Цифровой осцилограф

Давняя моя мечта - иметь осцилограф. Но т.к. готовый не было возможности приобрести, приходилось заниматься ремонтом без него, и собственный осцилограф был только в мечтах. Были попытки построить на трубке. Даже удалось зажечь ее, но как оказалось, т.к. это была уже списанная труба, у нее размер точки был примерно 1/10 экрана и никакими регулировками на пластинах трубки она не уменьшалась. В общем, эта затея была заброшена.
Но желание иметь осцилограф все не угасало. Появилась возможность приобрести жк дисплеи, и для этих целей был приобретен дисплей МЭЛТ 128х64 почти 2 года назад. С переменным успехом пытался его победить, то вновь загораясь идеей, то забрасывал в сторону ввиду отсутсвия свободного времени. Кстати, камень в адрес МЭЛТа - замыкали ножки микросхемы (она там одна). Пришлось снять, убрать излишки припоя, и снова запаять, ну и заодно испытать самодельную микроволну и научиться ей пользоваться. Как только перепаял микросхему, сразу все заработало.
Пока пытался зажечь индикатор, нашел и прикупил быстродействующие АЦП с параллельным выходом TDA8703 в количестве 2 штук. Канал будет 1, а ацп - 2. Будет реализована идея замерять входной сигнал пока второй ацп еще соображает.
И вот, примерно месяц назад мне все-таки удалось вывести на него информацию, и за месяц был построен прототип. На этом видео переменником регулируется напряжение на входе АЦП (на маленькой макетке висит на проводах) и зажигается соответствующая точка на индикаторе. Т.к. уже есть развертка, то получается линия.
На данный момент проект находится на стадии подбора памяти и реализации счетчика для адресной шины памяти на 16 линий. Счетчик думаю делать на 44 ногой ПЛИС фирмы Ottira (модель не помню, лень смотреть), которую собственно и купил. Осталось нарисовать схему и зашить.
Также разработал и уже почти отладил схему входного усилителя, который будет преобразовывать входной сигнал до нормального значения для подачи на АЦП. Для входного усилителя были закуплены AD8045 позволяющие работать до 1ГГц, но хоть мне столько не надо, но пусть будет. Когда покупал - смотрел чем выше частота - тем лучше. Только потом понял, что немного промахнулся с выбором, но уже куплены эти и буду собирать на них.
Даже уже начал разводку готового устройства, но пока без плис и памяти, т.к. незнаю какие выводы куда будут подключаться.

0

Чета я протупил. Для осцилографа решил использовать Мегу 32. А надо было прикупить 64, я ведь смотрел на нее. У нее ног в полтора раза больше, и стоит она всего на треть дороже. А сейчас уже поздно, заказ сделан и оплачен уже. Наверное, придется дисплей вешать на 8 мегу или чего поменьше (2313, например), а в качестве основного мозга использовать 32... И организовывать между ними SPI передачу... Сейчас займусь разводкой платы индикатора под 8 мегу. Как вариант - есть в наличии 2 регистра 74НС164. Хотя, проводов больше получится чем при SPI и надо писать алгоритм, но зато без контроллера. С другой стороны, затолкав байт на отправку, можно будет дальше считать следующий, пока он будет отправляться.

0

Я бы купил готовую аналоговую часть, лучше чтобы сразу было с АЦП, а уже цифру реально самому сделать, скажем на тех-же FPGA.
Так реально можно практически сразу достичь сотню MSPS, а свой аналог нормально сделать очень непросто и "из г-на и палок" врядли получится что-то пригодное для работы.
Можно купить упрощенный аналог, чтобы на следующей итерации сделать аналог самостоятельно.
Но в любом случае, если цифру реально сделать самостоятельно без особых проблем, то аналоговую часть нужно быть готовым накушаться соли на многия годы вперед..

0

Вот на ПЛИС и Атмеге в комплекте с исходниками, разводками и т.д.
http://www.eosystems.ro/eossope/eossope_en.htm
И на более-менее нормальном дисплее (240х128).

0

Спасибо, это я видел уже давно. Кое-что взял из той реализации.

0

Имеет смысл для осциллографа брать АЦП не более 8 бит разрядностью. И к тому же вот если посчитать: при частоте в 1 МГц, АЦП должен будет делать минимум 3 выборки на период (ну чтобы форма хоть чуть-чуть была похожа, а лучше 10 выборок). И даже если такой быстрый АЦП удалось купить, то на выходе он будет гнать данные со скоростью 3 МБит/с (ну или 10МБит/с если 10 выборок на период). И какой это такой быстрый контроллер, который соберет эти данные, обработает (хотя и не обязательно, но как минимум синхронизацию надо делать на уровне контроллера) и выкинет на экран - я затрудняюсь сказать. Скорее всего придется брать какой нибудь ARM. Я как-то тоже задался этой идеей, собрать цифровой осциллограф. В качестве АЦП брал отечественные КР1107ПВ1 - 6 разрядов, быстрые (очень). В итоге все получалось достаточно тормозно. Да - десятки килогерц это еще нормально. Когда идут стони - уже плохо, ближе к мегагерцу - вообще никак. Тут уже и подводные камни усилителя кстати всплывают...

