DSO3064 Kit I — это четырехканальный цифровой USB-осциллограф.

Краткие характеристики USB-осциллографа DSO3064 Kit I:

• Полоса пропускания 60 МГц.
• Количество каналов 4.
• Частота дискретизации 200 Мвыб/с.
• Память на канал 10 к до 16 М.
• Максимальное входное напряжение 400 V (DC+AC Peak).
• Частотомер.

Диагностика автомобиля:

• зажигания (первичные и вторичные обмотки);
• форсунок и топливных насосов;
• стартера и схемы зарядки аккумулятора;
• Lambda-зонда, датчика расхода воздуха, датчика детонации, MAP датчика свечи накаливания, таймер турбины.
• CAN шины, шины LIN и FlexRay.
• Интерфейсы: USB и опционально также доступны LAN, WIFI.
• Напряжение питания: от 8 до 36 В.
• Программное обеспечение совместимо с операционными системами: Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Vista, Windows 7.

Все эти преимущества — высокое быстродействие, малые габариты, легкость в использовании и невысокую стоимость, позволяют говорить, что осциллографы-приставки серии DSO производства HantekElectronic — это достойная альтернатива традиционным цифровым запоминающим осциллографам.