Осциллограф является самым важным инструментом для наблюдения и измерения параметров электронных схем. Это устройство, изображения которого представляют собой графическое отображение напряжения (по вертикальной оси) в зависимости от времени (по горизонтальной оси).
Основная функция осциллографа заключается в предоставлении графика напряжения с течением времени. Обычно ось Y представляет собой напряжение, а ось X – время. Это бывает полезно:
Для информации. Диапазоны измерения огромны. К примеру, на относительно дешевом осциллографе можно регулировать от 5 мВ/см до 5 В/см (по вертикальной шкале) и от 2 мкс/см до 20 с/см (по горизонтали).
Другие функции устройства:
Для лучшего понимания функций устройства необходимо ознакомиться с используемыми терминами и с тем, что они собой представляют:
Существует два способа преобразования:
После запуска программы на экране появится изображение, внешне очень похожее на обычный осциллограф. Для подачи сигнала используется линейный вход звуковой карты. Подача на вход сигнала возможна лишь с ограничением – не более 0,5-1 В, поэтому необходимо спаять входной делитель по простой схеме, изображенной на картинке.
Важное достоинство программы – виртуальный осциллограф запоминающий. Работу можно приостановить, оставшуюся на экране осциллограмму можно сохранить в памяти компьютера или распечатать. На передней панели имеется множество элементов управления, которые позволяют увеличить или уменьшить единицы времени и напряжения.
Онлайн осциллограф является важным инструментом для любого инженера-электрика. Его можно использовать как счетчик коммунальных услуг. Например, он позволяет заметить, что потребление электроэнергии выше в зимние месяцы, чем летние месяцы, или, что потребление электроэнергии уменьшилось после покупки более эффективного холодильника, или то, что потребление электроэнергии увеличивается, когда включить микроволновую печь. Чаще всего более важно анализировать эти шаблоны в сигналах, чем сами показания напряжения.
Интеллектуальный измеритель отображает сигнал в реальном времени. Из его графиков можно видеть, что используется меньше электричества в будние дни, когда домочадцы находятся не дома, а в школе или на работе. Это информация, которую по-другому не получить.
Любому радиолюбителю сложно представить свою лабораторию без такого важного измерительного прибора, как осциллограф. И, действительно, без специального инструмента, позволяющего анализировать и измерять действующие в цепи сигналы, ремонт большинства современных электронных устройств невозможен.
С другой стороны, стоимость этих приборов нередко превышает бюджетные возможности рядового потребителя, что вынуждает его искать альтернативные варианты или изготавливать осциллограф своими руками.
Отказаться от покупки дорогостоящих электронных изделий удаётся в следующих случаях:
Каждый из перечисленных выше вариантов, позволяющих изготавливать осциллограф своими руками, применим не всегда. Для полноценной работы с самостоятельно собранными приставками и модулями необходимо выполнение следующих обязательных условий:
Так, осциллограф из звуковой карты, в частности, не позволяет измерять колебательные процессы с частотами, находящимися за пределами её рабочего диапазона (20 Гц-20 кГц). А для изготовления USB-приставки к ПК потребуется определённый опыт сборки и настройки сложных электронных устройств (как и при подключении к обычному планшету).
Обратите внимание! Вариант, при котором удаётся изготовить осциллограф из ноутбука или планшета при простейшем подходе, сводится к первому случаю, предполагающему использование встроенной ЗК.
Рассмотрим, как реализуется на практике каждый из указанных выше методов.
Для реализации этого способа получения изображения потребуется изготовить небольшую по габаритам приставку, состоящую всего из нескольких доступных для каждого электронных компонентов. С её схемой можно ознакомиться на приведённой ниже картинке.
Основное назначение такой электронной цепочки – обеспечить безопасное поступление внешнего исследуемого сигнала на вход встроенной звуковой карты, имеющей «собственный» аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Используемые в ней полупроводниковые диоды гарантируют ограничение амплитуды сигнала на уровне не более 2-х Вольт, а делитель из соединенных последовательно резисторов позволяет подавать на вход напряжения с большими амплитудными значениями.
К плате с резисторами и диодами со стороны выхода подпаивается провод с имеющимся на ответном конце штекером на 3,5 мм, который вставляется в гнездо ЗК под наименованием «Линейный вход». Исследуемый сигнал подаётся на входные клеммы.
