Осциллограф из компьютера своими руками схема

Вот решил поразбираться в вопросе использования линейного входа звуковой платы компьютера в качестве осциллографа. Иногда хотелось бы иметь что-то небольшое и стационарное, что бы смотреть сигнал в «полевых» условиях. Таскать с собой стационарный осциллограф особого желания нет, а покупать внешний USB тоже не хочется, в связи с наличием стационарного В общем напишу, что получилось, может кому-то окажется полезным. Типичный импеданс линейного входа звуковых карт — 10-47K, для безопасной работы амплитуда входного сигнала не должна превышать 2V. Собрал простой пробник (см. рисунок). R2(R3)-R4-R5-R6-R7 образуют делитель 1/10 (1/100). VD1-VD2 ограничивают амплитуду на выходе до 2V. R4 служит для развязки по земле с источником сигнала. Настройка заключается в подаче синусоидального сигнала на вход пробника и подстройке резистором R6 уровня сигнала в 1/10 от входящего (или 1/100 в положении X100). Если нужно согласование по линии, то можно параллельно входу переключателем SA1 подключить резистор 50Ом (например в моем стационарном генераторе сигналов только так можно нормально смотреть меандр без выбросов на фронтах). Теперь по поводу ПО — оказалось есть море программ для этих целей, с кучей дополнительных функций. Скачал пару десятков самых распространненных В общем по моему AudioTester впереди планеты всей Чего там только нет — и строит АЧХ одновременно с функцией осцилографа, настраиваемые триггеры, мощный мат. аппарат для дополнительной обработки сигнала, измеряет THD, есть хороший встоенный генератор сигналов итд итд. Про эту программу можно отдельно статью писать. А вообще при использовании нормального внешнего АЦП от нее можно гораздо больше пользы получить. В общем настроил базовый sample rate в 48Khz (именно так, а не на 44Khz наиболее качественно отображается сигнал). По личным наблюдениям, форму сигнала более-менее нормально можно наблюдать до 3Khz, выше уже довольно сильные искажения. Сам сигнал, при базовом sample rate 48Khz видно где-то до 22Khz. Проверял на встроенном кодеке от analog devices и на sb audigy. Причем качество входа, как ни странно, оказалось лучше на встроенном кодеке. Вывод — полезность этого устройства весьма относительная, хотя в отдельных случаях это может пригодиться.
Миниатюры

Хочется RCL-измеритель из звуковухи попробовать сделать. Только занят другими делами.

Сообщения на разных форумах (и мой не слишком удачный опыт), говорят, что осциллограф из звуковой карты в принципе не может быть точным прибором. Т.е. звуковуху надо оставить в покое.
Я нашёл в сети пару интересных проектов приставок: попроще — на одном АЦП, посложнее — на микроконтроллере; но не знаю, хватит ли ума с ними справиться.

Добавлено (27.04.2013, 13:13)
———————————————
А может быть можно сделать с планшета?

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками(часть 1)

Осциллограф, при помощи которого проводились измерения, Автор статьи придумал самостоятельно.

SUZUKI ESCUDO 1996 г.в. Двигатель H20A. Собственно, это и есть моя машина.

Неисправность:

Перестала заводиться при температуре на улице менее -10 градусов. Стартер крутит, а движок иногда (совсем лениво), «почихивает» и все.
Диагностика:
Перемерили осциллографом все что можно – вроде все «ок». Подключили 2 канала осциллографа к входам двух катушек зажигания и получили вот такую чудную картину. Почему именно два – так просто получилось, удобно было. На улице при –15 вообще трудно что-либо к машине подцепить.

Видно, что на катушки вместо импульсов подается нечто странное. Дальнейший анализ привел к следующему выводу: виновата микросхема в ECU.

Сначала долго пытался найти что это такое, чем заменить. Безрезультатно. Опять таки при помощи осциллографа определил, где какой вывод у микросхемы, где входы, где выходы. Оказалось, что-то вроде 6 (или более) логических элементов НЕ. После ее замены на небольшую самодельную платку, все стало нормально. К сожалению, фото платки нет.

Ниже скриншот сигналов: запуск двигателя после ремонта. 2-5 каналы — выходы платки (микросхемы), 6-8 входы. Как видно из графиков — дефект исчез..

