Кишеньковий осцилограф своїми руками. Найпростіший осцилограф із комп'ютера. Що потрібно використовувати

Осцилограф - це портативний пристрій, який призначений для тестування мікросхем. Додатково багато моделей підходять для промислового контролю та можуть використовуватися з метою проведення різних вимірів. Зробити осцилограф своїми руками не можна без стабілітрона, який є його основним елементом. Встановлюється ця деталь у прилад різної потужності.

Додатково прилади в залежності від модифікації можуть включати конденсатори, резистори і діоди. До основних параметрів моделі можна віднести кількість каналів. Залежно від цього показника змінюється гранична смуга пропускання. Також при складанні осцилографа слід враховувати частоту дискретизації та глибину пам'яті. Щоб робити аналіз отриманих даних, пристрій підключається до персонального комп'ютера.

Схема простого осцилографа

Схема простого осцилографа включає стабілітрон на 5 В. Пропускна здатність його залежить від типів резисторів, які встановлюються на мікросхему. Для збільшення амплітуди коливань використовуються конденсатори. Виготовити щуп для осцилографа своїми руками можна з будь-якого провідника. При цьому порт підбирається у магазині окремо. Резистори першої групи щонайменше опір у ланцюгу повинні витримувати на рівні 2 Ом. При цьому елементи другої групи мають бути потужнішими. Також слід зазначити наявність на схемі діодів. У деяких випадках вони шикуються в мости.

Одноканальна модель

Зробити одноканальний цифровий осцилограф своїми руками можна тільки із застосуванням стабілітрона на 5 В. При цьому потужніші модифікації в даному випадкунеприпустимі. Пов'язано це з тим, що підвищена гранична напруга ланцюга призводить до збільшення частоти дискретизації. У результаті резистори у пристрої не справляються. Конденсатори для системи вибираються тільки ємнісного типу.

Мінімум резистор опір має тримати на рівні 4 Ом. Якщо розглядати елементи другої групи, параметр пропускання в даному випадку повинен становити 10 Гц. Для того, щоб його підвищити до потрібного рівня, використовуються різного типурегулятори. Деякі спеціалісти для одноканальних осцилографів радять застосовувати ортогональні резистори.

У разі слід зазначити, що показник частоти дискретизації вони піднімають досить швидко. Однак негативні моменти в такій ситуації все ж таки присутні, і їх слід враховувати. Насамперед важливо відзначити різке збудження коливань. Як наслідок, зростає асиметричність сигналів. Додатково існують проблеми із чутливістю пристрою. Зрештою, точність показань може бути не найкращою.

Двоканальні пристрої

Зробити двоканальний осцилограф своїми руками (схема показана нижче) досить складно. У першу чергу слід зазначити, що стабілітрони в даному випадку підходять як на 5, так і на 10 В. При цьому конденсатори для системи необхідно використовувати тільки закритого типу.

За рахунок цього смуга пропускання пристрою здатна зрости до 9 Гц. Резистори для моделі зазвичай застосовуються ортогонального типу. У разі вони стабілізують процес передачі сигналу. Для виконання функцій додавання мікросхеми підбираються в основному серії ММК20. Зробити дільник для осцилографа своїми руками можна зі звичайного модулятора. Це не дуже складно.

Багатоканальні модифікації

Для того щоб зібрати USB-осцилограф своїми руками (схема показана нижче), стабілітрон знадобиться досить потужний. Проблема в даному випадку полягає у підвищенні пропускну здатністьланцюги. У деяких ситуаціях робота резисторів може порушуватися через зміну граничної частоти. Для того, щоб вирішити цю проблему, багато хто використовує допоміжні дільники. Зазначені пристрої багато в чому допомагають підвищити поріг граничної напруги.

Зробити дільник можна за допомогою модулятора. Конденсатори у системі необхідно встановлювати лише біля стабілітрону. Для підвищення смуги пропускання використовуються аналогові резистори. Параметр негативного опору середньому коливається у районі 3 Ом. Діапазон блокування залежить виключно від потужності стабілітрона. Якщо гранична частота різко падає під час увімкнення пристрою, то конденсатори необхідно замінити більш потужними. Деякі спеціалісти в цьому випадку рекомендують встановлювати діодні мости. Однак важливо розуміти, що чутливість системи у цій ситуації значно погіршується.

Додатково потрібно зробити щуп для пристрою. Для того, щоб осцилограф не конфліктував з персональним комп'ютером, Доцільніше мікросхему використовувати типу ММР20. Зробити щуп можна з будь-якого провідника. Зрештою людині залишиться тільки придбати порт для нього. Потім за допомогою паяльника вищезгадані елементи можна з'єднати.

Складання пристрою на 5 В

На 5 осцилограф-приставка своїми руками робиться тільки із застосуванням мікросхеми типу ММР20. Підходить як для звичайних, так і потужних резисторів. Максимум опір у ланцюзі має становити 7 Ом. У цьому смуга пропускання залежить від швидкості передачі сигналу. Дільники для пристроїв можуть застосовуватися самі різних видів. На сьогоднішній день найпоширенішими вважають статичні аналоги. Смуга пропускання у такій ситуації перебуватиме на позначці 5 Гц. Щоб її підвищити, необхідно використати тетроди.

