Oscyloskopy- podstawowe informacje. Część 4.

Strona 1/3
Type
Vectors- wektory wypełniają obszar pomiędzy dwoma punktami
Dots- wykres jest zbudowany z pojedyńczych punktów
Persist- określa jak długo będzie wyświetlany poprzedni wykres. Można porównać do efektu pamięciowego
Intensity- intensywność wykresu
Brightness- jasność siatki




Strona 2/3

Format

YT- wyświetla napięcie w funkcji czasu (jak na screenach)
XY- o tym trybie nawiążę w części, gdzie będzie poruszany pomiar częstotliwości
Screen
Normal- normalne kolory
Invert- kolory są odwrócone (czarny > biały)
Grid
1. Pokazuje działki (jak na screenie)

2. Wyświetla tylko oś X i Y
3. Wykres na czystm tle

Strona 3/3
Strona trzecia jest dość uboga- tutaj możemy zmienić tylko skórkę. Do wyboru mamy 4 nakładki.

Oscyloskopy- podstawowe informacje. Część 3.

Aby uruchomić funkcje matematyczne, należy nacisnąć przycisk MATH- część 1 poradnika.
1. Dodawanie
Operation- dodawanie, odejmowanie, mnożenie, FFT
Invert- odwracanie wykresu który powstał.
Zielony wykres- suma.











Pierwsza opcja służy do przesuwania wykresu góra/dół.
Druga opcja służy do wyboru skali (Match scale: 2.00V).
Zmianę dokonuje się za pomocą pokrętła, które znajduje się po lewej stronie od przycisku Measure (pokrętło funkcyjne).






 2. Odejmowanie

Jak widać, zaznaczoną mamy opcję CH1 - CH2. Możemy także wybrać CH2 - CH1.
Różnica wynosi 0.










Co jednak stanie się jeżeli zmienimy zmienimy polaryzację CH2?

Jak widać, różnica wynosi ok. 6 V.
CH1- 3V
CH2- -3V
CH1 - CH2 = 6V
3 - (-3) = 6V
Oscyloskop wie, że dwa minusy dają plus :)







3. Mnożenie















4. Szybka transformacja Fouriera (ang. FFT od Fast Fourier Transform) rozkłada funkcję okresową na szereg funkcji okresowych tak, że uzyskana transformata podaje w jaki sposób poszczególne częstotliwości składają się na pierwotną funkcję.

Window- wybór sposobu analizy sygnału:
Rectangle- najlepsza rozdzielczość, najgorsze odwzorowanie wielkości
Hanning- dobra rozdzielczość, gorsze odwzorowanie wielkości od Rectangle
Hamming- lepsza rozdzielczość od Hanning
Blackman- najgorsza rozdzielczość, najlepsze odwzorowanie wielkości





FFT Zoom- zoom wykresu- 1X, 2X, 5X, 10X
Aby zmieniać położenie analizy FFT, należy mieć aktywne okienko MATH. Położenie środkowej częstotliwości regulujemy pokrętłem od zmiany położenia (Position w sekcji Horizontal), natomiast zoom regulujemy pokrętłem od podstawy czasu.


Na wejściu CH1 podany jest sygnał prostokątny o częstotliwości 1 kHz.
Jak widać z analizy FFT środkowa częstotliwość (oś Y) wynosi 1 kHz.
Możemy także odczytać napięcie, które wynosi około 3V (1Vrms/Div)
Zoom = 10X







Tutaj już mniejszy zoom. Widać harmoniczne sygnału. Jak widać częstotliwość 5-tej harmonicznej wynosi 7.1 kHz.











Na stronie 2/2 możemy wybrać skalę- Vrms, lub dBVrms.
Display- Splitt- wygląd jak wcześniejsze screeny, Full- jak na screenie po lewej.

Oscyloskopy- podstawowe informacje. Część 2.

W pierwszej części dowiedzieliśmy się, co dzieje się gdy źle ustawimy parametry wyzwalania. Czas przyjżeć się dokładniej ustawieniom triggera.
1. Edge - stabilizacja względem zbocza.

Source- wybieramy źróło. CH1, CH2- kanały 1/2.
EXT- wyzwalanie sygnałem wejściowym, podłączonym do wejścia EXT TRIG. Dozwolony zakres napięc wejściowych: -1.2 V do + 1.2 V. Sygnał wyzwalający nie jest wyświetlany.
EXT/5- tak samo jak w przypadku EXT. Różnica- zakres napięć wejściowych- od -6 V do +6 V (mnożymy przez 5).
AC Line- używany jest sygnał z sieci energetycznej. Wraz ze składową stałą, ustawiony w pozycji 0V.
Slope- reagowanie na zbocze rosnące (jak na screenie), opadające oraz naprzemienne.
Mode- tryb
Auto- wyświetlanie wykresu, gdy poziom trigger znajduje się poza tym wykresem.
Normal- jeżeli poziom trigger jest poza wykresem- nie jest on wyświeltany. Dopiero po ustawieniu poziomu, na którym możliwa jest stabilizacja sygnału względem czasu jest on wyświetlany.
Single- aby był wyświetlany pojedyńczy przebieg. Oscyloskop przechodzi w tryb STOP.


