Осциллограф из компьютера или ноутбука своими руками: схемы и инструкция

Полезная информация

Практически все контрольно-измерительные приборы в радиотехнике и электронике служат для получения информации либо о значении статических параметров (температура, величина тока, номинал сопротивления и пр.), либо о характере протекания динамических процессов во времени.

Приборы динамического типа

Осциллограф принадлежит ко второму типу таких устройств. Он предназначен для визуального наблюдения колебательных, импульсных и иных периодических явлений, в том числе на фоне постоянной составляющей, в электронных и иных системах.

Возможность измерять параметры наблюдаемых процессов (частота, амплитуда, скважность импульсов, АЧХ) делает осциллограф достаточно востребованным прибором не только в профессиональной деятельности, но и в насыщенном электроникой быту.

Интернет-магазин «Радиочасть» рад предложить современные осциллографы фабричного производства. Купить осциллографы можно как со склада, так и под заказ:

Если внимательно проанализировать принцип работы и блок-схему современного цифрового осциллографа, то становится очевидным его сходство с основными составляющими домашнего компьютера. Возникает соблазн создать на его базе виртуальный ПК осциллограф, но чтобы работал он, как настоящий.

Осциллограф Компьютер
Делитель входного сигнала ——-
Усилитель-нормализатор Процессор
АЦП Звуковая карта
Блок запоминания Память ПК
Устройство управления Программный продукт
Устройство отображения Монитор

Анализ этой сравнительной таблицы наглядно демонстрирует, что осциллограф из компьютера получается довольно просто с минимальным количеством доработок.

Проблемы и пути их решения

Необходимо скачать соответствующую программу Digital Oscilloscope 3.0, Oscilloscope 2.51, Osci V 2.0 или любую другую, подать на линейный вход звуковой карты компьютера сигнал и наблюдать вожделенную синусоиду.

Но вскоре появляются неизбежные вопросы.

А каковы ее параметры, не сгорит ли карта, что и где регулировать и возможно ли это вообще? Для того чтобы получить более-менее полноценный осциллограф из ноутбука, необходимо сделать еще несколько несложных манипуляций.

1. Поскольку вход звуковой карты рассчитан на сигнал, уровень которого не превышает 2 В, а в некоторых моделях даже 0,5 В, то для безопасной и корректной работы устройства нужен аттенюатор, без которого проверка осциллографа, а тем более его калибровка невозможны.

Несложная схема (Рис. 1) с рассчитанным делителем 1:1, 1:10, 1:100 и распайкой выводов на стандартный штекер может быть реализована с помощью доступных элементов.

Рис.1 

Остается приобрести стандартный кабель, смонтировать все в металлическую коробку и можно производить калибровку

Готовый конструктив с использованием трехпозиционного переключателя и гнезда для подключения щупа будет иметь примерно такой вид (Рис.2). Следует отметить, что в продаже существуют готовые аттенюаторные блоки, которые стоят не очень дорого и с успехом могут применяться для решения этой задачи.

1. Калибровка созданного устройства является обязательной процедурой, поскольку АЦП звуковой карты, который используется в данном случае для представления аналоговой информации в цифровом виде, изначально предназначен выполнять несколько иные функции.

Суть процесса сводится к тому, чтобы сигнал, амплитуда и частота которого известны, подать на вход аттенюатора.

Затем при помощи органов управления виртуального осциллографа добиться его синхронизации, получив устойчивую картинку.

После этого путем регулировок на панели управления и подстроечного резистора аттенюатора привести градуировочную сетку на экране компьютера в соответствие с известным значением частоты и амплитуды входного сигнала. 

Рис. 2

После проведенных манипуляций можно будет наблюдать картинку, изображенную на Рис. 3. Если не удается осуществить корректную настройку входных параметров, стоит воспользоваться регулировками компьютера. Щелкнув правой мышкой по изображению динамика в системном трее, выбирать «Открыть регулятор громкости», далее движком регулятора «Линейный вход» добиться желаемого уровня сигнала.

Рис.3 

Для калибровки можно воспользоваться виртуальным генератором, установив его на 50 Гц, а измерение напряжения произвести цифровым мультиметром. Погрешность таких замеров и калибровок, конечно же, оставляет желать лучшего, но для виртуального прибора ошибка в 5-7% – вполне приемлемая величина.

Некоторые рекомендации

Исследование сигналов неизвестной амплитуды, необходимо начинать с установки аттенюатора на самый большой режим ослабления (например, 1:1000), последовательно уменьшая его в соответствии с картинкой на экране монитора. Категорически не рекомендуется контролировать Управление городских электросетей на предмет наличия в розетке 50 Гц. Компьютеру такие режимы работы могут очень не понравиться. 

Источник: https://radiochast.ru/information/ostsillograf_na_osnove_pk_ili_noutbuka/

Как сделать осциллограф из компьютера своими руками? :

Довольно часто в последнее время вместо того, чтобы сделать, к примеру, осциллограф из компьютера, многие предпочитают просто купить цифровой USB-осциллоскоп. Однако, пройдясь по рынку, можно понять, что на самом деле стоимость бюджетных осциллографов начинается приблизительно от 250 долларов. А более серьезное оборудование и вовсе имеет цену в несколько раз больше.