Характеристики: — каналов 8 — частота дискретизации 100-250 КгЦ — диапазоны измерений 0..3 вольта, 0..15 вольт, 0..150 (внешний делитель) Кстати, по поводу максимального времени записи я немного соврал, ограничение есть — максимальный размер файла на диске для фат32 = 1 гиг. Отсюда следует что 1000000000/(200000*60) = 83 мин где 200000 кол-во байт на секунду записи для частоты оцифровки 200 кГц 60 — количество секунд в минуте Если система на диске НТФС — то естественно будет больше (не помню навскидку ее параметры), но можне переделать прогу чтобы она писала не в один файл, а била его а куски и тд, тогда ограничение — размер диска .

С уважением ,- Алексей

Примечание: Ну что тут сказать? Вот сломалась у простого человека машина. И решил он ее починить сам. Тем более, если на плечах есть Голова. «…и придумал он программу, и воплотил свои мысли в «железо»,- вот так и отремонтировал свой автомобиль.

Если вы имеете желание, то можете скачать программу целиком (весит 1 Мб) и самостоятельно убедиться в ее возможностях —

Написать Автору: Alex Z <[email protected]>

Сайт автора: www.usbosc.narod.ru Обсуждение: https://autoforum69.ru/index.php?showtopic=2611

Книги по ремонту автомобилей

Схема и сборка устройства

Существует много схем для изготовления цифрового USB-осциллографа своими руками. Не все доступны для неопытного радиолюбителя. Наиболее легким является сборка устройств на основе звуковой карты, так как здесь нужно собрать только делитель для увеличения порога входящего напряжения.

Подключение через USB

USB-осциллограф сложный в изготовлении своими руками, но высокоточный прибор с большим диапазоном по частоте. Детали для него можно приобрести в магазине или заказать через интернет. Список запчастей следующий:

двусторонняя плата с готовыми дорожками;
АЦП AD9288−40BRSZ;
система собирается на процессоре марки CY7C68013A;
резисторы, трансформаторы, конденсаторы, дроссели — номиналы указаны на схеме;
паяльник и монтажный фен, паяльная паста, флюс и припой;
провод с площадью сечения 0,1 мм2 и лаковым покрытием;
тороидальный сердечник для изготовления трансформатора;
чип памяти EEPROM flash 24LC64;
реле с управляющим напряжением не более 3,3 В;
операционные усилители AD8065;
преобразователь постоянного тока DC-DC;
USB коннектор;
стеклотекстолит;
разъемы для щупов, корпус для платы.

Что такое АОН и Caller ID – использование и возможности технологий

Схема устройства приведена ниже.

Так как используется двусторонний монтаж, то самостоятельно плату с дорожками изготовить не получится. Надо обратиться к производственному объединению, выпускающему подобные изделия, и сделать заказ со следующими условиями:

стеклотекстолит, на котором будет размечена схема, должен иметь толщину не менее 1,5 мм;
толщина медных дорожек не менее 1 унции (OZ) или 35 мкм;
сквозная металлизация отверстий;
лужение контактных площадок для лучшего припаивания элементов.

Получив заказ, можно приступать к сборке. Вначале собирается конвертер DC-DC, для получения двух постоянных напряжений: +5 В и -5 В. Изготавливается он отдельно от основного устройства, а затем подсоединяется экранированным кабелем.

Далее аккуратно припаять элементы схемы. Особенно быть осторожным при пайке микросхем, не допускать увеличения температуры паяльника выше 300°С.

Разместив изготовленное устройство в корпусе, подключить его к компьютеру через USB разъем. После этого перемкнуть перемычку JP1.

Использование аудиокарты

Осциллограф из внешней звуковой карты — малобюджетный и простой в изготовлении осциллоскоп к компьютеру или ноутбуку. Более всего подойдет начинающим радиолюбителям. Можно использовать как внешнее, так и внутреннее звуковое устройство.

Входное напряжение для внутренней звуковой карты компьютера не должно превышать 0,5-2 В. Чтобы измерить сигнал с амплитудой более 2 В, необходимо подать его на компьютер через делитель напряжения. Собирается аттенюатор по следующей схеме.

Подаваемое напряжение уменьшается в 100, 10 или 1 раз, в зависимости от величины. Для этого щупы вставляются в соответствующие разъемы. Точная настройка происходит через подстроечный резистор. Диоды предохраняют от случайной подачи напряжения более 2 В.

Конструкцию разместить в металлической коробке для устранения возможных наводок. Провод, подключаемый к звуковой карте, должен быть коротким с медной оплеткой. Для создания второго канала необходимо продублировать устройство. Если на карте есть несколько входов, то выбрать с наименьшим внутренним сопротивлением.