Важно! Длина соединительного шнура должна быть по возможности короче, что обеспечивает минимальные искажения сигнала при очень низких измеряемых уровнях. В качестве такого соединителя рекомендуется использовать двухжильный провод в медной оплётке (экране).
Хотя пропускаемые таким ограничителем частоты относятся к НЧ диапазону, указанная предосторожность способствует повышению качества передачи.
Помимо технического оснащения, перед началом измерений следует подготовить соответствующее программное обеспечение (софт). Это значит, что на ПК нужно установить одну из утилит, разработанных специально для получения изображения осциллограммы.
Таким образом, всего за час или чуть больше удаётся создать условия для исследования и анализа электрических сигналов посредством стационарного ПК (ноутбука).
Для того чтобы приспособить обычный планшет под снятие осциллограмм можно воспользоваться уже описанным ранее способом подключения к звуковому интерфейсу. В этом случае возможны определённые затруднения, так как дискретного линейного входа для микрофона у планшета нет.
Решить эту проблему удаётся следующим образом:
Преимущества данного способа подключения к компьютеру – это простота реализации и дешевизна. К его минусам следует отнести малый диапазон измеряемых частот, а также отсутствие стопроцентной гарантии безопасности для планшета.
Преодолеть эти недостатки удаётся за счёт применения специальных электронных приставок, подключаемых через Bluetooth-модуль или посредством Wi-Fi-канала.
Подключение по «Bluetooth» осуществляется с помощью отдельного гаждета, представляющего собой приставку со встроенным в неё микроконтроллером АЦП. За счёт использования самостоятельного канала обработки информации удаётся расширить полосу пропускаемых частот до 1 МГц; при этом величина входного сигнала может достигать 10 Вольт.
Дополнительная информация. Радиус действия такой самостоятельно изготовленной приставки может достигать 10-ти метров.
Однако собрать такое преобразовательное устройство в домашних условиях способен не каждый, что существенно ограничивает круг пользователей. Для всех не готовых к самостоятельному изготовлению приставки возможен вариант приобретения готового изделия, с 2010 года поступающего в свободную продажу.
Приведённые выше характеристики могут устроить домашнего мастера, занимающегося ремонтом не очень сложной низкочастотной аппаратуры. Для более трудоёмких ремонтных операций могут потребоваться профессиональные преобразовательные устройства с полосой пропускания до 100 МГц. Эти возможности может обеспечить Wi-Fi-канал, поскольку скорости протокола обмена данными в этом случае несравнимо выше, чем в «Bluetooth».
Вариант передачи цифровых данных по этому протоколу заметно расширяет пропускные способности измерительного устройства. Работающие по данному принципу и свободно продающиеся приставки не уступают по своим характеристикам некоторым образцам классических осциллографов. Однако стоимость их также далека от того, чтобы считаться приемлемой для пользователей со средними доходами.
В заключение отметим, что с учётом приведённых выше ограничений вариант подключения по Wi-Fi также подходит лишь для ограниченного круга пользователей. Тем же, кто решил отказаться от этого способа, советуем попытаться собрать цифровой осциллограф , обеспечивающий те же характеристики, но за счёт подключения к USB-входу.
Данный вариант также очень сложен в реализации, так что тем, кто не до конца уверен в своих силах, разумнее будет приобрести имеющуюся в свободной продаже готовую USB-приставку.
На нашем сайте Вы можете скачать бесплатно и без регистрации программы для радиолюбителей.
На данный момент в интернете большое количество программ для радиолюбителей. Но, к сожалению, большинство из них не работают в среде Windows 7. Это конечно большой недостаток. Ведь в основном старым программным обеспечением уже никто не пользуется.
Ниже представлен сборник программ и утилит для радиолюбителей. В этом сборнике находятся только те программы, которые практически без проблем работают на современных компьютерах и ноутбуках под управлением современных операционных систем.
Кликните по картинке для полноразмерного просмотра изображения.
Скачать бесплатно и без регистрации программу Sprint-Layout 4.0 Rus. для разработки печатных плат а так же просмотра файлов в формате LAY4.Размер файла – 2Mb
Скачать бесплатно и без регистрации программу Sprint-Layout 6.0 Rus. Portable для разработки печатных плат а так же просмотра файлов в формате LAY6. Размер файла - 16,7Mb.