Именно для тех людей, которых не устраивает такая стоимость, актуальнее сделать осциллограф из компьютера, тем более что он позволяет решить большое количество задач.

Что нужно использовать?

Одним из наиболее оптимальных вариантов является программа Osci, которая имеет интерфейс, схожий со стандартным осциллографом: на экране есть стандартная сетка, при помощи которой вы можете самостоятельно измерить длительность, или же амплитуду.

Из недостатков данной утилиты можно отметить то, что она работает несколько нестабильно. В процессе своей работы программа может иногда зависать, а для того, чтобы потом ее сбросить, нужно будет использовать специализированный Task Manager.

Однако все это компенсируется тем, что утилита имеет привычный интерфейс, является достаточно удобной в использовании, а также отличается достаточно большим количеством функций, которые позволяют сделать полноценный осциллограф из компьютера.

На заметку

Сразу стоит отметить, что в комплекте этих программ есть специализированный генератор низкой частоты, однако его использование крайне не рекомендуется, так как он пытается полностью самостоятельно регулировать работу драйвера аудиокарты, что может спровоцировать необратимое отключение звука.

Если вы будете пробовать его применять, позаботьтесь о том, чтобы у вас была собственная точка восстановления или возможность сделать бэкап операционной системы.

Наиболее оптимальным вариантом того, как сделать из компьютера осциллограф своими руками, является скачивание нормального генератора, который находится в «Дополнительных материалах».

«Авангард»

«Авангард» – это отечественная утилита, которая не имеет стандартной и привычной всем измерительной сетки, а также отличается слишком большим экраном для снятия скриншотов, но при этом предоставляет возможность использовать встроенный вольтметр амплитудных значений, а также частотомер. Это позволяет частично компенсировать те минусы, которые были указаны выше.

Сделав такой осциллограф из компьютера своими руками, вы можете столкнуться со следующим: на малых уровнях сигнала как частотомер, так и вольтметр могут сильно искажать результаты, однако для начинающих радиолюбителей, которые не привыкли воспринимать эпюры в вольтах или же миллисекундах на деление, данная утилита будет вполне приемлемой. Другой же ее полезной функцией является то, что можно осуществлять полностью независимую калибровку двух уже имеющихся шкал встроенного вольтметра.

Как это будет использоваться?

Так как входные цепи аудиокарты имеют специализированный разделительный конденсатор, компьютер в качестве осциллографа может использоваться исключительно с закрытым входом.

То есть на экране будет наблюдаться только переменная составляющая сигнала, однако, имея некоторую сноровку, при помощи этих утилит можно будет также провести измерение уровня постоянной составляющей.

Это является довольно актуальным в том случае, если, например, время отсчета мультиметра не дает возможности зафиксировать определенное амплитудное значение напряжения на конденсаторе, который заряжается через крупный резистор.

Нижний предел напряжения ограничивается уровнем шума и фона и составляет приблизительно 1 мВ. Верхний предел имеет ограничения только по параметрам делителя и может достигать даже нескольких сотен вольт. Частотный диапазон непосредственно ограничивается возможностями самой аудиокарты и для бюджетных устройств составляет примерно от 0.1 Гц до 20 кГц.

Конечно, в данном случае рассматривается относительно примитивное устройство. Но если у вас нет возможности, к примеру, использовать USB-осциллограф (приставка к компьютеру), то в таком случае его применение вполне оптимально.

Такой прибор может помочь вам в ремонте различной аудиоаппаратуры, а также может быть использован исключительно в учебных целях, особенно если дополнить его виртуальным генератором НЧ. Помимо этого, программа-осциллограф для компьютера позволит вам сохранить эпюру для иллюстрации определенного материала или же с целью размещения в Интернете.

Электрическая схема

Если вам нужна приставка к компьютеру (осциллограф), то сделать его будет уже несколько сложнее.

На данный момент в интернете можно найти достаточно большое количество различных схем таких устройств, и для постройки, к примеру, двухканального осциллографа вам нужно будет их продублировать.

Использование второго канала часто является актуальным в том случае, если нужно сравнивать два сигнала или же приставка к компьютеру (осциллограф) будет использоваться также с подключением внешней синхронизации.

В преимущественном большинстве случаев схемы являются предельно простыми, однако таким образом вы сможете обеспечить самостоятельно довольно широкий диапазон доступных для измерения напряжений, используя при этом минимальное количество радиодеталей.

При этом аттенюатор, который строится по классической схеме, потребовал бы от вас использования специализированных высокомегаомных резисторов, а его входное сопротивление постоянно изменялось бы в случае переключения диапазона.

По этой причине вы бы испытывали определенные ограничения в использовании стандартных осциллографических кабелей, которые рассчитываются на входной импеданс не более 1 мОм.