Подборка лучших доступных по цене Android-смартфонов

Ниже рассматривается схема с использованием внешней USB звуковой карты стоимостью около 2 долларов.

Кроме адаптера понадобятся:

сопротивление на 120 кОм:
коннектор mini Jake;
щупы для измерений.

После приобретения всех запчастей проделать следующие шаги:

Вскрыть

Как собрать осциллограф своими руками — 3 рабочие схемы, советы по монтажу, видео

Три рабочие схемы осциллографов — на PIC18F2550, на AVR и цифрового прибора для ПК. Характеристики устройств, печатные платы, необходимые детали, инструкции по сборке своими руками и видео.

Осциллограф на PIC18F2550 своими руками — схема, инструкция по сборке

Осциллограф на PIC18F2550 измеряет среднее, максимальное, минимальное, пиковое напряжения и пересечение нулевого уровня. Осциллограф имеет встроенную функцию триггера, который может быть использован для остановки сигнала для его детального изучения. Масштаб времени для отображения может быть легко изменён функцией changeTimeDivision.

Осциллограф измеряет напряжение в пределах 0–5В, 0–2.5В и 0–1,25. Основным недостатком этого осциллографа является низкая частота дискретизации (

60 кГц), а также тот факт, что входы ограничены ограничениями АЦП микроконтроллера. Тем не менее, это очень хороший прибор и первым мы рассмотрим именно его схему.

Схема осциллографа на PIC18F2550

Исходники и прошивку можно будет скачать ниже. Теперь давайте детальнее остановимся на каждом блоке схемы.

Напряжение поступает с 9-вольтовой батареи на интегральный стабилизатор напряжения TC1262-5.0V для обеспечения стабильных 5В для питания микроконтроллера и дисплея. На выходе стоит 1мкФ конденсатор.

Смотрите схему DDS-генератора сигналов

Графический ЖК дисплей AGM1264F с разрешением 128х64 пикселей оснащен встроенными контроллером KS0108. Он имеет светодиодную подсветку и генератор отрицательного напряжения для управления.

Аналоговый вход

Вывод A0 настроен на аналоговый вход. Обратите внимание, что сопротивление источника сигнала влияет на напряжение смещения на аналоговом входе. Максимально рекомендованное сопротивление составляет 2.5 кОм.

Микроконтроллер

Микроконтроллер PIC18F2550 работает на частоте 48 МГц от внутреннего генератора. R1 представляет собой нагрузочный резистор, необходимый для работы. C1 является стабилизирующим конденсатором. Компонент пометкой «RES» является 20 MHz резонатором.

RS232 конвертер

RS232

Выводы USART должны быть подсоединены к RS-232 конвертеру для подключения к ПК для обновления прошивки. После этого он может быть отключен.

Необходимые детали для сборки осциллографа на PIC18F2550 и прошивка

МК PIC 8-бит (IC1) — PIC18F2550
Линейный регулятор (IC2) — TC1264, 5 Вольт.
Конденсатор (С1) — 0.22 мкФ.
Электролитический конденсатор (С2) — 1 мкФ.
2 резистора (R1, R3) — 3.3 кОм и 5 Ом соответственно.
Подстроечный резистор (R2) — 10 кОм.
Кварцевый резонатор (RES) — 20 МГц.
LCD-дисплей — AGM1264F.
Батарея питания (G1) — 9 В
3 разъёма — JP1 для подключения дисплея, JP2 для обновления прошивки (RS-232) и JP3 для входа аналогового сигнала.

Видео, как работает осциллограф на PIC18F2550:

Цифровой осциллограф RS232 для ПК

Рассмотрим простое решение для создания цифрового компьютерного осциллографа. Устройство построено на базе восьмиразрядного процессора PIC12F675.

Схема цифрового осциллографа для компьютера

Ниже представлена структурная схема осциллографа:

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).

Вот принципиальная схема самого цифрового осциллографа:

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

Узнайте, как сделать щуп для осциллографа своими руками

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

Необходимые радиоэлементы

Линейный регулятор (U1) — LM78L05.
МК PIC 8-бит (U2) — PIC12F675 (675-I/P).
Биполярный транзистор (Q1) — BC337.
6 конденсаторов — С1, С2, С5 (3х0.1 мкФ); С3, С4 (2х22 пФ); С6 (22 мкФ)
4 резистора — R1, R3 (2х1 кОм) и R2, R4 (2х270 кОм).
Кварцевый резонатор (Y1) — 20 МГц.
Переключатель (S1)
3 разъема — J1 питания, J2 RS232, J3 входа сигнала.

