Osiloskop dijital Prensip Travay ak Estrikti
Ak devlopman nan teknoloji elektwonik ak chanjman, kondisyon yo mezi sikwi yo te vin pi wo, nan pwodiksyon an elektwonik pral jwenn ke mezi a nan paramèt anpil se pa yon miltimèt ka konpetan, tankou yon pò mikrokontroleur I / O nan fòm nan vag pwodiksyon oswa pwodiksyon an nan anplifikatè yo mezire repons frekans li yo ak sou sa. Se poutèt sa, osiloskop yo natirèlman menm jan ak miltimèt, epi yo te vin tounen yon zouti nesesè pou enjenyè elektwonik ak amater.
Prensip travay ak entwodiksyon estrikti
Pati pyès ki nan konpitè nan sistèm osiloskop dijital la se yon tablo akizisyon done gwo vitès. Li ka reyalize done doub chanèl, chak frekans echantiyon ka rive nan 60Mbit / s. Fonksyonèlman, sistèm pyès ki nan konpitè ka divize an: anplifikasyon siyal front-end (FET anplifikatè antre) ak modil kondisyone (anplifikatè benefis varyab), modil konvètisè gwo vitès analòg-a-dijital (ADC chofè, ADC), modil kontwòl lojik FPGA. , distribisyon revèy, konparatè gwo vitès, modil kontwòl MCU (DSP), modil kominikasyon done, ekspozisyon kristal likid (LCD). ), modil kominikasyon done, ekspozisyon LCD, kontwòl ekran manyen, ekipman pou pouvwa ak jesyon batri ak kontwòl klavye ak plizyè lòt pati.
Se siyal la opinyon konvèti pa preamplifier la ak genyen sikwi reglabl nan yon vòltaj opinyon ki satisfè kondisyon ki nan konvètisè A / D la. Se siyal dijital la konvèti pa konvètisè A / D la kachèt pa FPGA a oswa memwa akizisyon FIFO a, ak Lè sa a, transmèt nan òdinatè a atravè koòdone nan kominikasyon pou pwosesis done ki vin apre, oswa dirèkteman kontwole pa mikrokontwolè a pral kolekte epi parèt sou LCD a. ekran.
Aparèy referans yo jan sa a
Nan pati sa yo, ki pi enpòtan an se sikwi anplifikasyon pwograme (atenuasyon) ak kous konvèsyon A/D, paske de sikui sa yo se gòj osiloskop dijital la, sikwi pwograme anplifikasyon (atténuation) detèmine bandwidth opinyon osiloskop la ak rezolisyon vètikal. , A/D konvèsyon sikwi detèmine rezolisyon orizontal osiloskop la, ki dirèkteman detèmine pèfòmans osiloskop la nan de rezolisyon yo. De pati sa yo nan kous la pral mezire siyal nan do a nan kous la pwosesis ki nesesè pou siyal la done, ka pati sa a nan kous la dwe itilize nan sikwi entegre pèfòmans-wo plis yon ti kantite aparèy periferik konstitye yon konsepsyon sikwi senp, debogaj tou trè senp. Pati ki pi difisil nan osiloskop la ta dwe pwosedi a, se sa ki, lojisyèl an. Lojisyèl la pote tout travay pwosesis done ak kontwòl nan osiloskop dijital la, ki gen ladan kontwòl echantiyon A / D, kontwòl vitès bale orizontal, kontwòl sansiblite vètikal, pwosesis ekspozisyon, mezi pik-a-pik, mezi frekans ak lòt travay. Li ka reyalize lè l sèvi avèk yon mikwokontwolè trè komen sou mache a jodi a kòm yon mikwoprosesè ak pwogramasyon nan lang C.