Підбираються вони у магазині, з параметра граничної частоти. Для збільшення амплітуди зворотної напруги багато фахівців радять встановлювати тільки резистори, що саморегулюються. При цьому швидкість передачі буде досить високою. Наприкінці роботи необхідно зробити щуп для підключення ланцюга до персонального комп'ютера.

Осцилографи на 10 В

Виготовляється осцилограф своїми руками зі стабілітроном, а також резисторами закритого типу. Якщо розглядати параметри пристрою, то показник вертикальної чутливості має бути на рівні 2 мВ. Додатково слід розрахувати смугу пропускання. І тому береться ємність конденсаторів і співвідноситься з граничним опором системи. Резистори для пристрою найбільше підходять польового типу. Щоб мінімізувати частоту дискретизації, багато фахівців радять застосовувати тільки діоди на 2 В. За рахунок цього можна досягти великої швидкостіпередачі сигналу. Щоб функція стеження виконувалася досить швидко, мікросхеми встановлюються типу ММР20.

Якщо запланувати режими зберігання та відтворення, необхідно скористатися іншим типом. Курсорні виміри в даному випадку будуть недоступними. Основною проблемою цих осцилографів вважатимуться різке падіння граничної частоти. Пов'язано це, як правило, із швидкою розгорткою даних. Вирішити поставлене завдання можна лише із застосуванням високоякісного дільника. При цьому багато хто також покладається на стабілітрон. Зробити дільник можна за допомогою звичайного модулятора.

Як зробити модель на 15?

Збирається осцилограф своїми руками за допомогою лінійних резисторів. Граничний опір вони здатні витримувати лише на рівні 5 Мм. За рахунок цього на стабілітрон не чиниться великого тиску. Додатково слід подбати про вибір конденсаторів для пристрою. З цією метою необхідно зробити вимірювання порогової напруги. Фахівці при цьому використовують тестер.

Якщо застосовувати для осцилографа настроювальні резистори, можна зіткнутися з підвищеною вертикальною чутливістю. Таким чином, одержані дані внаслідок тестування можуть бути некоректними. Враховуючи все сказане вище, необхідно застосовувати тільки лінійні аналоги. Додатково слід подбати про встановлення порту, який приєднується до мікросхеми через щуп. Дільник у разі доцільніше встановлювати через шину. Щоб амплітуда коливань була занадто великою, багато хто радить використовувати діоди вакуумного типу.

Використання резисторів серії ППР1

Виготовити USB-осцилограф своїми руками з даними резисторами – завдання непросте. В цьому випадку необхідно насамперед оцінити ємність конденсаторів. Для того щоб гранична напруга не перевищувала 3, важливо використовувати не більше двох діодів. Додатково слід пам'ятати про параметр номінальної частоти. У середньому цей показник становить 3 Гц. Ортогональні резистори для такого осцилографа не підходять однозначно. Будівничі зміни можна проводити лише за допомогою дільника. Наприкінці роботи треба зайнятися безпосередньо встановленням порту.

Моделі із резисторами ППР3

Зробити USB-осцилограф своїми руками можна з використанням лише сіткових конденсаторів. Особливість їх полягає в тому, що рівень негативного опору в ланцюзі може досягати 4 Ом. Мікросхеми для таких осцилографів підходять найрізноманітніші. Якщо взяти стандартний варіант типу ММР20, необхідно конденсаторів у системі передбачити як мінімум три.

Додатково важливо звернути увагу на густину діодів. У деяких випадках від цього показник смуги пропускання. Для стабілізації процесу поділу фахівці радять ретельно перевіряти провідність резисторів перед включенням пристрою. В останню чергу безпосередньо приєднується регулятор до системи.

Пристрої з придушенням коливань

Осцилографи з блоком придушення коливань використовують у наш час досить рідко. Підходять вони найбільше саме для тестування електроприладів. Додатково слід зазначити їхню високу вертикальну чутливість. У цьому випадку параметр граничної частоти ланцюга не повинен перевищувати 4 Гц. За рахунок цього стабілітрон під час роботи сильно не перегрівається.

Робиться осцилограф своїми руками із застосуванням мікросхеми сіткового типу. При цьому необхідно спочатку визначитися з типами діодів. Багато хто в цій ситуації радить застосовувати тільки аналогові типи. Однак у цьому випадку швидкість передачі може значно знизитися.

Початківцям радіоаматорам присвячується!

Про те, як зібрати найпростіший адаптер для програмного віртуального осцилографа, придатний для використання у ремонті та налаштуванні аудіоапаратури. https://сайт/

У статті розповідається також про те, як можна виміряти вхідний та вихідний імпеданс та як розрахувати атенюатор для віртуального осцилографа.

Близькі теми.

Про віртуальні осцилоскопи.

Колись у мене була ідея фікс: продати аналоговий осцилограф та купити йому на заміну цифровий USBосцилоскоп. Але, прокинувшись по ринку, виявив, що бюджетні осцилографи «починаються» від 250 доларів, та й відгуки про них не дуже хороші. Більш серйозні прилади коштують у кілька разів дорожче.

Так що, вирішив я обмежитися аналоговим осцилографом, а для побудови якоїсь епюри для сайту використовувати віртуальний осцилограф.

Скачав з мережі кілька програмних осцилографів і спробував щось поміряти, але нічого путнього з цього не вийшло, оскільки або не вдавалося відкалібрувати прилад, або інтерфейс не годився для скріншотів.