Обеспечиваем безопасность

Для того чтобы линейный вход аудиокарты был защищен от возможности случайного попадания высокого напряжения, параллельно можно установить специализированные стабилитроны.

Читайте также:  Виды и принцип работ фотореле для уличного освещения, цена фотореле и советы по установке от опытных электриков

При помощи резисторов вы сможете ограничить ток стабилитронов.

К примеру, если вы собираетесь использовать ваш компьютер-осциллограф (генератор) для измерения напряжения около 1000 Вольт, то в таком случае в качестве резистора можно будет задействовать два одноваттных или же один двухваттный резистор.

Они между собой различаются не только по своей мощности, но еще и по тому, какое напряжение в них является предельно допустимым. Также стоит отметить тот факт, что в этом случае вам потребуется и конденсатор, максимально допустимое значение для которого составляет 1000 Вольт.

Внимание!

Нередко нужно изначально посмотреть переменную составляющую сравнительно небольшой амплитуды, которая при этом может отличаться довольно большой постоянной составляющей. В таком случае на экране осциллографа с закрытым входом может быть такая ситуация, когда вы не увидите ничего, кроме переменной составляющей напряжения.

Выбираем резисторы делителя напряжения

По той причине, что достаточно часто современные радиолюбители испытывают определенные трудности с тем, чтобы найти прецизионные резисторы, нередко случается так, что приходится использовать стандартные устройства широкого применения, которые нужно будет подогнать с максимальной точностью, так как сделать осциллограф из компьютера в противном случае не выйдет.

Высокоточные резисторы в преимущественном большинстве случаев стоят в несколько раз дороже по сравнению с обычными. При этом на сегодняшний день их чаще всего продают сразу по 100 штук, в связи с чем их приобретение не всегда можно назвать целесообразным.

Подстроечные

В данном случае каждое плечо делителя составляется из двух резисторов, один из которых является постоянным, в то время как второй – подстроечный. Недостатком такого варианта является его громоздкость, однако точность ограничивается только тем, какие доступные параметры имеет измерительное устройство.

Подбираем резисторы

Второй вариант сделать компьютер в роли осциллографа – это подобрать пары резисторов.

Точность в данном случае обеспечивается за счет того, что используются пары резисторов из двух комплектов с достаточно большим разбросом.

Здесь важно изначально сделать тщательное измерение всех устройств, а затем выбрать пары, сумма сопротивлений которых является наиболее соответствующей выполняемой вами схеме.

Стоит отметить, что именно этот способ использовался в промышленных масштабах для того, чтобы подгонять резисторы делителя для легендарного устройства «ТЛ-4».

Перед тем как сделать осциллограф из компьютера своими руками, необходимо изучить возможные недостатки такого устройства. В первую очередь можно отметить трудоемкость, а также необходимость применения большого количества резисторов.

Ведь чем более длинным будет список используемых вами устройств, тем более высокой будет конечная точность проводимых измерений.

Подгонка резисторов

Стоит отметить, что подгонка резисторов посредством удаления части пленки на сегодняшний день иногда используется даже в современной промышленности, то есть таким способом часто делается осциллограф из компьютера (USB или какой-нибудь другой).

Однако при этом сразу стоит отметить, что если вы собираетесь подгонять высокоомные резисторы, то в таком случае резистивная пленка ни в коем случае не должна быть прорезана насквозь. Все дело в том, что в таких устройствах она наносится на цилиндрическую поверхность в форме спирали, поэтому производить подпил нужно предельно осторожно, чтобы исключить возможность разрыва цепи.

Если вы делаете осциллограф из компьютера своими руками, то для того, чтобы провести подгонку резисторов в домашних условиях, нужно просто использовать самую простую наждачную бумагу «нулевку».

  1. Первоначально у того резистора, у которого присутствует заведомо меньшее сопротивление, нужно удалить аккуратно защитный слой краски.
  2. После этого следует подпаять резистор к концам, которые и будут подклеиваться к мультиметру. Путем выполнения осторожных движений наждачной бумагой показатели сопротивления резистора доводятся до нормального значения.
  3. Теперь, когда резистор окончательно подогнан, место пропила нужно покрыть дополнительным слоем специализированного защитного лака или же клея.

На данный момент такой способ можно назвать наиболее простым и быстрым, но при этом он позволяет получить неплохие результаты, что и делает его оптимальным для проведения работ в домашних условиях.

Что нужно учитывать?

Есть несколько правил, которые нужно соблюдать в любом случае, если вы собираетесь проводить подобные работы:

  • Используемый вами компьютер в обязательном порядке должен быть надежно заземлен.
  • Ни в какой ситуации вы не должны совать в розетку земляной провод. Он соединяется через специализированный корпус разъема линейного входа с корпусом системного блока. В этом случае, вне зависимости от того, попадаете вы в ноль или же в фазу, у вас не произойдет короткого замыкания.

Другими словами, в розетку может втыкаться исключительно провод, соединяющийся с резистором, который располагается в схеме адаптера и имеет номинал 1 мегом. Если же вы пытаетесь включить в сеть кабель, который соединяется с корпусом, то практически во всех случаях это приводит к самым неприятным последствиям.