Программное обеспечение

Для управления на Windows доступна простая программа на Visual Basic. Её можно скачать в архиве ниже.

Программа запускается сразу и ожидает появления 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

При сборке можно не делать печатную плату, а смонтировать все в небольшой пластиковой коробке навесным монтажом. Корпус должен иметь отверстия для разъема RS232 переключателя, входного гнезда и гнезда питания.

Прошивку для процессора можно скачать в конце статьи. Биты конфигурации (fuse) в процессе программирования должны быть установлены следующим образом:

Вот фото готового прототипа цифрового осциллографа:

Ниже вы можете скачать исходник, прошивку и ПО для Windows.

Осциллограф своими руками на AVR — инструкция по сборке, характеристики

Характеристики осциллографа на AVR:

Частота измерения: 10 Гц–7.7 кГц.
Макс. входное напряжение: 24В AC/30В DC.
Напряжение питания: 12В DC.
Разрешение экрана: 128×64 пикселей.
Область экрана осциллограммы: 100×64 пикселей.
Информационная область экрана: 28×64 пикселей.
Режим триггера: автоматический.

При измерении прямоугольного сигнала, максимальная частота, при которой можно увидеть хорошую осциллограмму составляет около 5 кГц. Для других форм сигналов (синусоида или треугольный сигнал) максимальная частота составляет около 1 кГц.

Схема осциллографа на AVR

Принципиальная схема AVR-осциллографа приведена ниже:

Напряжение питания схемы составляет 12 вольт постоянного тока. Из этого напряжения, в дальнейшем получается еще 2 напряжения: +8.2В для IC1 и +5В — для IC2, IC3.

Схема светодиодного осциллографического пробника

Необходимые радиоэлементы

Операционный усилитель (IC1) — LM358.
LCD-дисплей (IC2) — DEM128064A (128×64, контроллер KS0108).
МК AVR 8-бит (IC3) — ATmega32.
Линейный регулятор (IC4) — LM7805.
Стабилитрон (D1) — 1N4738A, 8.2В.
Выпрямительный диод (D2) — 1N4007.
7 конденсаторов — C1 (470 нФ); C2 (27 пФ); C4, C7, C9 (3х100 нФ); C5, C6 (2х22 пФ).
2 электролитических конденсатора — C3 (22 мкФ 16 В) и C8 (100 мкФ 25 В).
7 резисторов — R1, R2, R4 (3х1 МОм); R3, R5 (2х390 кОм); R6 (56 Ом); R7 (220 Ом).
2 подстроечных резистора (P1, P2) — 10 кОм и 22 кОм соответственно.
Кварц (X1) — 16 МГц.
3 переключателя (S1, S2, S5).
5 кнопок (S3, S4, S6–S8) — замыкающие.
2 разъёма (K1, K2) — 2 контакта вход сигнала, 2 контакта питание.

Прошивка ATmega32 и настройка

Файл прошивки: AVR_oscilloscope.hex, можно будет скачать ниже. При выборе фьюзов необходимо указать использование внешнего кварца. После этого необходимо обязательно отключить JTAG интерфейс. Если этого не сделать, то на осциллографе будет отображаться экран инициализации, а после он будет уходить в перезагрузку.

Для настройки прибора нужно выполнить всего 2 вещи: настроить контрастность LCD при помощи подстроечного резистора Р2 и выставить центр осциллограммы при помощи подстроечного резистора Р1.

Использование

Вы можете перемещать луч осциллограммы вверх или вниз путем нажатия кнопок S8 и S4. Один квадрат на экране, соответствует 1В.

При помощи кнопок S7 и S3 можно увеличивать или уменьшать частоту измерений. Минимальная частота формы сигнала, которая может быть отображена на LCD составляет 460 Гц. Если необходимо посмотреть сигнал с более низкой частотой, например, 30 Гц, то необходимо нажать S7 для сжатия осциллограммы или S3 — для растяжения.

В осциллографе используется автоматический режим триггера. Это означает, что если входной сигнал повторяющийся (к примеру треугольник) то триггер работает хорошо. Но если форма сигнала постоянно меняется (к примеру какая-то последовательность данных), то для фиксации изображения необходимо нажать кнопку S6. Повторное нажатие S6 возвращает в нормальный режим.