Було вже закинув цю справу, але коли підшукував собі програму для зняття АЧХ, натрапив на комплект програм «AudioTester». Аналізатор з цього комплекту мені не сподобався, а ось осцилограф «Osсi» (надалі його називатиму «AudioTester») виявився якраз.

Цей прилад має інтерфейс схожий на звичайний аналоговий осцилограф, а на екрані є стандартна сітка, яка дозволяє вимірювати амплітуду і тривалість. https://сайт/

Із недоліків можна назвати деяку нестабільність роботи. Програма іноді підвисає і для того, щоб її скинути, доводиться вдаватися до допомоги Task Manager-а. Але все це компенсується звичним інтерфейсом, зручністю використання та деякими дуже корисними функціями, які я не зустрічав в жодній іншій програмі подібного типу.

Увага! У комплекті програм "AudioTester" є генератор низької частоти. Я не рекомендую його використовувати, оскільки він намагається самостійно керувати драйвером аудіокарти, що може призвести до необоротного відключення звуку. Якщо Ви вирішите його використовувати подбайте про точку відновлення або про бекапі ОС. Але краще скачайте нормальний генератор з «Додаткових матеріалів».

Іншу цікаву програму віртуального осцилографа "Авангард" написав наш співвітчизник Записних О.Л.

Ця програма не має звичної вимірювальної сітки, та й екран занадто великий для зняття скріншотів, зате є вбудований вольтметр амплітудних значень і частотомір, що частково компенсує зазначений недолік.

Частково тому, що на малих рівнях сигналу і вольтметр і частотомір починають сильно прибріхувати.

Однак для радіоаматора-початківця, який не звик сприймати епюри у Вольтах і мілісекундах на поділ, цей осцилограф може цілком пригодитися. інше корисна властивістьосцилографа «Авангард» – можливість незалежного калібрування двох наявних шкал вбудованого вольтметра.

Отже, я розповім про те, як побудувати вимірювальний осцилограф на базі програм "AudioTester" та "Авангард". Звичайно, крім цих програм знадобиться і будь-яка вбудована чи окрема, найбюджетніша аудіокарта.

Власне, всі роботи зводяться до того, щоб виготовити дільник напруги (аттенюатор), який дозволив би охопити широкий діапазон напруг, що вимірюваються. Інша функція пропонованого адаптера – захист входу аудіокарти від пошкодження при попаданні на вхід високої напруги.

Технічні дані та сфера застосування.

Так як у вхідних ланцюгах аудіокарти є розділовий конденсатор, то й осцилограф може використовуватися тільки із «закритим входом». Тобто, на його екрані можна буде спостерігати лише змінну складову сигналу. Однак, при певній вправності, за допомогою осцилографа AudioTester можна виміряти і рівень постійної складової. Це може стати в нагоді, наприклад, коли час відліку мультиметра не дозволяє зафіксувати амплітудне значення напруги на конденсаторі, що заряджається через великий резистор.

Нижня межа напруги, що вимірюється, обмежена рівнем шуму і рівнем фону і становить приблизно 1мВ. Верхня межа обмежується лише параметрами дільника та може досягати сотень вольт.

Частотний діапазонобмежений можливостями аудіокарти та для бюджетних аудіокарт становить: 0,1Гц… 20кГц (для синусоїдального сигналу).

Звичайно, мова йде про досить примітивний прилад, але без більш просунутого девайса, цілком може пригодитися і цей.

Прилад може допомогти у ремонті аудіоапаратури або використовуватись у навчальних цілях, особливо якщо його доповнити віртуальним генератором НЧ. Крім цього, за допомогою віртуального осцилографа легко зберегти епюру для ілюстрації будь-якого матеріалу або для розміщення в Інтернеті.

Електрична схема апаратної частини осцилографа.

На кресленні зображено апаратну частину осцилографа – «Адаптер».

Для будівництва двоканального осцилографа доведеться продублювати цю схему. Другий канал може стати в нагоді для порівняння двох сигналів або для підключення зовнішньої синхронізації. Останнє передбачено в «AudioTester-і».

Резистори R1, R2, R3 та Rвх. - Дільник напруги (аттенюатор).

Номінали резисторів R2 і R3 залежать від віртуального осцилографа, що застосовується, а точніше від використовуваних шкал. Але, оскільки у «AudioTester-а» ціна розподілу кратна 1, 2 і 5-ти, а у «Авангард-а» вбудований вольтметр має всього дві шкали, пов'язаних між собою коефіцієнтом 1:20, то використання адаптера, зібраного за наведеною схемою не повинно завдавати незручностей в обох випадках.

Вхідний опір атенюатора близько 1-го мегома. По-хорошому, це значення мало б бути незмінним, але конструкція дільника при цьому б серйозно ускладнилася.

Конденсатори C1, C2 та C3 вирівнюють амплітудно-частотну характеристику адаптера.

Стабілітрони VD1 і VD2 разом з резисторами R1 захищають лінійний вхід аудіокарти від пошкодження у разі випадкового попадання високої напруги на вхід адаптера, коли перемикач знаходиться в положенні 1:1.

Згодний з тим, що представлена ​​схема не відрізняється витонченістю. Однак це схемне рішення дозволяє самим простим способомдосягти широкого діапазону вимірюваної напруги при використанні всього декількох радіодеталей. Атенюатор же, побудований за класичною схемою, зажадав застосування високомегаомних резисторів, і його вхідний опір змінювалося б занадто значно при перемиканні діапазонів, що обмежило б застосування стандартних осцилографічних кабелів, розрахованих на вхідний імпеданс 1МОм.