Если вами будет использоваться осциллограф «Авангард», то в таком случае в процессе калибровки вам следует выбрать шкалу вольтметра «12.5». После того как вы увидите напряжение сети на вашем экране, в окошко калибровки нужно буде ввести значение 311. При этом стоит отметить, что вольтметр после этого должен показать вам результат в виде 311 мВ или же приближенное к нему.

Помимо всего прочего, не стоит забывать, что форма напряжения в современных электросетях отличается от синусоидальной, так как на сегодняшний день электроприборы выпускаются с импульсными блоками питания. Именно по этой причине вам нужно будет ориентироваться не просто на видимую кривую, но и на ее синусоидальное продолжение.

Источник: https://www.syl.ru/article/200059/undefined

Осциллограф из компьютера

Осциллограф является незаменимой вещью в любой радиотехнической лаборатории, или профессиональной радиомастерской. С его помощью можно определить неисправности схем, и осуществить отладочные мероприятия при их настройке.

Незаменимым устройство станет и при создании и усовершенствовании каких-либо приборов. Как правило, стоимость осциллографа довольно высока, и позволить его может не каждый.

Но можно и сэкономить на покупке техники, изготовив осциллограф из компьютера – его будет достаточно для того, чтобы осуществлять ремонт и проверку несложной техники. Для радиолюбителя такой вариант будет в самый раз.

Неизменным условиям при любом варианте конструирования осциллографа из компьютера своими руками остается необходимость использования для этого звуковой карты компьютера. С ее помощью и будет вестись контроль над исправностью схем.

В качестве дополнительных элементов применяется специальный щуп, прикладываемый к проверяемой схеме, программное обеспечение на компьютер, и адаптер для звуковой карты.

Последний уравнивает уровень поступающих сигналов с возможностями звуковой карты компьютера.

В качестве ПО можно использовать любую из программ для создания на компьютере модели осциллографа. В качестве примера можно привести входящую в комплект AudioTesteri программу Osci.

Программа проста в освоении, и выводит на экран изображение, соответствующее имеющемуся при использования обычного осциллографа.

Проблем в ее освоении быть не должно, поэтому распишем создания самого адаптера под звуковую карту.

Изготовление адаптера для осциллографа из компьютера

Практически весь адаптер умещается всего на одной схеме, которая не вызовет сложностей в изготовлении по имеющемуся чертежу. Как правило, человек, которому понадобился осциллограф, уже имеет определенные знания в радиотехнике, и может сконструировать простую схему.

Создаваемый адаптер будет крепиться на звуковой карте, будучи ее дополнением при создании осциллографа из компьютера.USB вход при этом используется для питания создаваемого блока, схема которого приведена ниже.

Адаптер включает в себя детали со следующими характеристиками:

R1=R2=75кОм;

R3=R4=1,5кОм;

Стабилитроны VD1-VD4 с любым напряжением от 0,8 до 1,8В. Но если вы не можете по каким-то причинам уточнить характеристики собственной звуковой карты, то лучше не рисковать, и не использовать стабилитроны с напряжением больше 1В;

Резисторы: мощность рассеяния должна составлять не меньше 0,5Вт.

Существует и другой вариант схемы, применяющийся в случаях, когда приходится тестировать аппаратуру с напряжением не только в 12 Вольт, до 250 В. Как видно, она является более сложной доработкой первого варианта.

Примечание

Так как сделать из компьютера осциллограф – дело, затратное скорее по времени, чем по необходимому количеству знаний, то он широко используется новичками и радиолюбителями. Специально для них существует несколько правил, которые дадут возможность сделать устройство более точным, и долговечным.

Осциллограф используется для тестирования работы других плат, поэтому он является достаточно чувствительным, чтобы на него могли повлиять посторонние помехи – например, вызванные работой компьютера. Для защиты от них помещаем его в экранирующий металлический корпус.

Перед включением устройства для калибровки убедитесь в том, что компьютер заземлен. Ни в коем случае не пытайтесь подключить к розетке провод, соединенный с корпусом блока. К розетке может быть подключен только провод, идущий к резистору R1 из схемы адаптера. В противном случае изготовленное устройство может прийти в негодность.

Источник: http://www.vsedelkin.ru/oscillograf-iz-kompyutera/

Двухканальный осцилограф из компьютера | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Виртуальный осциллограф РадиоМастер позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот : от 30..50 Гц до 10..20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до десятков вольт.

Читайте также:  Ночной и дневной тарифы учёта электроэнергии: с какого часа работают, насколько выгоден мультитарифный счётчик

Перед реальным осциллографом такой прибор имеет преимущества: он позволяет легко определять амплитуду сигналов, запоминать осциллограммы в графических файлах.

Недостатком прибора является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.

На панели прибора располагаются органы управления, типичные для реальных осциллографов, а также специальные средства настройки и кнопки для работы в режиме запоминания осциллограмм. Все элементы панели снабжены всплывающими комментариями, и Вы легко с ними разберетесь. В скобках комментариев указаны клавиши, дублирующие экранные органы управления.

