Электронный осциллограф своими руками. Осциллограф из монитора компьютера в домашних условиях

Представляю на Ваш суд обзор щупа для осциллографа после 3+ месяцев использования.
Upd. 22.02.2019 : обзор дополнен с учётом полученного опыта от эксплуатации щупа. Дополнение в конце обзора.

Вместо предисловия

На момент заказа (26.10.2014) щуп стоил $6.89, но у меня ещё были БиКовские монетки, с учётом которых цена получалась 6.55 и дешевле предложений я не нашёл. Заказан щуп был 26.10, а отправлен 28.10 – вполне стандартные для БиКа два дня. Посылка была без трек-номера. Фото посылки и упаковки не привожу. БиК никогда не отличался хорошим качеством упаковки (хотя я ничего дороже $20 у них не заказывал, полагаю, дорогостоящие заказы они упаковывают гораздо лучше). Сейчас ценник на щуп установлен $4.17, но в наличии его нет. А ещё БиК поменял фото щупа на странице описания, по которым видно, что поменялись цвета некоторых компонентов (ползунок переключателя стал чёрный, кольца – жёлтые, колпачки серые в тон щупа) и комплектация (колпачков стало в 2 раза больше, а колец на пару меньше). Кстати последний отзыв о щупе на странице магазина – мой. :)

Характеристики щупа со страницы магазина:

Щуп был упакован в полиэтиленовый пакет с инструкцией вкладышем, вот его комплектация:

Пару слов о назначении всех этих дополнительных «штучек».
Кольца цепляются на байонет подключаемый к осциллографу и ручку щупа и применяются для удобства определения по цвету колец какая ручка щупа к какому каналу осциллографа подключена (но т.к. в комплекте лишь один щуп, то полезны данные кольца будут владельцам таких же комплектных щупов). Вот поменял на своём щупе кольца на салатовые:

Насадка в виде колпачка предназначена для изоляции от общего, полезно когда нужно щупом «пробираться» сквозь провода/платы.

Почти такая же насадка отличающаяся лишь выступами с двух сторон от сигнальной иглы может применятся как и первая, но так же удобна при «тыкании» в платы с smd компонентами. Надеваются эти колпачки довольно туго, а снимаются ещё сложнее. :)

Ну и наконец, самая полезная, на мой взгляд, штука – захват. Применяется для держания щупа за провод/вывод измеряемого сигнала. Позволяет уцепиться за толщину от долей мм до 2.5мм. Работает как надо. Пользуюсь им, в отличие от всех вышеописанных, регулярно.

Так же в комплекте имеется отвёртка с пластиковой ручкой для калибровки щупа.
Внешний вид самого щупа вполне понятен из вышеприведённых фото, но для полноты восприятия добавлю фото такого ракурса:

Надо отметить, что инструкция из комплекта не для галочки, в ней есть практически вся необходимая информация. Смотрите сами:

Но, а о чём умалчивает инструкция, поведаю Вам я. Длина кабеля щупа с байонетом – 104см, длина ручки щупа от кабеля до иголки – 14см (т.е. общая длина щупа равна 104+14=118см, до заявленных 120см не хватило 2см), длина общего провода с «крокодилом» - 14.5см. Никаких запахов щуп не производил, понравилась мягкость/гибкость кабеля. У ползунка переключателя х1/х10 (выключатель делителя) за время использования фиксация в крайних положениях стала не такая чёткая. Сама конструкция переключателя доверия не вызывает, стараюсь пользоваться им как можно реже (как правило щуп всегда эксплуатируется в режиме х10), чего и рекомендую всем пользователям аналогичных щупов. Общий провод с крокодилом съёмный. Сигнальная игла не настолько острая, что бы ей можно было случайно уколоться, но и не тупая. За время использования если и затупилась, то я этого не заметил. Метали из которого она выполнена не магнитный.
Ещё до заказа данного щупа, как и полагается человеку покупающему вещь в личное пользование, я выяснил интересующие меня вопросы касательно подобных щупов. И поэтому знал, что импортный разъем под названием «BNC» на щупе стыкуется с нашим байонетом «СР-50-73» на осциллографе не идеально – BNC разъем не до конца закручивается. И знал, что это легко исправляется подходящим надфилем.
Собственно так и вышло - во входной разъём осциллографа щуп вставлялся плотно, но вот зафиксировать его не получилось – угол проточенных пазов на BNC разъёме немного великоват. Что ж снимаю и аккуратно подтачиваю надфилем. Вот так выглядит адаптированный под отечественный байонет BNC разъём:

Стоит отметить, что вес BNC разъёма этого щупа гораздо меньше веса разъёма СР-50-74 комплектного щупа. Это и неудивительно ведь в BNC металла используется гораздо меньше.