Захист від «дурня».

Щоб убезпечити лінійний вхід аудіокарти від випадкового попадання високої напруги, паралельно до входу встановлені стабілітрони VD1 і VD2.

Резистор R1 обмежує струм стабілітронів до 1мА, при напрузі 1000 Вольт на вході 1:1.

Якщо Ви дійсно збираєтеся використовувати осцилограф для вимірювання напруги до 1000 Вольт, то в якості резистора R1 можна встановити МЛТ-2 (двоххватний) або два МЛТ-1 (одноватних) резистора послідовно, так як резистори відрізняються не тільки за потужністю, але і за максимально-допустимою напругою.

Конденсатор С1 також повинен мати максимальну допустиму напругу 1000 Вольт.

Невелике пояснення сказаного вище. Іноді потрібно поглянути на змінну складову порівняно невеликої амплітуди, яка має велику постійну складову. У таких випадках потрібно мати на увазі, що на екрані осцилографа із закритим входом можна побачити лише змінну складову напруги.

На картинці видно, що при постійній складовій 1000 Вольт і розмаху змінної складової 500 Вольт, максимальна напруга, що додається до входу, буде 1500 Вольт. Хоча на екрані осцилографа ми побачимо тільки синусоїду амплітудою 500 Вольт.

Як виміряти вихідний опір лінійного виходу?

Цей пункт можна пропустити. Він розрахований на любителів дрібних подробиць.

Вихідний опір (вихідний імпеданс) лінійного виходу, розрахованого на підключення телефонів (навушників), замало, щоб істотно вплинути на точність вимірювань, які ми маємо виконати в наступному параграфі.

То навіщо вимірювати вихідний імпеданс?

Так як ми будемо використовувати для калібрування осцилографа віртуальний низькочастотний сигнал-генератор, його вихідний імпеданс буде дорівнює вихідному імпедансу лінійного виходу (Line Out) звукової карти.

Переконавшись у тому, що вихідний імпеданс малий, ми можемо запобігти грубим помилкам при вимірі вхідного імпедансу. Хоча, навіть за найгіршого збігу обставин ця помилка навряд чи перевищить 3… 5%. Відверто кажучи, це навіть менше можливої ​​помилкивимірів. Але відомо, що помилки мають звичку «набігати».

При використанні генератора для ремонту та налаштування аудіотехніки теж бажано знати його внутрішній опір. Це може стати в нагоді, наприклад, при вимірюванні ESR (Equivalent Series Resistance) еквівалентного послідовного опору або просто реактивного опору конденсаторів.

Мені, завдяки цьому виміру, вдалося виявити найнижчий вихід у моїй аудіокарті.

Якщо аудіокарта має лише одне вихідне гніздо, то тоді все ясно. Воно одночасно є лінійним виходом і виходом на телефони (навушники). Його імпеданс, як правило, малий і його можна не вимірювати. Саме такі аудіо-виходи використовуються у ноутбуках.

Коли ж гнізд цілих шість і є ще парочка на передній панелі системного блокуа кожному гнізду можна призначити певну функціюто вихідний опір гнізд може істотно відрізнятися.

Зазвичай, найнижчий імпеданс відповідає гнізду салатового кольору, яке за замовчуванням є лінійним виходом.

Приклад виміру імпедансу кількох різних виходів аудіокарти встановлених у режимі «Телефони» та «Лінійний вихід».

Як видно з формули, абсолютні значення виміряної напруги ролі не відіграють, тому ці виміри можна робити задовго до калібрування осцилографа.

Приклад розрахунку.

U1 = 6 поділів.

U2 = 7 поділів.

Rx = 30 (7 - 6) / 6 = 5(Ом).

Як виміряти вхідний опір лінійного входу?

Щоб розрахувати атенюатори для лінійного входу аудіокарти, потрібно знати вхідний опір лінійного входу. На жаль, виміряти вхідний опір за допомогою звичайного мультиметра не можна. Це з тим, що у вхідних ланцюгах аудіокарт є розділові конденсатори.

Вхідні опори різних аудіокарт можуть дуже відрізнятися. Так що цей замір зробити все-таки доведеться.

Для вимірювання вхідного імпедансу аудокарти змінного струму, потрібно подати на вхід через баластний (додатковий) резистор синусоїдальний сигнал частотою 50 Гц і розрахувати опір за наведеною формулою.

Синусоїдальний сигнал можна сформувати в програмному генераторі НЧ, посилання на який є в «Додаткових матеріалах». Вимірювання амплітудних значень також можна зробити програмним осцилографом.

На зображенні зображена схема підключень.

Напруги U1 та U2 потрібно виміряти віртуальним осцилографом у відповідних положеннях вимикача SA. Абсолютні значення напруги знати не потрібно, тому розрахунки валідні до калібрування приладу.

Приклад розрахунку.

Rx = 50 * 100 / (540 - 100) ≈ 11,4(Кім).

Ось результати вимірювання імпедансу різних лінійних входів.

Як бачите, вхідні опори різняться в рази, а в одному випадку майже на порядок.

Як розрахувати дільник напруги (атенюатор)?