Специально остановимся лишь на операции калибровки по Y (по напряжению), которую следует произвести после подключения изготовленного Вами кабеля.

Подайте на оба входа прибора сигнал известной амплитуды от общего источника (предпочтительно синусоидальной формы с частотой 500..

2000 Гц и амплитудой несколько ниже расчетного предела), введите известное значение амплитуды в милливольтах, нажмите Enter, и осциллограф откалиброван. Первоначальная калибровка программы сделана с неким кабелем, соответствующем приведенной схеме.

Программа запоминает все установки и настройки и восстанавливает их при следующем включении.

Характеристики осциллографа в значительной степени зависят от параметров звуковой карты Вашего компьютера.

Так со старыми типами карт, у которых частота дискретизации не более 44,1 кГц, частотный диапазон прибора ограничен сверху.

Используя имеющийся на панели переключатель частоты дискретизации, опробуйте свою звуковую карту, и остановитесь на наивысшем возможном значении. Уже при 96 кГц можно уверенно рассматривать сигналы до 20 кГц.

Разрядность АЦП установлена равной 16, что обеспечивает достаточно высокую точность.

Диапазон измеряемых осциллографом напряжений определятся резистивными делителями, смонтированными на кабеле (см. схему).

При R1 =0 все напряжение поступает на вход АЦП звуковой карты, следовательно можно без искажений рассматривать сигналы амплитудой не более 500..600 мВ.

При использовании резисторов указанных на схеме номиналов получается диапазон напряжений до 25 В, что обычно достаточно в любительской практике.

Схема кабеля.

Рекомендуется использовать экранированный провод, и резисторы располагать возможно ближе к разъему звуковой карты компьютера.

Если ваша звуковая карта не имеет линейного входа, используйте вход микрофона, но при этом будет потерян один канал осциллографирования. Не забудьте указать выбранный вход звуковой карты в установках Windows. Соответствующий регулятор громкости установите в положение максимума, регулятор баланса в нейтральное положение.

С вопросами и пожеланиями прошу на: zapisnyh@mtu-net.ru 

Олег: www.mtu-net.ru/avangard

скачать программу бесплатно (330кБ)

****************************************************************************************

  • Бесплатная программа для расстановки мебели
  • Ремонт. Расстановка мебели. Мы вооружаемся ручкой, листами бумаги и приступаем к планировке… Мы рисуем план комнаты, мебель, представляем как всё будет…Всё это не удобно, а представлять проблематично, но… поможет нам облегчить планировку нашей будущей комнаты бесплатная программа Sweet Home 3D!Подробнее…

  • Программа для создания игр «Game Maker»
  • Простой, бесплатный конструктор для создания несложных 2D и псевдо-3D-игр. Прочитав инструкцию, Вы сможете сделать свою первую простую игрушку, всего за пару часов. Подробнее…

  • Бесплатная программа для восстановления системы
  • Программа для резервного копирования системных файлов

    Clonezilla 2.1.2-20

    С помощью бесплатной программы для создания резервной копии операционной системы Clonezilla Вы можете восстановить работу своего компьютера в случае отказа системы. Подробнее…

Источник: http://www.MasterVintik.ru/dvuxkanalnyj-oscilograf-iz-kompyutera/

Осциллограф на базе персонального компьютера

Подключить стандартную звуковую карту к измеряемым сигналам можно по варианту А.

Попова:

Однако, использование стандартной звуковой карты несет в себе некоторое ограничение связанное с её невозможностью измерять постоянное напряжение, что в некоторых случаях ущемляет возможности ремонтника, и во всех случаях является поводом для насмешек со стороны снобов.

Этому досадному свойству звуковой карты была объявлена война, которая дала некоторые приобретения. Но есть потери: 1.  Звуковую карту нужно доработать. Основным образом доработка заключается в закорачивании входных конденсаторов;

2.  Доработанная по п.1 способом звуковая карта отказывается корректно работать со схемой на делителях приведенной выше, т.е. что-то она все-таки показывает, но не во всех измерениях и откалибровать по-прежнему невозможно. Для обхода этого недоразумения потребовалось существенно усложнить схему сопряжения с измеряемым сигналом. Идея подсмотрена здесь: Sound card based multimeter;

3. Некоторые звуковые карты не сдаются. Причем, чем она современнее и навороченнее, тем меньше шансов увидеть постоянку. Убедился в этом загубив несколько карт.

А из-за чего, собственно, такие жертвы? Что такого дает нам возможность видеть постоянку? Например, при наблюдении сигналов зажигания разница некритична, т.к. основные параметры зажигания — длительность искры и остаточные колебания отображаются правдиво, и все это довольно хорошо видно и на стандартной звуковухе, что не удивляет, т.к. сигнал зажигания — быстрый. Обратимся к практике.

