Программа Сервисный Центр
0

Простая приставка превращает звуковую карту компьютера в высокоскоростной стробоскопический осциллограф. Часть 1 - Общие сведения, схема согласования, тактирования и делителя частоты


Doug Mercer, Analog Devices. Существует множество программ, с помощью которых персональный компьютер со звуковой картой можно превратить в осциллограф, но низкая частота преобразования и высокое разрешение АЦП звуковой карты, а также схемы согласования, оптимизированные для частот не более 20 кГц, ограничивают полосу пропускания. Однако для повторяющихся сигналов полосу пропускания можно значительно расширить с помощью стробоскопической приставки, включаемой перед входом звуковой карты компьютера. Последовательное стробирование мгновенных значений сигнала высокоскоростным усилителем выборки и хранения (УВХ), и последующая фильтрация низких частот для восстановления и сглаживания сигнала эффективно «растягивают» ось времени, позволяя использовать персональный компьютер в качестве высокоскоростного стробоскопического осциллографа. В статье мы рассмотрим схему приставки и щупы, обеспечивающие соответствующую адаптацию.На Рисунке 1 изображена схема приставки для типовой звуковой карты компьютера. В ней используется по одному высокоскоростному УВХ AD783 на каждый канал осциллографа. Стробирующий сигнал для УВХ поступает с цифрового выхода делителя схемы тактирования, которую мы рассмотрим ниже. Вход усилителя AD783 буферизирован полевым транзистором, что позволяет легко организовать как отрытый, так и закрытый вход осциллографа. В двух каналах, показанных на схеме, резисторы R1 и R3 номиналом 1 МОм задают постоянное смещение для режима закрытого входа, когда джамперы, шунтирующие входные конденсаторы С1 и С3, разомкнуты. На выходах каждого УВХ показаны активные RC фильтры низких частот. В принципе, необходимости именно в активных фильтрах в данной схеме нет, но усилители выполняют здесь роль низкоимпедансных буферов для передачи сигналов в звуковую карту.
 
'Простая
Рисунок 1.2-канальная схема выборки аналоговых сигналов.
Полоса пропускания УВХ AD783 для большого сигнала составляет несколько мегагерц. Эффективная скорость нарастания входного напряжения порядка 100 В/мкс, размах входного/выходного сигнала при питании ±5 В не менее ±3 В. Малосигнальная полоса пропускания по уровню 3 дБ и размахе сигнала не превышающем 500 мВ примерно равна 50 МГц.На Рисунке 2 представлена осциллограмма, иллюстрирующая совместную работу приставки со звуковой картой персонального компьютера под управлением программы Visual Analyser [1]. На вход приставки подается синусоидальный сигнал 2 МГц, модулированный однополярными синусоидальными импульсами с частотой повторения 1 МГц. Схема стробируется импульсами длиной 250 нс с частотой 80.321 кГц. Эффективная скорость горизонтальной разверткиравна 333 нс/дел. Звуковая карта в этом примере использует кодек SoundMax с частотой дискретизации 96000 выборок в секунду, а эффективная частота дискретизации составляет 40 млн. выборок в секунду.
Простая приставка превращает звуковую карту компьютера в высокоскоростной стробоскопический осциллограф. Часть 1 - Общие сведения, схема согласования, тактирования и делителя частоты
Рисунок 2.Синусоидальный сигнал 2 МГц, модулированный однополярными синусоидальными импульсами с частотой повторения 1 МГц.
Рисунок 3 демонстрирует синусоидальный сигнал 4 МГц, модулированный колоколообразными импульсами с частотой повторения 1 МГц. Параметры стробирования те же, что на Рисунке 2.
Простая приставка превращает звуковую карту компьютера в высокоскоростной стробоскопический осциллограф. Часть 1 - Общие сведения, схема согласования, тактирования и делителя частоты
Рисунок 3.Синусоидальный сигнал 4 МГц, модулированный колоколообразными импульсами с частотой повторения 1 МГц.
Пример генератора строба выборкиУВХ AD783 требует узких стробирующих импульсов шириной 150 … 250 нс. Причем, импульсы должны быть очень стабильными, с малым джиттером, чтобы отображаемая на экране осциллограмма была устойчива и не «прыгала» вперед и назад. Это требование накладывает определенные ограничения на выбор кварцевого генератора. Другое требование заключается в том, что частота дискретизации должна быть регулируемой или подстраиваемой, и захватывать диапазон от частот, чуть меньших 100 кГц, до значений порядка 500 кГц. Шаг настройки частоты дискретизации должен быть достаточно мелким, чтобы преобразованные сигналы попадали в полосу пропускания звуковой карты 20 Гц … 20 кГц. С помощью изображенной на Рисунке 4 схемы и кварцевого генератора частоты 10 … 20 МГц (IC4) можно получить не менее 200 промежуточных значений в диапазоне 80 … 350 кГц при шаге от 300 Гц до 5 кГц.
'Простая
Рисунок 4.Схема синхрогенератора, делителя частоты и формирователя строба выборки.
В этом примере используются две микросхемы двоичных 4-разрядных реверсивных счетчиков 74HC191, с помощью которых можно получить целочисленный коэффициент деления N от 4 до 256. В качестве альтернативы можно взять декадные счетчики с аналогичным расположением выводов, такие как 74HC190, но диапазон коэффициентов деления тогда сократится до 4 … 100. Коэффициент деления задается двумя шестнадцатеричными переключателями S1 и S2. Переключатель S3 предназначен для выбора направления счета – вверх или вниз. Резистор R1 (250 Ом) и конденсатор C1 (68 пФ) задают небольшую задержку, гарантирующую надежную асинхронную загрузку в счетчики начальных значений импульсами переноса старшего каскада делителя (IC1). С помощью образующих ждущий мультивибратор четырех вентилей 2И-НЕ микросхемы 74ALS00 формируются стробирующие импульсы, ширина которых при R12 = 2.7 кОм и С2 = 68 пФ равна 200 нс.IC4 – это кварцевый генератор с фиксированной частотой настройки в 14-выводном герметичном металлическом корпусе. Генератор может быть сделан и из дискретных компонентов. Один из вариантов с кварцевым резонатором X1 и КМОП инверторами 74HC04 показан на Рисунке 5. Такое решение, безусловно, требует большего количества компонентов, но зато, позволяет подстраивать генератор, затягивая частоту регулировкой конденсатора C1.
'Простая
Рисунок 5.Дискретный кварцевый генератор с механической подстройкой.
Если изменить схему генератора так, как показано на Рисунке 6, добавив варикап D1 – специальный диод, емкость которого зависит от приложенного напряжения смещения, – появится возможность производить настройку не механическим, а электронным способом.
'Простая
Рисунок 6.Дискретный кварцевый генератор, подстраиваемый напряжением.
Часть 2 - Восстанавливающие фильтры, варианты питания схемы согласования и входные аттенюаторы 

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (12)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"