Максимальна необмежена амплітуда вхідної напруги аудіокарти при максимальному рівні запису близько 250мВ. Дільник напруги, або як його ще називають, атенюатор дозволяє розширити діапазон вимірюваних напруг осцилографа.

Атенюатор можна побудувати за різними схемами, залежно від коефіцієнта поділу та необхідного вхідного опору.

Ось один із варіантів дільника, що дозволяють зробити вхідний опір кратним десяти. Завдяки додатковому резистори Rдоб. можна підігнати опір нижнього плеча дільника до якоїсь круглої величини, наприклад, 100 кОм. Недолік цієї схеми в тому, що чутливість осцилографа занадто сильно залежатиме від вхідного опору аудіокарти.

Тож якщо вхідний імпеданс дорівнює 10 кОм, то коефіцієнт розподілу дільника збільшиться удесятеро. Зменшувати резистор верхнього плеча дільника не бажано, так як він визначає вхідний опір приладу, та і є основною ланкою захисту приладу від високої напруги.

Отже, я пропоную Вам самостійно розрахувати дільник, виходячи із вхідного імпедансу Вашої аудіокарти.

На зображенні немає помилки, дільник починає ділити вхідну напругу вже при виборі масштабу 1:1. Розрахунки ж, звичайно, потрібно робити, спираючись на реальне співвідношення плечей дільника.

На мій погляд, це найпростіша і водночас найуніверсальніша схема дільника.

Приклад розрахунку дільника.

Вихідні значення.

R1 - 1007 кОм (результат виміру резистора на 1 мОм).

Rвх. – 50 кОм (я вибрав більш високоомний вхід із двох наявних на передній панелі системного блоку).

Розрахунок дільника у положенні перемикача 1:20.

Спочатку розрахуємо за формулою (1) коефіцієнт поділу дільника, який визначається резисторами R1 і Rвх.

(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (Раз)

Отже, загальний коефіцієнт поділу в положенні перемикача 1:20 має бути:

21,14*20 = 422,8 (Раз)

Розраховуємо номінал резистора для дільника.

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

Розрахунок дільника у положенні перемикача 1:100.

Визначаємо загальний коефіцієнт поділу у положенні перемикача 1:100.

21,14*100 = 2114 (Раз)

Розраховуємо величину резистора для дільника.

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

Для полегшення розрахунків загляньте за цим посиланням:

Якщо ви збираєтеся використовувати тільки осцилограф «Авангард» і лише в діапазонах 1:1 і 1:20, то точність підбору резистора може бути низька, оскільки «Авангард» можна відкалібрувати незалежно в кожному з двох діапазонів. У решті випадків доведеться підібрати резистори з максимальною точністю. Як це зробити написано у наступному параграфі.

Якщо Ви сумніваєтеся в точності свого тестера, можна підігнати будь-який резистор з максимальною точністю методом порівняння показань омметра.

Для цього замість постійного резистора R2 тимчасово встановлюється підстроювальний резистор R*. Опір підстроювального резистора підбирається так, щоб отримати мінімальну помилку у відповідному діапазоні поділу.

Потім опір підстроювального резистора вимірюється, а постійний резистор вже підганяється під вимір омметром опір. Так як обидва резистори вимірюються одним і тим же приладом, похибка омметра не впливає на точність виміру.

А це парочка формул для розрахунку класичного дільника. Класичний дільник може стати в нагоді, коли потрібен високий вхідний опір приладу (мОм/В), а застосовувати додаткову ділильну голівку не хочеться.

Як підібрати чи підігнати резистори дільника напруги?

Так як радіоаматори часто мають труднощі при пошуку прецизійних резисторів, я розповім про те, як можна з високою точністю підігнати звичайні резистори широкого застосування.

Високоточні резистори всього в кілька разів дорожчі за звичайні, але на нашому радіоринку їх продають по 100 штук, що робить їх купівлю не дуже доцільною.

Використання підстроювальних резисторів.

Як бачите, кожне плече дільника складається з двох резисторів – постійного та підстроювального.

Недолік – громіздкість. Точність обмежена лише доступною точністю вимірювального приладу.

Підбір резисторів.

Інший спосіб - підбір пар резисторів. Точність забезпечується рахунок підбору пар резисторів з двох комплектів резисторів з великим розкидом. Спочатку всі резистори промірюються, а потім підбираються пари, сума опорів яких найбільше відповідає схемі.

Саме цим способом у промислових масштабах підганялися резистори дільника для легендарного тестера «ТЛ-4».

Недолік методу - трудомісткість та потреба у великій кількості резисторів.

Чим довший список резисторів, тим вища точність підбору.

Припасування резисторів за допомогою наждакового паперу.

Припасуванням резисторів, шляхом видалення частини резистивної плівки, не гидує навіть промисловість.

Однак при припасуванні високоомних резисторів не допускається прорізати резистивну плівку наскрізь. У високоомних плівкових резисторів МЛТ плівка нанесена на циліндричну поверхню у вигляді спіралі. Підпилювати такі резистори потрібно дуже обережно, щоб не розірвати ланцюг.

Точне підганяння резисторів в аматорських умовах можна здійснити за допомогою найдрібнішого наждачного паперу - «нульовки».

Спочатку з резистора МЛТ, у якого явно менший опір, за допомогою скальпеля акуратно видаляється захисний шар фарби.