Управляющие импульсы на модуль зажигания и вторичка зажигания ВАЗ-2112. Норма.
Стандартная звуковая карта с делителем. По вертикальной шкале условные единицы. Доработанная звуковая карта через спецадаптер. По вертикальной шкале вольты верхнего канала.
Вторичка при неисправности одной из катушек модуля зажигания (искра присутствует, но с потерей мощности).

Как видно, различия в столбцах слева и справа носят скорее эстетический характер — неисправный МЗ отлавливается на обоих типах карт по отсутствию затухающих колебаний.

Но, обратите внимание, что импульс управления в левом столбце имеет противный уплыв на горизонтальном участке обусловленный закрытостью входа стандартной звуковухи. Причем чем медленнее будет сигнал, тем сильнее будут искажения (в конце этого замедления — полный аллес, т.е. прямая линия).

Сравните сигналы датчика распредвала полученные на картах обоих типов. Насколько это ограничивает возможности диагноста?

Сигнал датчика распредвала 406дв., холостой ход.
Стандартная звуковая карта с делителем. По вертикальной шкале условные единицы. Доработанная звуковая карта через спецадаптер. По вертикальной шкале вольты (масштаб 1:10).

Казалось бы, что и тут стандартной звуковой карты вполне достаточно, т.к. она достоверно определяет временные интервалы.

Опровергает эту надежду следующий пример: сигнал неисправного датчика распредвала не дотягивал двух вольт до нуля, и по этой причине ЭБУ отказывался учитывать его сигнал при управлении двигателем.

На стандартной звуковой карте эту неисправность не отловить, просто пройдем мимо. Это уже серьезнее…

Доработанная звуковая карта через спецадаптер. По вертикальной шкале вольты.
Сигналы датчика распредвала дв. ВАЗ-2111. Справа сигнал неисправного датчика.

И, наконец, сигналы низкой частоты стандартной звуковухе попросту недоступны. А их немало, их даже большинство (кислородник, датчик положения дросселя, дрейф температурного датчика и др.). Из анализа выпадает немало тестов.

Например форму скачка сигнала ДМРВ при включении зажигания (что является одной из достоверных характеристик его здоровья) на стандартной звуковухе не увидеть.

Итоговое напряжение после завершения переходного процесса можно посмотреть и вольтметром, а сам переход только запоминающим осциллографом, и только тем что способен показывать постоянную составляющую сигнала, т.е. иметь открытый вход.

Сигнал ДМРВ Bosch при включении зажигания.
Доработанная звуковая карта через спецадаптер. По вертикальной шкале вольты.

К тому же, возможность видеть постоянку позволяет откалибровать шкалу осциллографа в физических величинах — вольтах, миллиамперах, барах, сантиметрах и т.д. Все зависит от начиненности поста датчиками — преобразователями физических величин. Смотреть осциллограммы еще.

За радостью первых осциллограмм (неважно на каком оборудовании полученных) последует недоумение: «А как их толковать?», и здесь вполне уместна аналогия с медициной.

По одной и той же кардиограмме работы сердца врачи с разным опытом сделают разные выводы. От менее опытного ускользнет то что более опытный посчитает важным. Т.е.

чтобы лучше читать осциллограммы надо их много читать, и количество обязательно перейдет в качество.

На сегодняшний день трудно представить полноценную диагностику без осциллографа, или его старшего брата — мотортестера. Особенно остро он необходим при диагностировании автомобилей имеющих слаборазвитую самодиагностику зашитую в программу ЭБУ (если она вообще есть). Чем «глупее» ЭБУ, тем больший объем диагностических работ перекладывается на внешнее оборудование.

Осциллограф — один из их числа. А если речь идет об иномарке, к ЭБУ которой вы не можете подступиться ввиду отсутствия трехкилобаксового сканера, то без осциллографа совсем плохо. Распространенный случай на автомобилях даже с продвинутой самодиагностикой — ЭБУ зафиксировал множественные пропуски воспламенения в каком-то цилиндре и отключил его форсунку.

Пропуски воспламенения могут быть вызваны массой причин, и необязательно пропусками в зажигании. Но даже и в последнем случае ЭБУ не укажет конкретную причину (свеча? провод? катушка?), а просто вырубит форсунку и все — разбирайтесь сами. А осциллограф укажет.

Причем, осциллографом можно выявлять и неисправности не имеющие никакого отношения к системе управления, чем кстати и ограничивается в большинстве случаев родная ЭБУшная самодиагностика. Например, по сигналу ДМРВ работающего на холостом ходу двигателя можно обнаружить отклонение от нормы в ГРМ.

Да мало ли где может пригодиться осциллограф!? И не только в ремонте автомобилей, хотя бы и магнитолу чинить. Использование Powergraph может быть полезным еще и там где необходима длительная регистрация сигнала во времени, что собственно и является прямым назначением программы — самописец.

Не обойтись нам и без наблюдения сигналов в реальном времени. Достаточно щелчком мыши запустить другую программу (при неизменном железе) и самописец превращается в real-time осциллограф.

Таким же образом можем получить спектроанализатор и генератор.