Zakładka Set Up:
Coupling
DC- przepuszcza cały sygnał
AC- blokuje napięcie stałe oraz sygnały poniżej 170 Hz
HF Reject- tłumienie wysokich częstotliwości- powyżej 140 kHz.
LF Reject- tłumienie niskich częstotliwośći- poniżej 7 kHz.
Holdoff- czas opóźnienia. Holdoff Reset- ustawienie czasu na 100 ns.
Return- powrót.



2. Pulse - wyzwalanie impulsem.


When- kiedy
1. Szerokość dodatniego impulsu jest mniejszy niż ustawienia szerokośći impulsu.
2. Szerokość dodatniego impulsu jest większy niż ustawienia szerokośći impulsu.
3. Szerokość dodatniego impulsu jest równa.
4. Szerokość ujemnego impulsu jest mniejsza niż ustawiona szerokość impulsu.
5. Szerokość ujemnego impulsu jest więszka niż ustawiona szerokość impulsu.
6. Szerokość ujemnego impulsu jest równa.
Set Width- ustawiamy szerokość impulsu. Od 20 ns do 10 s.
Next Page- ustawienia takie same jak w przypadku Edge.


3. Video- wyzwalanie sygnałem video.

Polarity- polaryzacja sygnału. Normalna, ujemne zbocze (jak na screenie), odwrócona- dodatnie zbocze.
Sync- synchronizacja.
All Lines- wszystkie linie
Odd Field- nieparzyste linie
Even Field- parzyste linie







Standard- standard sygnału- NTSC lub PAL
Reszta jak w trybie Edge.











4. Slope- wyzwalanie nachyleniem sygnału.

Większość ustawień jak w trybie Pulse.

Width- szerokość nachylenia względem "Time" oraz ich polaryzacja.
Na następnej stronie ustawiamy w poziomie dwa znaczniki, które obejmują dane nachylenie.








5. Alternative - gdy używamy dwa kanały, każdy przebieg może być wyzwalany osobno.

Oscyloskopy- podstawowe informacje. Część 1.

Nie będę się rozpisywał na temat budowy, zasady działania ponieważ w internecie jest ogromna ilość tego typu materiałów.
Będzie on pisany, mam taką nadzieję, w prostym języku.
Część pierwsza- podstawowe informacje na temat obsługi oscyloskopu.
Po prawej stronie mamy zdjęcie oscyloskopu cyfrowego firmy Atten. Dzisiaj zajmiemy się "pokrętłami i przyciskami" znajdującymi się w strefie Vertical, Horizontal i Trigger. Vertical- odchylanie pionowe- działka napięcia
Horizontal- odchylanie poziome- działki czasu
Na zdjęciu jak widać mamy trzy wejścia- CH1, CH2 oraz EXT Trig. Dla kanału 1 mamy także przypisaną współrzędną X natomiast dla kanału 2- Y. Są one odpowiedzialne za wskazania oscyloskopu w trybie XY, o czym powiem w dalszych częściach. EXT Trig oznacza zewnętrzne wyzwalanie.
Po prawej stronie, mamy wyjścia z generatora przebiegu prostokątnego o częstotliwości 1 kHz. Będą one potrzebne przy naszym pierwszym zagadnieniu a mianowicie przy kompensowaniu sondy.
Wyżej mamy pokrętła do przesuwania wykresu góra/dół (dla V), lewo/prawo (dla H) - mniejsze rozmiarem, oraz większe służące do zmiany wartości poszczególnych działek.
Na samej górze mamy inne funkcje, które będą omawiane w dalszych częściach.

 1. Kompensacja sondy
W większości przypadków mamy do czynienia z sondami typu RC. Są one, jak nazwa wskazuje, zbudowane z rezystora i kondensatora, połączone równolegle. Aby wyświetlane przebiegi były wiernie przebiegom badanym musi zachodzić równość:

R₁C₁=R₂C₂ gdzie R₁ i C₁ dotyczy się parametrów sondy, tak R₂ i C₂ parametrów wejścia oscyloskopu jak i przewodu. Kompensację / strojenie sondy dokonuje się poprzez zmianę wartości C_1.
Podłączając sondę do wyjścia generatora przebiegów prostokątnych możemy ujrzeć następujące wykresy (dzielnik sondy musi znajować się w położeniu 10x):




Sonda jest przekompensowana














Sonda jest niedokompensowana













Kompensacja prawidłowa







Istnieje także zaokrąglenie naroży impulsu nawet przy prawidłowej kompensacji sondy- źle zestrojony oscyloskop.