Anplifikasyon pwograme (atenuasyon) kous ak sikwi ekipman pou pouvwa
Siyal la se opinyon ki soti nan yon pwofonde osiloskop komen X10X1 nan sikwi anplifikasyon (atenuasyon). Wòl pwograme anplifikasyon (atténuation) chan de kous la se pou anplifye oubyen atténuer siyal D' pou ajiste, lè sa a, vòltaj pèsistans yap ogmante jiska siyal nan kondisyon vòltaj D' konvètisè A/D a nan ranje pi bon mezi ak obsèvasyon, se konsa la. pwograme sikwi anplifikatè nan benefis la Pleasant espesifye dwe plat. Kòm kous la osiloskop gen de pati dijital ak analòg, yo nan lòd pou fè pou evite entèferans mityèl, se konsa pati dijital nan ekipman pou pouvwa a ak pati analòg nan ekipman pou pouvwa a separeman, respektivman, bay yon seri ± 5V DC ekipman pou pouvwa, ak enduktans. ak kapasite ki fèt ak izolasyon filtre
Flash memwa ak sikwi revèy
Paske konvètisè A / D la kaptire yon gwo kantite done siyal, memwa flash entèn mikrokontwolè a pa ase pou itilize, kidonk kous la ka chwazi kèk memwa ekstèn yo itilize, men tou, kòm yon fason yo ekri LCD la. Se memwa flash la tou itilize kòm yon kachèt pou ekri LCD la. Yo nan lòd yo jwenn siyal la revèy referans, se mikrokontwolè a tou konekte ak yon kristal, ki itilize yo kalkile frekans aktyèl la nan siyal la fòm ond ekstèn.
Inite kontwòl FPGA
FPGA yo se ASIC semi-personnalisé ki pèmèt konsèpteur sikwi pwograme pwòp fonksyon espesifik aplikasyon yo. Konsepsyon an sèvi ak de metòd diferan: opinyon schematic ak opinyon VHDL. Inite kontwòl la fè pi fò nan travay kontwòl yo, bay siyal kontwòl apwopriye pou chak modil fonksyonèl pou asire operasyon kòrèk tout sistèm lan. Espesyalman reyalize fonksyon sa yo: sikwi divize frekans ak jenere siyal kontwòl konvètisè A/D Sistèm akizisyon done a gen yon seri mezi lajè, se yon kous divize frekans ki fèt andedan FPGA pou reyalize diferan frekans echantiyon pou diferan frekans nan siyal yo mezire asire ke done yo kolekte pi egzak. Inite divizyon frekans lan aplike lè l sèvi avèk metòd opinyon grafik ak estrikti entèn li yo montre nan Figi 4. Nan Figi 4, itilizasyon T-deklanche nan opinyon an se 1, chak kwen revèy lè pwodiksyon an pral sote pou reyalize divizyon frekans lan. . An menm tan an, nou ka wè ke opinyon T-flip-flop la konpoze de kèk konbinezon lojik, ki konstitye revèy gated la. Pou revèy gated, fonksyon revèy la ak anpil atansyon analize pou evite efè burrs. Pandan ke revèy la gated garanti yo dwe gratis nan burrs danjere sou siyal la revèy lè de kondisyon sa yo yo satisfè, revèy la gated ka travay kòm fiable kòm revèy mondyal la.
Pou desen an nan konvètisè A / D la, siyal kontwòl li yo sèlman de: siyal opinyon revèy CLK ak pèmèt siyal pwodiksyon OE a. CLK siyal dirèkteman nan siyal la aktif kristal opinyon 60M, pandan y ap siyal la OE nan FPGA entèn la ak CLK menm frekans lan ak menm faz nan siyal la revèy Envèse jwenn, se konsa ke jis satisfè konvèsyon an nan distribisyon an konvètisè A / D. relasyon yo.
Konvèsyon A/D gwo vitès; kous
Osiloskop dijital nan kous ki pi enpòtan an se kous la konvèsyon A / D, wòl li se yo dwe mezire echantiyon siyal ak konvèti nan siyal dijital nan memwa, te di li se yon gòj osiloskop dijital se pa twòp, paske li dirèkteman detèmine osiloskop dijital la. ka mezire nan frekans ki pi wo a, dapre Nyquist Teyorèm, frekans nan echantiyon omwen 2 fwa frekans ki pi wo nan siyal la yo dwe mezire yo nan lòd yo repwodui siyal la yo te mezire. Nan osiloskop dijital, frekans echantiyon an ta dwe omwen 5 a 8 fwa frekans siyal anba tès la, otreman fòm ond siyal la pa ka obsève.