В предлагаемом в этой статье осциллографе отсутствует какая-либо привязка к конкретному ПО, что делает вас независимым в выборе софта который найдете на просторах интернета в великом множестве.

Комплектация осциллографа изображенного на фотографии:
1. двухканальный адаптер в металлическом корпусе с возможностью калибрования каждого канала. Один из каналов разбит на три калиброванных поддиапазона (1:1, 1:10, 1:100), переключение производится одним тумблером на адаптере.

Поддиапазон 1:1 позволяет получить качественный сигнал при просмотре низковольтных величин (кислородник, датчики на основе пьезоэлементов, ДМРВ, токовый датчик, микрофон и др.). Входное сопротивление адаптера не хуже 1мОм на каждый канал.

Входные сигнальные гнезда адаптера могут быть выполнены в виде тюльпан-аудио, либо BNC (по желанию заказчика). Для исследователей низковольтных сигналов может быть полезен поддиапазон 2:1, в этом случае он вытесняет из адаптера поддиапазон 1:100 (опция);
2. доработанная звуковая карта (PCI);
3.

датчики: емкостной — для отображения вторичного напряжения зажигания с кабелем длиной 3м. Универсальный щуп с кабелем длиной 3м.;
4. диск с несколькими вариантами ПО осциллографа, драйвером прилагаемой звуковой карты, информационным пакетом и мануалом по установке.

В качестве бесплатного бонуса диск дополнен подборкой диагностического софта из собственной коллекции — всё рабочее и проверенное в деле.

Стоит все это хозяйство 4000р (3000 — без датчиков), без учета почтовых расходов по России, для подсчета которых заказывая указывайте город получателя.

Покупателям из других стран бывшего СССР комплект передается через их доверенных лиц на территории России, либо с проводником поезда.

Просьба не задавать вопросы о возможности приобретения комплекта наложенным платежем — этот способ доставки не осуществляется.

Источник: http://tech.clan.su/publ/technology_sdelaj_sam/diy/oscillograf_kompjutera/27-1-0-609

Сборка usb осциллографа своими руками

instrument.guru > Своими руками > Сборка usb осциллографа своими руками

В настоящее время тяжело угнаться за новейшими технологиями радиоэлектроники. Разнообразные электронные устройства можно теперь модифицировать по своему вкусу из одного в другое. Было бы желание и умение.

Даже из старых электронных часов можно сделать простой тестер для многих деталей электросхемы, не говоря уже о планшетах и компьютерах. Многим радиолюбителям и профессионалам часто приходиться пользоваться точными электронными приборами, среди которых очень популярен осциллограф. Такой хороший прибор стоит недёшево.

Хотя сделать его своими руками на основе планшета и андроида не составит особого труда даже радиолюбителю.

Что представляет собой осциллограф и его функции

Для тех кто не особо знаком с работой осциллографа и его визуальными видами поясню. Это прибор (в старом варианте типа мини-телевизора, в новом — дизайн планшета и т. п.

), который измеряет и отслеживает частотные колебания в электрической сети. На практике он широко используется многими специализирующимися лабораториями и профессиональными радиотелемастерами.

Поскольку точные настройки многих электроприборов производятся только с его помощью.

Его показания в электронной или бумажной форме позволяют видеть синусоидальные формы сигнала.

Частота и интенсивность этого сигнала, в свою очередь, позволяет определить неисправность или неправильную сборку электросхемы.

Сегодня мы рассмотрим двухканальный осциллограф, который можно собрать своими руками на основе действующих схем смартфона, планшета и соответственного программного обеспечения.

Сборка карманного осциллографа на основе «Андроида»

Замеряемая частота должна быть слышимой человеческим ухом, а уровень сигнала не должен превышать стандартного микрофонного звука.

В этом случае, собрать осциллограф на основе «Андроида» своими руками можно и без дополнительных модулей. Разбираем гарнитуру, на которой присутствует микрофон.

При отсутствии этой гарнитуры необходимо приобрести звуковой штекер на 3,5 мм с четырьмя контактами. Щупы припаять согласно разъёмам вашего гаджета.

Загрузить программное обеспечение из «Маркета», которое будет замерять частоту микрофонного входа и вырисовывать график на основе этого сигнала. Представленных вариантов будет достаточно, чтобы выбрать оптимальный. После калибровки приложения — осциллограф будет готов к использованию.

Плюсы и минусы «Андроидной» сборки:

  • Плюсы: простота и дешевизна; минимальная затрата времени на осуществление этого проекта.

  • Минусы: низкое качество звукового тракта гаджета, существенно влияет на диапазон измеряемых частот; отсутствие защитных элементов, которые предохраняют смартфон и планшет от случайных подключений щупов к точкам повышенного напряжения электросхемы; большая погрешность при измерении сигнала, в случае дешёвого устройства.

Сборка осциллографа из планшета

Для стабилизации сигнала и расширения диапазона входного напряжения можно использовать схему осциллографа для планшета. Она долго и успешно используется для сборки устройств для компьютера.