Скачать «Мастерская Радиолюбителя» - справочное пособие, выполненное в виде программы. В нем систематизировано представлена справочная информация о ремонте и настройке различных телевизионных приемников. Размер файла – 123Mb.
Скачать бесплатно и без регистрации sPlan 4.0 на Русском языке. Программа предназначена для разработки (черчения) различных схем. Имеется возможность сохранения и печати разрабатываемого проекта.Размер файла – 1Mb.
Скачать бесплатно и без регистрации программу sPlan 7.0 на Русском языке. Программа предназначена разработки и черчения электронных схем. Размер файла - 2.3Mb
Скачать бесплатно и без регистрации программу для тестирования звуковой карты. Программа AudioTestV1.3 предназначена для тестирования звуковых карт компьютеров, ноутбуков и нетбуков.Размер файла – 1.2Mb.
Скачать бесплатно и без регистрации программу осциллограф для ПК. Программа Saundcard scope 1.41 это осциллограф для Windows. Она использует звуковую карту как аналого-цифровой преобразователь, обеспечивая работу полностью функционального двухканального осциллографа и генератора звуковой частоты в среде Windows. Очень хорошая программа, станет не заменимым помощником в ремонте и настройке электроники.Подробнее о программечитайте.Размер файла – 28Mb.
Скачать бесплатно и без регистрации программу Генератор Звуковой Частоты для ПК. Программа генерирует сигнал звуковой частоты от нескольких Гц до нескольких десятков кГц (зависит от звуковой карты ПК) амплитудой до 100мВ и пяти видов - синусоида, прямоугольный, треугольный, пилообразный и белый шум. Размер файла - 216Kb
Скачать бесплатно и без регистрации программу Coil32 Rus для расчета катушек индуктивности. Размер файла - 11.5Mb
Скачать бесплатно и без регистрации программу для расчета контуров. Размер файла – 258Kb.
Скачать бесплатно и без регистрации калькулятор для радиолюбительских расчетов. В представленном калькуляторе доступно выполнение расчетов колебательных контуров, расчет фильтров и индуктивностей, сетевых трансформаторов, активных и реактивных сопротивлений, а так же цветовая маркировка резисторов, дросселей и смд транзисторов. Размер файла – 330Кb.
В радиолюбительской практике довольно часто возникает необходимость контроля сигнала в местах, где для инструмента и приборов нет много места. В этих случаях надо пользоваться приборами, которые имеют небольшие размеры, обладают множеством функций и удобны при частых перемещениях. Здесь незаменимым оказался бы компактный цифровой осциллограф с автономным питанием. В этом случае комбинация ноутбука и приставка-осциллограф к нему может оказаться самым удачным решением.
Рассмотрим производителя цифровых осциллографов-приставок к персональному компьютеру производства Hantek-Electronic.
Осциллограф-приставка DSO2150
DS02150 — это двухканальный цифровой USB-осциллограф. Он имеет небольшие габариты 187x100x33 мм, полосу пропускания 60 МГц при частоте выборки в реальном времени 150 Ms/s и емкости памяти 10…512 Kb. При использовании двух каналов частота выборок уменьшается в 2 раза. Разрядность АЦП (вертикальное разрешение) 8 бит. Это обычная разрядность как многих приставок к компьютерам, так и автономных осциллографов. Минимальная амплитуда сигнала — 10 мВ на деление. При этом напряжение на входе приставки никогда не должно превышать 35 В.
Достоинством осциллографа-приставки DS02150 является возможность измерений с последующей математической обработкой сигналов. В осциллографе DSO2150 имеются возможности курсорных измерений и 23 типа автоматических измерений (измерений Vp-p, Vmax, Vmin, Vmean, Vrms, Vamp, Vhigh, Vlow, positiveovershoot, negativeovershoot, среднее значение цикла, rms цикла, период, частота, ширина положительного импульса, ширина отрицательного импульса, время нарастания (10%~90%), время спада (10%~90%), рабочий цикл).
Осциллограф-приставка DS02150 может использоваться для очень широкого спектра измерений, в частности при разработке и обслуживании радиоэлектронной аппаратуры, в сферах телекоммуникаций и связи, при производстве компьютерной техники, при диагностике автотранспортных средств на станциях техобслуживания и многих других, в которых необходимо тестировать и оценивать происходящие переходные процессы.