0

АЦП у меня с частотой выборки 40МГц. 2 штуки включенные в противофазе. Общая частота выборки составит 80МГц. Все это заливается в память 10нс. А уже из памяти делается выборка МК и выводится на экран.

0

Продвижения и планы на текущий момент:
1. Разработана плата входного усилителя с АЦП, протравлена и протестирована. Работает как надо.
2. На очереди - пробное подключение памяти к МК и тестирование обмена данными. Думаю для теста сделать запись - чтение.
3. Схема для ПЛИС есть только в голове. В основном пока что состоит из общих идей. Надо ее нарисовать и залить.
4. Сделана плата БП. В принципе, простейшая плата на основе трех КРЕНок.

0

А с блоком питания (мое ИМХО конечно) лучше придумать что нибудь по-стабильнее. Все таки осциллограф должен быть весьма чувствительным, а по этому опорное напряжение для АЦП и питание для операционников лучше делать как можно стабильнее. Ну и про схемотехнику не забывать: фильтрующие емкости у каждого корпуса микросхемы и последовательно индуктивности на 10-100 мкГн в опорном напряжении на АЦП.

0

Емкости максимально близко к мс.
Блок питания выполнен отдельной платой. Если кренки не будут устраивать, сделаю на импульсных преобразователях.

0

2 BykTiho
И экран обязательно на все важные узлы. Полезно бывает очень.

0

Сообщение от hordikor а я присматриваюсь вот к этому http://cgi.ebay.som/ws/eBayISAPI.dll?Vi ... K:MEWAX:IT Хоть и маленькая полоса пропускания, но цена $43+доставка $30 и размеры, и похоже это реализация в нормальном железе проекта http://code.google.som/p/dsonano/ Если там можно будет перешивать контроллер, так это вообще песня :)

а я вот нашёл вот такой http://rodyomostir.som.ua/index.php?newsid=1586

0

Прикольно с блутусом :)

0

Первоначальная концепция.
1. ПЛИС считает и делает приращение адреса для памяти. Идет преобразование входного сигнала в код, и он записывается в память пока она не кончится (1Мбайт)
2. За дело берется МК. Он выдает ПЛИС запросы на определенные данные из памяти, ПЛИС выдает ему эти данные. МК ведет необходимые расчеты и выводит данные на экран. Адрес следующей ячейки вычисляется МК относительно заданного пользователем периода и операция повторяется.

В связи с тем, что МК делает в основном вывод на экран, я пересмотрел концепцию построения.
1. Выкинул из концепции МК, решив делать всю логику на ПЛИС.
2. Периоды считывания сигнала будут вычисляться самой ПЛИС (типа прерывания)
3. Динные будут выводиться на экран (еще одно прерывание). Здесь думаю организовать что-то типа видеопамяти на триггерах (если хватит ячеек)

Плюсы новой концепции:
1. Нет постоянной записи ненужных данных в память
2. Возможность выдавать данные на экран минуя операцию записи в память
3. Т.к. память у меня быстрая, а длительность периодов считывания намного превышает быстродействие памяти, то будет время спокойно обработать данные и подготовить их для вывода на экран даже без организации видеопамяти в самой ПЛИС на триггерах, а использовании, скажем, последних адресов памяти как видеопамять.
4. Параллельность процессов. Причем, абсолютная, а не псевдо, как на МК.
5. Все действия выполняются одновременно, по единому клоку (хотя, это повторение 4).

Минусы новой концепции:
1. Пока что слабо представляю, как организовать задержку на логических элементах. Есть несколько идей как это сделать:
1.а. Сделать несколько генераторов на логике, и использовать внешние конденсаторы и резисторы
1.б. Использовать данные от встроенного клока, и просто считать нужное количество импульсов (типа счетчик с загружаемым коэффициентом). Этот вариант мне кажется интересней, да и более правильным.
2. На будущее, возможно, буду делать поддержку подключения к компу. Без МК, наверное, придется туго. Но т.к. это будет портативный прибор, то минус - он еще не скоро вылезет. Да и вообще, думаю, что это - лишняя функция.

Следующий шаг в разработке - нужно попробовать подружить ПЛИС и экран. Если получится - буду делать на ПЛИС.

0

1. Разработана плата входного усилителя с АЦП, протравлена и протестирована. Работает как надо.

Схему можно посмотреть?

0

Вот схема аналоговой части. Сделана в DipTrosi.


[13.69 Кб]

0

Можно картинкой или в пдф?

0

Незнаю как картинкой сделать. Могу сделать sch файл (есть экспорт в этот формат)

0

Сообщение от BykTiho Незнаю как картинкой сделать. Могу сделать sch файл (есть экспорт в этот формат)

Поставить dopdf и в него распечатать?

0

ок, если сложности с экспортом, установлю diptrosi. спасибо.

0

вот схемы BykTiho в PDF


./styles/iosyitistromyss/imageset/icon_topys_attach.gif" width="14" height="18
[39.33 Кб]


./styles/iosyitistromyss/imageset/icon_topys_attach.gif" width="14" height="18
[34.57 Кб]

0