Для этого применяются стабилитроны КС 119 А с резисторами на 10 и 100 кОм. Первый резистор и стабилитроны подключают параллельно. Второй и более мощный резистор подключается на вход электросхемы. Это расширяет максимальный диапазон напряжений. В конечном счёте пропадают дополнительные помехи и повышается напряжение до 12 вольт.

Нужное программное обеспечение для сборки осциллографа на основе планшета и андроида

Чтобы работать с подобной схемой потребуется программа, которая способна нарисовать графики на основе входящего звукового сигнала. Множество таких вариантов легко найти в «Маркете». С помощью них можно выбрать дополнительную калибровку и добиться максимальной точности для профессионального осциллографа из планшета или другого функционального устройства.

Широкодиапазонная частота с помощью отдельного гаджета

Широкий диапазон частот с помощью отдельного гаджета достигается его приставкой с аналогово-цифровым преобразователем, который обеспечивает передачу сигнала в цифровом варианте. За счёт этого достигается более высокая точность измерений. На практике — это портативный дисплей, который аккумулирует информацию с отдельных устройств.

Осциллограф из планшета на «Андроид»

Bluetooth-канал

В настоящее время электронного прогресса в магазинах появляются приставки, которые выполняют функции осциллографа. Они передают сигнал с помощь Bluetooth-канала на планшет или смартфон.

Такой осциллограф — приставка, подключаемая, к планшету через Bluetooth имеет свои особенности. Предел измеряемой частоты, составляющий 1 МГц, напряжение щупа 10 В и радиус действия порядка 10 метров не всегда хватают для профессионального диапазона рабочей деятельности.

В таких случаях можно использовать осциллограф — приставку с передачей данных с помощью Wi-Fi.

Передача данных с помощью Wi-Fi

Wi-Fi значительно расширяет возможности измерительных устройств. Такой вид обмена информацией между планшетом и приставкой особо популярен. Это не дань моде, а чистая практичность. Поскольку измеряемая информация передаётся без задержек на планшет, который моментально выводит любой график на свой монитор.

Понятное пользовательское меню позволяет быстро и легко ориентироваться в управлении и настройках электронного устройства. А записывающее устройство позволяет воспроизводить и передавать информацию в реальном времени и во все точки для всех участников этого процесса.

Обычно вместе с покупной осциллограф — приставкой поставляется и диск с программным обеспечением. Эти драйвера и программу можно быстро скачать на планшет или смартфон. Если такого диска нет — найдите эти данные в магазине приложений или поищите в интернете на форумах и специализированных сайтах.

USB осциллограф своими руками схема

Сборка USB осциллографа обойдётся вам всего в 250–300 рублей и сделать вы его можете своими руками.

  • Устанавливаем на сигнальные линии USB порта согласующие резисторы на 68 Ом. Между землёй и сигнальными жилами устанавливаем керамические конденсаты для снижения помех. Их ёмкость должна быть 100 нФ. Такой же конденсатор и с такой же ёмкостью устанавливаем параллельно «электролиту» на 47 мкФ, который установлен по цепям питания +5 В и земля.
  • Устанавливаем стабилитроны на 3,6 В между сигнальными линиями и землёй. Светодиод индикации включения ставится последовательно с сопротивлением на 220–470 Ом. Резистор на 1,5–2,2 кОм определяет устройство операционной системы. Провода USB кабеля подпаиваются к плате по соответствующей распиновке кабеля.
  • После перезагрузки Windows нужно заново переткнуть осциллограф в USB порт. Необходимо также снять FUSE бит на 8 CKDIV 8. Каких-либо сторонних драйверов этот электронный прибор для своей работы не потребует. Аналогично клавиатуре и мышке он определяется тоже как Hid устройство. Хотя при первичном подключении осциллограф определяется как Easylogger. Четвёртая версия Usbscope и выше, обеспечивают поддержку 64 — битной операционной системы Windows. Для нормальной работы осциллографа на компьютере должен присутствовать Netframework и Oscilloscope — программа-осциллограф, показывающая сигнал, который подаётся на вход звуковой карты.
  • На практике этот гаджет нашёл своё применение не только в радиоэлектронике, но и для настроек автомобильных систем зажигания, определения расхода топлива и прочих нужд. Чтобы подключить его к измеряемой схеме нужно спаять два щупа. Для снижения уровня помех желательно использовать экранированный провод, а также тюльпаны или RCA разъём, которые обеспечивают быстрое подключение и отключение щупов от осциллографа. Один из щупов осциллографа для измерения оканчивается контактом в мультиметре для сигнальной жилы, а с помощью «крокодила» подключается к земле. На втором его щупе «крокодилы» разных цветов — для сигнальной жилы и земли.

Для профессионалов такая электронная «игрушка» явно не подойдёт. А для начинающих радиолюбителей — это очень даже неплохой симулятор осциллографа для приобретения определённых практических навыков.

Источник: https://instrument.guru/svoimi-rukami/sborka-usb-ostsillografa.html

__________________________________________
Ссылка на основную публикацию