Краткие технические характеристики DSO2150:
Осциллограф-приставка DSO5200A
DSO5200A — это двухканальный цифровой USB-осциллограф. Он имеет те же небольшие габариты (187х 100×33 мм), что и DS02150, но полосу пропускания 200 МГц при частоте выборки в реальном
времени 250 Мвыб/с и емкости памяти 10… 512 Kb. При использовании двух каналов частота выборок уменьшается в 2 раза. Разрядность АЦП (вертикальное разрешение) 9 бит. Количество эффективных бит зависит от частоты сигнала. В текущем программном обеспечении (версия 6 и 7) сигнал масштабируется до 8 бит, поэтому все преимущества 9 бит использовать нельзя. Производитель обещает решить эту проблему в следующей версии. Минимальная амплитуда сигнала — 10 мВ на деление. При этом напряжение на входе приставки никогда не должно превышать 35 В.
Достоинством осциллографа-приставки DSO5200A является возможность измерений и математической обработки сигналов. В осциллографе DS05200A имеются возможности курсорных измерений и 23 типа автоматических измерений (измерений Vp-p, Vmax, Vmin, Vmean, Vrms, Vamp, Vhigh, Vlow, positiveovershoot, negativeovershoot, среднее значение цикла, rms цикла, период, частота, ширина положительного импульса, ширина отрицательного импульса, время нарастания (10%~90%), время спада (10%~90%), рабочий цикл).
Фурье-анализатор спектра, математические операции: сложение, вычитание, умножение, деление и сохранение сигналов в форматах: txt, jpg, bmp, MS Excel/Word.
Осциллограф-приставка DS05200A может использоваться для очень широкого спектра измерений, в частности при разработке и обслуживании радиоэлектронной аппаратуры, в сферах телекоммуникаций и связи, при производстве компьютерной техники, при диагностике автотранспортных средств на станциях техобслуживания и многих других, в которых необходимо тестировать и оценивать происходящие переходные процессы.
Краткие технические характеристики DS05200A:
Осциллограф-приставка DSО3064 Kit I
DSO3064 Kit I — это четырехканальный цифровой USB-осциллограф.
Краткие характеристики USB-осциллографа DSO3064 Kit I:
Диагностика автомобиля:
Все эти преимущества — высокое быстродействие, малые габариты, легкость в использовании и невысокую стоимость, позволяют говорить, что осциллографы-приставки серии DSO производства HantekElectronic — это достойная альтернатива традиционным цифровым запоминающим осциллографам.
Сегодня часто вместо того, чтобы сделать, например, осциллограф из компьютера, большинство людей предпочитают просто приобрести USB-осциллоскоп. Но, пройдясь по магазинам, можно увидеть, что цена бюджетных осциллографов начинается от 200 долларов. А серьезная аппаратура и вовсе стоит в разы дороже. Именно тем людям, которых не устраивает эта цена, проще всего сделать осциллограф из ноутбука или компьютера своими руками.
Самая оптимальная сегодня – это программа Osci , она имеет интерфейс, похожий на классический осциллограф: на мониторе находится стандартная сетка, с помощью которой вы сможете сами померить амплитуду или длительность.
Из недостатков этой программы можно выделить то, что она работает немного нестабильно. Во время работы утилита может иногда зависать, а чтобы затем ее сбросить, надо использовать специализированный TaskManager. Но все это компенсируется тем, что программа имеет привычный интерфейс, и довольно удобна в использовании, а также имеет большое количество функций, они дают возможность сделать полноценно работающий осциллограф из компьютера или ноутбука.
Нужно сказать, что в комплекте данных программ есть специальный низкочастотный генератор , но его использование нежелательно, он пытается полностью сам контролировать работу драйвера звуковой карты, что провоцирует выключение звука. Если решили его опробовать, позаботьтесь, чтобы у вас была точка восстановления либо сделайте бэкап вашей ОС. Самым оптимальным способом, как сделать своими руками из компьютера осциллограф, будет скачивание рабочего генератора.
Это отечественная программа, она не имеет привычной и стандартной измерительной сетки, и отличается очень большим экраном для фотографирования скриншотов, но в то же время позволяет использовать установленный частотомер и вольтметр амплитудных значений. Это частично компенсирует недостатки, указанные выше.