Потім резистор підпаюється до "кінців", які підключаються до мультиметра. Обережними рухами шкурки-«нульовки» опір резистора доводиться до норми. Коли резистора підігнано, місце пропилу покривається шаром захисного лаку або клею.

Що таке шкурка-«нульовка» написано.

На мій погляд, це найшвидший і найпростіший спосіб, який, проте, дає дуже гарні результати.

Конструкція та деталі.

Елементи схеми адаптера розміщені у прямокутному дюралюмінієвому корпусі.

Перемикання коефіцієнта поділу атенюатора здійснюється тумблером із середнім становищем.

В якості вхідного гнізда застосовано стандартний роз'єм СР-50, що дозволяє використовувати стандартні кабелі та щупи. Замість нього можна застосувати аудіо гніздо типу Джек (Jack) 3,5мм.

Вихідний роз'єм – стандартне аудіо гніздо 3,5 мм. Адаптер з'єднується з лінійним входом аудіокарти за допомогою кабелю з двома Джеками 3,5 мм на кінцях.

Складання зроблено шляхом навісного монтажу.

Для використання осцилографа знадобиться ще кабель зі щупом на кінці.

В даний час важко наздогнати за новітніми технологіямирадіоелектроніки. Різноманітні електронні пристрої можна тепер модифікувати на свій смак з одного в інше. Було б бажання та вміння. Навіть із старих електронного годинникаможна зробити простий тестер для багатьох деталей електросхеми, не кажучи вже про планшети та комп'ютери. Багатьом радіоаматорам та професіоналам часто доводиться користуватися точними електронними приладами, серед яких дуже популярний осцилограф. Такий гарний прилад коштує недешево. Хоча зробити його своїми руками на основі планшета і андроїда не складе особливих труднощів навіть радіоаматору.

Що являє собою осцилограф та його функції

Для тих хто не особливо знайомий із роботою осцилографа та його візуальними видами поясню. Це прилад (у старому варіанті типу міні-телевізора, у новому - дизайн планшета тощо), який вимірює та відстежує частотні коливанняв електричної мережі. На практиці він широко використовується багатьма лабораторіями, що спеціалізуються, і професійними радіотелемастерами. Оскільки точні налаштування багатьох електроприладів виконуються лише за його допомогою.

Його показання в електронній або паперовій формі дозволяють бачити синусоїдальні форми сигналу. Частота та інтенсивність цього сигналу, у свою чергу, дозволяє визначити несправністьабо неправильне збирання електросхеми. Сьогодні ми розглянемо двоканальний осцилограф, який можна зібрати своїми руками на основі діючих схем смартфона, планшета та відповідного програмного забезпечення.

Складання кишенькового осцилографа на основі «Андроїда»

Частота, що замірюється, повинна бути чутною людським вухом, а рівень сигналу не повинен перевищувати стандартного мікрофонного звуку. У цьому випадку зібрати осцилограф на основі «Андроїда» своїми руками можна і без додаткових модулів. Розбираємо гарнітуру, де є мікрофон. За відсутності цієї гарнітури необхідно придбати звуковий штекер на 3,5 мм із чотирма контактами. Щупи припаяти згідно з роз'ємами вашого гаджета.

Завантажити програмне забезпечення з «Маркету», яке замірятиме частоту мікрофонного входу та вимальовувати графікз урахуванням цього сигналу. Представлених варіантів буде достатньо, щоб вибрати оптимальний. Після калібрування програми - осцилограф буде готовий до використання.

Плюси та мінуси «Андроїдної» збірки:

Складання осцилографа з планшета

Для стабілізації сигналу та розширення діапазону вхідної напруги можна використовувати схему осцилографа для планшета. Вона довго і успішно використовується для збирання пристроїв для комп'ютера.

Для цього застосовуються стабілітрони КС 119 А з резисторами на 10 та 100 кОм. Перший резистор та стабілітрони підключають паралельно. Другий та потужніший резисторпідключається на вхід електросхеми. Це розширює максимальний діапазон напруги. У кінцевому рахунку пропадають додаткові перешкоди та підвищується напруга до 12 вольт.

Особливістю осцилографа з планшета є те, що він працює безпосередньо зі звуковими імпульсами і зайві перешкоди (екранування) схеми та щупів у цьому випадку будуть небажаними.

Потрібне програмне забезпечення для збирання осцилографа на основі планшета та андроїда

Щоб працювати з подібною схемою буде потрібна програма, яка здатна намалювати графіки на основі вхідного звукового сигналу. Багато таких варіантів легко знайти в «Маркеті». За допомогою них можна вибрати додаткове калібруваннята досягти максимальної точності для професійного осцилографа з планшета або іншого функціонального пристрою.

Широкодіапазонна частота за допомогою окремого гаджета

Широкий діапазон частот за допомогою окремого гаджета досягається його приставкою з аналогово-цифровим перетворювачем, який забезпечує передачу сигналуу цифровому варіанті. За рахунок цього досягається більш висока точність вимірів. На практиці це портативний дисплей, який акумулює інформацію з окремих пристроїв.