W takim razie co zrobić, aby przebieg był prawidłowy?
Należy zmienić wartość C₁ poprzez kręcenie śróbki, która znajduje się przy wyjściu sondy pomiarowej. Wygląda ona tak (CH1):


Delikatnie kręcąc, doprowadzamy nasz przebieg do prawidłowej postaci.
2. Ustawienia kanałów
Naciskając przycisk CH1 pojawi się nam następujące menu:

Coupling- decydujemy przez co "przechodzi" nasz sygnał:
DC- na wyświetlaczu widzimy, prócz przebiegów, także składową stałą- pomiar napięcia DC
AC- sygnał bez składowej stałej.
GND- wejście zwarte z masą.

Volts/Div- ustawienia działki napięcia.
Coarse- wartości działki przyjmują "prostą" wartość- 200mV, 500mV, 1V, 2V.
Fine- wartość działki jest zmieniana co 0.02 V
Probe- wartość dzielnika napięcia sondy. Typowe wartości: 1x, 10x, 100x, 1000x. Zmienia się wówczas napięcie działki- na rysunku obok, dla dzielnika 10x wartość w dolnym lewym rogu wynosiła by 20.00 V

Next Page- przejście do kolejnej strony


Invert- zmiana fazy
Off- faza zgodna
On- faza przeciwna











Filter- filtry
On- włączone
Off- wyłączone
Type- typy filtrów- dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy, pasmowoprzepustowy, pasmowozaporowy
Upp_limit- górna częstotliwość graniczna
Down_limit- dolna częstotliwość graniczna





3. Przebiegi referencyjne
Skorzystamy z tej funkcji, jeżeli chcemy porównać maksymalnie dwa przebiegi które zapisaliśmy wcześniej z obecnym przebiegiem.
Do aktywacji tej funkcji służy przycisk REF
Source- źródło przebiegu referencyjnego- CH1 lub CH2
REF A- źródło pierwsze, naciskając jeszcze raz mamy:
REF B- źródło drugie
Save- zapisujemy nasz przebieg
REF A Off- włącz/wyłącz wyświetlanie wcześniej zapisanego przebiegu
Zmianę źródła dokonujemy trzecim przyciskiem od góry (REF A / REF B)






Kolorem czerwonym mamy ukazany wcześniej zapisany przebieg referencyjny. Jak widać jest on w 99% zgodny z obecnym przebiegiem.

Na dolnym, lewym rogu mamy także parametry, przy których był zapisywany








Zwiększyłem teraz działkę- z 1 V na 2V. Zapisuję go jako przebieg referencyjny nr. 2 ( REF B ).












Drugi, referencyjny przebieg ma kolor fioletowy. Jest zgodny z aktualnym przebiegiem.











Obniżyłem aktualny przebieg, aby zobaczyć wszystkie trzy na raz.











4. Wyzwalanie podstawy czasu
Inaczej Trigger- to od niego zależy, czy nasz wykres będzie pływał, biegał a może i nawet skakał.
Jak widać, jest on ustawiony powyżej naszego przebiegu.
Prócz niestabilności, niemożliwy jest także automatyczny pomiar częstotliwości- widzimy wynik <10 Hz








Nasz znacznik T znajduje się teraz powyżej połowy przebiegu- jest on stabilny oraz jest możliwy automatyczny pomiar częstotliwości.











Teraz znajdujemy sie w ustawieniach wyzwalania.
Type- rodzaj "stabilizacji" przebiegu. Inaczej- co musi być na poziomie T aby przebiegi były stabilne w czasie. W tym wypadku, gdy na poziomie T będziemy mieli zbocze.
Slope- decyduje czy ma być to zbocze narastające, opadające, naprzemienne

Source- wybór źródła wyzwalania- CH1, CH2, AC Line, EXT Trig.

Generator przebiegu prostokątnego na WO

Poniższy generator przebiegów prostokątnych można wykonać w kilka minut jeżeli ma się przy sobie niezbędne elementy.
Jest to wersja zasilana napięciem pojedyńczym, z dodanym obwodem wstępnej polaryzacji wejścia. Na wyjściu otrzymujemy przebieg dodatni, tzn. od 0 V.
Aby usunąć składową stałą na wyjściu należy dodać szeregowo kondensator.
Schemat:

W dużym uproszczeniu można przyjąć że gdy R2 = R3, okres przebiegu wynosi około:

T= 2,2 x R1 x C1 czyli f= 0,46 / R1 x C1

Możliwość zmian parametrów jest duża.