Сделав этот осциллограф из компьютера, вы столкнетесь со следующим: на небольших уровнях показателей вольтметр и частотомер могут значительно искажать данные, но для новичков-радиолюбителей, эта утилита будет вполне достаточной. Еще одной полезной функцией будет то, что можно делать абсолютно независимую калибровку двух уже находящихся шкал установленного вольтметра.
Из-за того, что входные цепи звуковой карты имеют специальный разделительный конденсатор, то компьютер в роли осциллографа может работать только с закрытым входом . Таким образом, на мониторе будет видна лишь переменная составляющая показателей, но, имея определенную сноровку, с помощью этих программ можно сделать измерение показателя постоянной составляющей. Это очень актуально в случае, когда, к примеру, время отсчета мультиметра не дает возможности зафиксировать некоторое значение амплитуды напряжения на конденсаторе, заряжающегося с помощью крупного резистора.
Нижнее значение напряжения ограничивается уровнем фона и шума и имеет примерно 1 мВ. Верхний предел ограничивается лишь по показателям делителя и достигает более сотни вольт. Частотный диапазон ограничивается самой возможностью звуковой карты и для старых компьютеров составляет около 20 кГц .
Естественно, в этом случае рассматривается довольно примитивное устройство. Но когда у вас нет возможности, например, использовать USB-осциллограф, то в данном случае его использование вполне приемлемо. Этот прибор поможет вам в ремонте разной аудиоаппаратуры, или может быть использован для учебных целей. Кроме того, программа-осциллограф даст возможность вам сохранить эпюру для иллюстрации материала или для размещения в сети.
Если вам необходим приставка к компьютеру, то сделать осциллограф будет гораздо сложнее. Сегодня в интернете можно отыскать довольно большое количество разных схем этих устройств, и для изготовления, например, двухканального осциллографа вам будет необходимо только их продублировать. Второй канал зачастую актуален в случае, когда надо сравнивать два сигнала или же осциллограф используется для подключения внешней синхронизации .
Как правило, схемы очень простые, но так, вы самостоятельно обеспечите очень большой диапазон доступных измерений, используя минимум радиодеталей. Причем аттенюатор, который изготавливается по классической схеме, потребовал бы от вас наличие узкоспециализированных высокомегаомных резисторов, а его сопротивление на входе все время менялось при переключении диапазона. Поэтому вы бы испытывали некоторые ограничения при использовании обычных осциллографических проводов, рассчитанных на импеданс входа не больше 1 мОм.
Из-за того, что зачастую радиолюбители испытывают сложности с тем, чтобы подобрать прецизионные резисторы, часто бывает так, что приходится выбирать устройства широкого профиля, которые надо максимально точно подогнать , иначе сделать своими руками осциллограф из компьютера не получится.
В этом случае каждое плечо делителя имеет два резистора, один является постоянным, второй – подстроечный. Минус этого варианта, это его громоздкость, но точность ограничивается лишь тем, какие доступные характеристики имеет измерительный аппарат.
Еще один вариант сделать осциллограф из компьютера – это выбрать пары резисторов. Точность в этом случае обеспечивается благодаря тому, что используются пары из двух комплектов с довольно приличным разбросом. Тут важно изначально выполнить тщательные замеры всех устройств, а после подобрать пары, суммарное сопротивление которых будет самым подходящим для вашей схемы.
Сегодня подгонка резисторов с помощью удаления части пленки часто используется даже в современной промышленности, то есть так, нередко делается осциллограф из компьютера.
Но нужно сказать, что если вы хотите подгонять высокоомные резисторы, то резистивная пленка не должна быть разрезана насквозь. Так как в этих устройствах она находится на цилиндрической поверхности в виде спирали, потому делать подпил надо предельно аккуратно, чтобы не допустить разрыва цепи . Затем:
После, когда резистор полностью подогнан, место пропила покрывают слоем специального защитного лака.
Сегодня этот способ наиболее быстрый и простой, но при этом дает хорошие результаты, что и сделало его оптимальным для домашних условий.
Существует ряд правил, которые необходимо выполнять в любом случае, если решили проводить эти работы:
Говоря иначе, в розетку может подсоединяться только провод, который соединяется с резистором , и находится в схеме адаптера с номинальным значением один мегом. Если же вы попробуете включить в сеть провод, который контактирует с корпусом, то почти во всех случаях это обязательно приведет к самым плачевным последствиям.