Осцилограф із планшета на «Андроїд»

Bluetooth-канал

Нині електронного прогресу у магазинах з'являються приставки, які виконують функції осцилографа. Вони передають сигнал за допомогою Bluetooth-каналу на планшет чи смартфон. Такий осцилограф - приставка, підключається до планшетачерез Bluetooth має свої особливості. Межа вимірюваної частоти, що становить 1 МГц, напруга щупа 10 В та радіус дії близько 10 метрів не завжди вистачають для професійного діапазону робочої діяльності. У разі можна використовувати осцилограф - приставку з передачею даних з допомогою Wi-Fi.

Передача даних за допомогою Wi-Fi

Wi-Fi значно розширює можливості вимірювальних пристроїв. Такий вид обміну інформацією між планшетом та приставкою особливо популярний. Це не данина модіа чиста практичність. Оскільки інформація, що вимірюється, передається без затримок на планшет, який моментально виводить будь-який графік на свій монітор.

Зрозуміле меню користувача дозволяє швидко і легко орієнтуватися в управлінні та налаштуваннях. електронного пристрою. А записуючий пристрійдозволяє відтворювати та передавати інформацію в реальному часі та у всі точки для всіх учасників цього процесу.

Зазвичай разом з покупним осцилографом - приставкою поставляється і диск з програмним забезпеченням. Ці драйвера та програмуможна швидко завантажити на планшет чи смартфон. Якщо такого диска немає - знайдіть ці дані в магазині програм або пошукайте в інтернеті на форумах та спеціалізованих сайтах.

USB осцилограф своїми руками схема

Складання USB осцилографа обійдеться вам всього в 250-300 рублів і зробити ви його можете власноруч.

Плюсами цього пристрою є низька собівартість, мобільність і малогабаритність. А ось суттєвих мінусів, на жаль, більше. Це мала частота дискретизації, наявність ПК, мала смуга пропускання та глибина пам'яті.

Для професіоналів така е електронна «іграшка»явно не підійде. А для радіоаматорів-початківців - це дуже непоганий симулятор осцилографа для придбання певних практичних навичок.

Сьогодні часто замість того, щоб зробити, наприклад, осцилограф з комп'ютера, більшість людей вважають за краще просто придбати USB-осцилоскоп. Але, пройшовшись магазинами, можна побачити, що ціна бюджетних осцилографів починається від 200 доларів. А серйозна апаратура взагалі коштує в рази дорожче. Саме тим людям, яких не влаштовує ця ціна, найпростіше зробити осцилограф із ноутбука чи комп'ютера своїми руками.

Що потрібно використовувати

Найоптимальніша сьогодні – це програма OsciВона має інтерфейс, схожий на класичний осцилограф: на моніторі знаходиться стандартна сітка, за допомогою якої ви зможете самі поміряти амплітуду або тривалість.

З недоліків цієї програми можна виділити те, що вона працює трохи нестабільно. Під час роботи утиліта може іноді зависати, а щоб її скинути, треба використовувати спеціалізований TaskManager. Але все це компенсується тим, що програма має звичний інтерфейс, і досить зручна у використанні, а також має велику кількість функцій, вони дають можливість зробити осцилограф, що повноцінно працює, з комп'ютера або ноутбука.

На замітку

Потрібно сказати, що у комплекті даних програм є спеціальний низькочастотний генераторАле його використання небажано, він намагається повністю сам контролювати роботу драйвера звукової карти, що провокує вимкнення звуку. Якщо вирішили його випробувати, подбайте, щоб у вас була точка відновлення або зробіть бекап вашої ОС. Найоптимальнішим способом, як зробити своїми руками з комп'ютера осцилограф, буде завантаження робочого генератора.

"Авангард"

Це вітчизняна програма, вона не має звичної та стандартної вимірювальної сітки, і відрізняється дуже великим екраномдля фотографування скріншотів, але водночас дозволяє використовувати встановлений частотомір та вольтметрамплітудних значень. Це частково компенсує недоліки, вказані вище.

Зробивши цей осцилограф із комп'ютера, ви зіткнетеся з наступним: на невеликих рівнях показників вольтметр та частотомір можуть значно спотворювати дані, але для новачків-радіоаматорів ця утиліта буде цілком достатньою. Ще однією корисною функцією буде те, що можна робити абсолютно незалежне калібрування двох шкал встановленого вольтметра, що вже знаходяться.

Як це використовувати

Через те, що вхідні ланцюги звукової карти мають спеціальний розділовий конденсатор, то комп'ютер у ролі осцилографа може працювати тільки із закритим входом. Таким чином, на моніторі буде видно лише змінну складову показників, але, маючи певну вправність, за допомогою цих програм можна зробити вимірювання показника постійної складової. Це дуже актуально у випадку, коли, наприклад, час відліку мультиметра не дає можливості зафіксувати деяке значення амплітуди напруги на конденсаторі, що заряджається за допомогою великого резистора.

Нижнє значення напруги обмежується рівнем фону та шуму та має приблизно 1 мВ. Верхня межа обмежується лише за показниками дільника і сягає понад сотню вольт. Частотний діапазон обмежується можливістю звукової карти і для старих комп'ютерів. становить близько 20 кГц.

Звісно, ​​у разі розглядається досить примітивне пристрій. Але коли у вас немає можливості, наприклад, використовувати USB-осцилограф, то в даному випадку його використання цілком прийнятне. Цей прилад допоможе вам у ремонті різної аудіоапаратури або може бути використаний для навчальних цілей. Крім того, програма-осцилограф дасть можливість зберегти епюру для ілюстрації матеріалу або для розміщення в мережі.