Dla R2, R3a, R3b : 10kΩ - 100 kΩ

Dla R1 : 2,2 kΩ - 1 MΩ

Dla C1 : 100pF - 1000 µF

-------------------------------------

U1 - NE5532, OP275
R1- 1kΩ
R2- 47 kΩ
R3a = R3b - 47kΩ
C2- 100nF
Vcc= 10,60 V









2. Porównanie wykresów: NE5532 vs OP275 C1= 100 nF
NE5532                                                                                                 


 OP275


Jak widać, mamy różne czasy narastania, opadania, jak i napięcia wyjściowego. Dla przypomnienia: Slew Rate NE5532 = 9 V / µs, OPA275= 22  V / µs.
3.  C1= 10 nF
NE5532                                                                                                      


OP275


4. C1= 1 nF
NE5532                                                                                                          


OP275



Jak widać, niewielkim kosztem, można zrobić w miarę dobry generator przebiegu prostokątnego, który w zupełności wystarczy do podstawowych pomiarów.

Koda AV-600X podświetlenie Volume

Koda AV-600 w okół gałki którą regulujemy głośność posiada taki biały plastik. Po rozkręceniu obudowy widzimy trzy otwory o średnicy 4 mm oraz piny, na których jest napięcie 5.5 V. Dzięki temu możemy zrobić podświetlenie.
Co będzie nam potrzebne?
Diody LED o średnicy 3 mm.  Na początku miałem zamontowane trzy białe diody, lecz dwie wymontowałem- chciałem uzyskać tylko lekkie podświetlenie, zaakcentowanie obecności regulatora- Ty zrobisz jak będziesz uważał :)
Mierzymy napięcia. Od wewnętrznej strony, u mnie, jest masa. Na zewnątrz jest około 5.5 V
Jak widać na poniższym zdjęciu- rezystory bezpośrednio przylutowane do zewnętrznej strony. Diody- ich katody przylutowane są do wewnętrznej strony.

 Obliczanie rezystora.
 R= U-Ud / I
 U- napięcie zasilania
 Ud- napięcie dyfuzji diody
 I- natężenie dla diody (przyjąłem 20mA)
 Dla diody białej- Ud =3V
 5.5-3 / 0,02 = 125 Ω
 Ja zwiększyłem tą wartość do
 250 Ω, aby efekt nie był taki intensywny.

Efekt końcowy   

        
       

Windows 7 x64 i Easyscope 3

Na dołączonej płycie, czy na stronie producenta mamy program Easyscope 3 oraz sterowniki, niestety w wersji 32 bitowej. Producent nie postarał się o rozszerzenie 64 bitowe. Na szczęście jest pewien fakt o którym nie wszyscy wiedzą.
Firma Atten produkuje serię WaveAce dla Le Croy . Od Attena mamy serię ADS1000, natomiast od Le Croy'a serię WaveAce. Są to bliźniacze wersje pod inną marką.

Podczas standardowej instalacji otrzymujemy komunikat instalatora, który nie może 1) odnaleźć pliku, 2) twierdzi, że sterowniki nie są zgodne z wersją systemu (32, 64 bity).


Dobra, do rzeczy.
Wchodzimy na stronę Le Croy, rejestrujemy się. Wchodzimy w Support > Software Download > Oscilloscope Downloads > Software Utilities > ściągamy EasyScope.

Po zapisaniu otwieramy Total Commander, otwieramy instalator EasyScope (.msi) klikamy w SourceDir > USB Driver po czym wypakowujemy, np. na pulpit, folder 64-bit signed.

Wchodzimy w menadżer urządzeń, wybieramy nasz oscyloskop, p.p myszy, właściwości,



zakładka sterowniki, oczywiście sami chcemy podać lokalizację- wybieramy ten folder, gdzie wypakowaliśmy sterowniki. Instalator zapyta się, czy zainstalować sterowniki, klikamy tak. Nie przejmujemy się tym, że pisze tam Le Croy a nie Atten.



Cieszymy się możliwością używania EasyScope ;)





Dla leniwych archiwum ze sterownikami dla wersji x64.

Aby program połączył się z oscyloskopem najpierw należy w EasyScope wybrać Setting > Test Connection, dopiero później Connect.

Tworzenie PCB- DipTrace

Chciałbym przedstawić jeden z programów do tworzenia PCB- DipTrace.