Електрична схема

Якщо вам потрібна приставка до комп'ютера, то зробити осцилограф буде набагато складніше. Сьогодні в інтернеті можна знайти досить багато різних схем цих пристроїв, і для виготовлення, наприклад, двоканального осцилографа вам буде потрібно тільки їх продублювати. Другий канал найчастіше актуальний у разі, коли треба порівнювати два сигнали або ж осцилограф використовується для підключення зовнішньої синхронізації.

Як правило, схеми дуже прості, але так ви самостійно забезпечите дуже великий діапазон доступних вимірювань, використовуючи мінімум радіодеталей. Причому атенюатор, який виготовляється за класичною схемою, зажадав від вас наявність вузькоспеціалізованих високомегаомних резисторів, а його опір на вході постійно змінювався при перемиканні діапазону. Тому ви відчували б деякі обмеження при використанні звичайних осцилографічних проводів, розрахованих на імпеданс входу не більше 1 мОм.

Як вибрати резистори дільника напруги

Через те, що найчастіше радіоаматори зазнають складнощів для того, щоб підібрати прецизійні резистори, часто буває так, що доводиться вибирати пристрої широкого профілю, які треба максимально точно підігнатиІнакше зробити своїми руками осцилограф з комп'ютера не вийде.

Підстроювальні резистори дільника напруги

У цьому випадку кожне плече дільника має два резистори, один є постійним, другий – підстроювальний. Мінус цього варіанта, це його громіздкість, але точність обмежується лише тим, які доступні характеристики має вимірювальний апарат.

Як вибрати звичайні резистори

Ще один варіант зробити осцилограф із комп'ютера – це вибрати пари резисторів. Точність у цьому випадку забезпечується завдяки тому, що використовуються пари з двох комплектів із досить пристойним розкидом. Тут важливо спочатку виконати ретельні виміри всіх пристроїв, а потім підібрати пари, сумарний опір яких буде найкращим для вашої схеми.

Сьогодні припасування резисторів за допомогою видалення частини плівки часто використовується навіть у сучасній промисловості, тобто так, нерідко робиться осцилограф із комп'ютера.

Але слід сказати, що якщо ви хочете підганяти високоомні резистори, то резистивна плівка не повинна бути розрізана наскрізь. Так як у цих пристроях вона знаходиться на циліндричній поверхні у вигляді спіралі, тому робити підпил треба гранично акуратно, щоб не допустити розриву ланцюга. Потім:

Після, коли резистор повністю підігнаний, місце пропилапокривають шаром спеціального захисного лаку.

Сьогодні цей спосіб найшвидший і найпростіший, але при цьому дає хороші результати, що й зробило його оптимальним для домашніх умов.

Що потрібно врахувати

Існує ряд правил, які необхідно виконувати у будь-якому випадку, якщо вирішили проводити ці роботи:

• Комп'ютер для осцилографа, що використовується, обов'язково потрібно заземлити.
• Не можна підключати заземлення до розетки. Воно приєднується через спеціальний корпус лінійного вхідного гнізда з корпусом системного блоку. В даному випадку, незалежно, чи потрапляєте ви у фазу чи нуль, у вас не буде замикання.

Інакше кажучи, в розетку може приєднуватися тільки провід, який з'єднується з резистором, і знаходиться у схемі адаптера з номінальним значенням один миг. Якщо ж ви спробуєте включити в мережу провід, який контактує з корпусом, то майже у всіх випадках це обов'язково призведе до найгірших наслідків.

Нижче наведено проект USB-осцилографа, який ви зможете зібрати своїми руками. Можливості USB-осцилографа мінімальні, але для багатьох радіоаматорських завдань цілком зійде. Також схема даного USB-осцилографа може використовуватися як основа для побудови більш серйозних схем. В основі схеми стоїть мікроконтролер Atmel Tiny45.

Осцилограф має два аналогові входи і живиться від USB-інтерфейсу. Один вхід задіяний через потенціометр, що дає змогу зменшувати рівень вхідного сигналу.

ПЗ для мікроконтролера tiny45 написано на Сі і скомпільовано за допомогою і V-USB розробки Obdev, який реалізує з боку мікроконтролера HID-пристрою.
У схемі немає зовнішнього кварцу, а програмно задіяна частота від USB 16.5 МГц. Природно, не варто очікувати від цієї схеми дискретизації 1Gs/s.

Осцилограф працює по USB через HID-режим, що не вимагає установки будь-яких спеціальних драйверів. Софт для windows написаний за допомогою.NET C#. Взявши за основу мій вихідник програми, ви можете доповнити програмне забезпечення як вам потрібно.

Принципова схема USB-осцилографа дуже проста!

Список використовуваних радіоелементів:
1 світлодіод (будь-який)
1 резистор для світлодіода, від 220 до 470 Ом
2 резистори 68 Ом для USB D+ & D-ліній
1 резистор 1.5K для визначення USB-пристрою
2 стабілітрони 3.6V для вирівнювання USB-рівнів
2 конденсатора 100нФ та 47мкФ
2 фільтруючі конденсатори на аналогових входах (від 10нФ до 470нФ), можна і без них
1 або 2 потенціометри на аналогових входах, для зменшення рівня вхідної напруги (якщо потрібно)
1 USB-роз'єм
1 мікроконтролер Atmel Tiny45-20.

Список радіоелементів