Na wstępie warto zmienić jednostki- View- Units- mm.

Pasek programu:


1- reaster
2- wskaźnik
3- linijka
4- wskazujemy miejsce gdzie ma być dany punkt. Po wciśnięciu F1 jest on widoczny
5- elementy
6- przełączenie między warstwami
7- wyszukiwanie w bibliotece
8- pin
9- przelotka
10- otwór mocujący
11- pokrywanie obszaru miedzią
12- skalowanie obiektów
13- tworzenie tabeli
14- tworzenie fig. geometrycznych, wstawianie napisów, obrazów
16- prowadzenie ścieżki
17, 18- edycja ścieżki
19- ustawienia ścieżki
20- uruchomienie autoroutera
21- ustawienia autoroutera
22- wybieramy obszar na którym autorouter ma szukać połączeń
23- sprawdzanie błędów
24- definiowanie błędów
24- wybór warstwy- góra/dół
25- układanie elementów aby zajmowały najmniej miejsca
26,27- układanie elementów w 1 lini.
28- ustawienie "układacza"
29- wybór biblioteki
Nie polecam przestawianie Reastera podczas pracy.
Cyfry w nawiasach tyczą się cyfr do powyższego rysunku.

1. Tworzenie transformatora.
Tworzymy pin (8). Klikamy prawym przyciskiem myszy. Otwierają się lista. Interesuje nas: Pad proporties


Tutaj ustawiamy jego właściwości:


Type: przewlekany, powierzchniowy
Shape: kształt
Width, Height: rozmiary
Hole: właściwości dziury- kształt i średnica

Tak tworzymy nasz transformator. Profilaktycznie za pomocą linijki sprawdzamy czy wymiary się zgadzają


Możemy to także zrobić tworzą prostokątny pin.




Robimy obrysowanie - (14) . Prawy przycisk myszy- właściwości obrysowania.

Domyślnie mamy Top Assy, należy to zmienić na Top Silk- aby był przez nas widziany jako element. Line width- szerokość linii naszego prostokąta/obramowania.






Aby dodać to wszystko jako jedną całość, należy zaznaczyć wszystko


po czym prawym przyciskiem myszy rozwinąć menu i wybrać Group into Pattern.


Nasz element jest już "jednolity". Pozostaje zmienić jego nazwę- p.p myszy > Properties.



Standardowa nazwa.


Pattern- tam wpisujemy to, co będziemy chcieli zobaczyć w bibliotece elementów.
Natępnie Klikamy Save to Library- Add to activ. Element zostanie zapisany w tej bibliotece w której się znajdujemy- u mnie- general.




Powyżej widać elementy bez zapełnionego tego pola.

2. Tworzenie PCB
Większość elementów jest w bibliotece General. Stabilizator- biblioteka Flange tak jak obudowy pentawatt, heptawatt itp.
Wybieramy diodę- gdyby ktoś chciał zmienić parametry pinów p.p myszy i pad properties. Wszystkie parametry jak dla zwykłego pinu, lecz należy tutaj zaznaczyć Apply to all pads- wówczas wszystkie pady będą miały takie same wymiary.



Dajemy wskaźnik (2), lub klikamy l.p myszy w puste pole.
Zaczynamy łączyć elementy. Na poniższym rysunku popełniłem błąd- muszę usunąć.


Aby usunąć, przeprowadzamy linię między tymi samymi punktami, po czym klikamy Delete Ratline.



Rozmieszczamy elementy.


Wybieramy właściwości ścieżek- (19) W tym przypadku- szerokość 1.6 mm.


Przełączamy warstwę na bottom (24), klikamy na tworzenie ścieżki (16) i zaczynamy łączyć.


Przełączamy się na warstwę top (24)- widzimy gotową płytkę.


Teraz pozostaje drukowanie- File > Preview

Layers- wybieramy warstwę- w naszym przypadku bottom. Na rysunku jest Top, Current- wyświetlana będzie górna warstwa- elementy, zarys.
Można to także odznaczyć wybierając objects- jeżeli klikniemy top silk i zostanie ono odznaczone- wówczas nie zobaczymy obudów, zarysów elementów.


Aby ułatwić sobie nanoszenie, cofnijmy się jeszcze. Warto obrysować (14) nasz układ.
Później p.p myszy- opcje, wybór typu- bottom silk. Wówczas nasz prostokąt mamy jako dolna warstwa i zostanie on wyświetlony razem ze ścieżkami.
 
Podgląd wydruku.

Oczywiście można włączyć pokazywanie wymiarów PCB, lecz nie jest ona później umieszczana na wydruku.