Покупался щуп для моего осциллографа С1-65. Этот осциллограф имеет заявленную полосу пропускания канала Y равную 0-35МГц (при спаде АЧХ не превышающей 3дБ, для 5мВ/дел), входную ёмкость не более 30пФ при сопротивлении равном 1.0МОм ±5%. Сопоставляем с характеристиками щупа – входное сопротивление подходящее, диапазон компенсации ёмкости тоже подходящий. Т.е. противопоказаний нет:)
В С1-65 есть встроенный калибратор, выдающий 1кГц меандр с амплитудой от 0.02 до 50В или постоянное напряжение с таким же диапазоном. Калибратор как раз и предназначен для проверки и подстройки канала Y осциллографа и комплектного делителя с коэффициентом деления Кд=10. К сожаленью мне осциллограф попал в руки лишь с одним таким щупом (далее по тексту я его буду называть комплектным, хотя на самом деле история его происхождения мне неизвестна):

Калибратор осциллографа С1-65:

Вот так выглядит принципиальная схема комплектного выносного делителя осциллографа С1-65 (которого у меня нет):

А реальная принципиальная схема устройства обозреваемого щупа мне неизвестна, т.к. его конструкция не разборная, но зная то, что щуп представляет собой частотно-компенсированный делитель напряжения и, зная его параметры, полагаю, что она (схема) выглядит так:

Где Rк – сопротивление центральной жилы кабеля щупа, а Cк – ёмкость образованная рядом расположенными центральной жилой и оплёткой кабеля щупа и его монтажа.
Параметры делителя на постоянном токе вычисляются следующим образом:
Сопротивление щупа Rщ=Rх+R2;
Коэффициент деления Kд=R2/(Rх+R2).
где Rх – общее сопротивление, состоящее из последовательно включённых сопротивлений резистора R1 и центральной жилы (сигнального провода) кабеля щупа Rк равного 100 Ом (измерено китайским мультиметром ADM-02), а R2 – входное сопротивление осциллографа (паспортные данные).
Т.е. в нашем случае на постоянном токе десятикратное деление напряжения обеспечивается делителем, состоящим из последовательно включенного резистора 8.9999МОм (+100Ом кабель) и 1.0МОм (±5%) входного сопротивления осциллографа.
На переменном токе параметры делителя вычисляются сложнее, т.к. уже участвуют ёмкости С1, ёмкость кабеля щупа и его монтажа - Ск, подстроечного конденсатора С2 и входная ёмкость осциллографа условно обозначенная как конденсатор С3.
Если отношение ёмкостей в ёмкостном делителе, образованном С1 и Ск+С2+С3(далее Сх) будет равно отношению сопротивлений в резистивном, то амплитудно-частотная характеристика щупа будет ровной во всем диапазоне, начиная от постоянного тока и до частот ограниченных общим (активным+реактивным) сопротивлением щупа (ведь 22.5пф указанные в характеристиках щупа на частоте 35МГц это реактивное сопротивление величиной 202Ома). Поэтому величину ёмкости конденсатора С1 выбирают, как правило, равной 1/9 величины ёмкости Сх. В нашем случае суммарную ёмкость входа осциллографа и щупа примем 30+120=150пФ (реально может и больше, но точно измерить ёмкость щупа нет возможности, поэтому взял максимальное значение заявленное в характеристиках), следовательно, ёмкость конденсатора С1 должна быть не более 16.7пФ. Изменением ёмкости подстроечного конденсатора С2 добиваются выполнения условия компенсации – Zc1*(R1+Rк)=Zcх*R2 (где Z=1/2πFC).

Настройка компенсации щупа.
Как и показано в инструкции к обозреваемому щупу при не настроенном делителе щупа меандр может принимать один из двух видов:

Так выглядят прямоугольные импульсы при ёмкости щупа больше необходимой.

А так - при ёмкости щупа меньше необходимой. Осциллограммы с моего осциллографа с сигналом от калибратора при крайних позициях подстроечного конденсатора (С2). Кстати, расположен С2, как Вы уже поняли, на байонете:


И так слишком большая ёмкость вызывает значительные выбросы по фронтам, недостаточная - их затягивание. Понятно, что при настроенном делителе форма вершины прямоугольного импульса должна стремится к ровной прямой (форма реального прямоугольного импульса отлична от прямоугольника - по фронту импульса в любом случае присутствует выброс в виде иголки, а по спаду присутствует скругление). Изменением ёмкости конденсатора С2 добиваются получения на экране осциллографа прямоугольных импульсов без завала фронтов, амплитуда выбросов на фронтах должна быть не более 5-10% от амплитуды импульсов. Для большей наглядности/точности я решил проводить настройку путём сравнения формы сигнала при измерении комплектным щупом и обозреваемым (с учётом вышеизложенных мыслей). Приступив к калибровке делителя щупа от встроенного в осциллографе калибратора я обнаружил как «вяло» меняется форма фронта импульса при значительной величине поворота подстроечного конденсатора (С2), что явно указывает на то, что для более точной калибровки делителя щупа в моём случае нужно использовать сигнал более высокой частоты. А значит, нужен был генератор прямоугольных импульсов частотой повыше. Поскольку в хозяйстве такого готового генератора не оказалось, то для этих целей был «собран» ВЧ генератор импульсов. Ну «собран» это не совсем подходящий термин в данном случае, т.к. вся конструкция представляет собой плату ардуино (к слову на тот момент плата ардуино была самодельной) с залитым и подключенным к ней БП (скетч написан не мной, а товарищем maksim с ресурса arduino.ru). При хорошем источнике питания форма прямоугольных импульсов выдаваемых микроконтроллером atmega328 (на нём базируется моя плата ардуино) при частоте задающего генератора 16МГц имеет мало искажений на частоте вплоть до 2МГц. Проводить дальнейшую калибровку встроенного делителя обозреваемого щупа решено было на частоте равной 1МГц. Так выглядит тестовый генератор в сборе:

А вот фото сравнения при настройке делителя щупа:




1МГц на комплектном щупе.

1МГц на обозреваемом щупе в режиме х1.

Тоже в режиме х10.
А так выглядит вершина импульса с частотой сигнала 4МГц на моём осциллографе:

Комплектный щуп слева, обозреваемый в режиме х1 – справа.
На фото хорошо видно, что обозреваемый щуп в таком режиме измерений проигрывает комплектному щупу и то, что оба щупа не годятся для столь точного наблюдения формы ВЧ сигнала (4МГц). Проигрыш обозреваемого щупа в таком тесте вполне закономерен, ведь в щупе подключен С2 и длина его кабеля значительно (на 33см) больше, а, следовательно, больше и его ёмкость. Однако в инструкции к щупу обозреваемый щуп в режиме х1 предлагают применять до частот величиною 6МГц. Оно конечно можно, но если чувствительность Вашего осциллографа по входу позволяет наблюдать сигнал с делителем (в режиме х10), то я рекомендую применять его и на частотах до 6МГц, т.к. это снижает входную ёмкость осциллографа, а, следовательно, вносит меньше искажений в исследуемый сигнал (наглядный пример на фото выше). Стоит отметить, что идеально откалибровать щуп у меня так и не получилось.
Вывод – лично меня щуп полностью устраивает. В паре с советским осциллографом с полосой пропускания до 100МГц обладающим высокоомным входом он выглядит привлекательней, чем комплектный. Покупать его есть смысл при отсутствии комплектного выносного делителя осциллографа.

Upd. 22.02.2019

Ещё одно предисловие

Какое-то время назад понадобился мне нихром/вольфрам, путём поиска в интернете я нашёл искомое. Так я узнал цену этих металлов и после этого меня не покидала мысль, что уж как-то дёшево продают этот щуп - такое сложное/технологичное устройство к тому же содержащее в себе дорогие материалы (нихром/вольфрам). Но пока щуп работал, вскрывать мне его не хотелось (я ведь полагал, что он не разборный). Однако не так давно в байонете щупа стал пропадать контакт и соответственно назрела необходимость вскрытия. Я вспомнил о том, что кто-то уже спрашивал про вскрытие этого щупа и номиналы деталей находящихся в байонете. Покопавшись в личных сообщениях сайта, я нашёл эту переписку с камрадом - . Он же и показал мне, как разбирается байонет подобных щупов.

Оказывается байонет довольно просто разбирается - необходимо лишь стянуть прорезиненный «хвост» щупа с металлического хвостовика байонета (см. фото). После этого нам откроется часть внутреннего мира щупа и одновременно с этим возможно придёт разочарование, т.к. центральная жила щупа выполнения из обычного медного многожильного провода (никакого нихрома/вольфрама), а сопротивление центральной жилы величиною 100 Ом достигается применением smd резистора распаянного на плате внутри байонета. Так же на плате помимо подстроечного конденсатора и резистора номиналом 100 Ом присутствует ещё один резистор номиналом 33 Ома. Номинал второго резистора может отличаться от моего в зависимости от емкости подстроечного конденсатора и максимальной заявленной частоты щупа.


Как видно по фото - флюс не отмыт.
Плата прикручена к металлическому каркасу байонета винтом м1.7 винт так же выступает в роли проводника - соединяет дорожку платы с общим (каркасом).
Кабель щупа опресован хвостовиком байонета.
Причина пропадания контакта оказалась в отломанной центральной металлической жиле со стороны байонета. После зачистки оставшейся части центрального контакта скальпелем, он прекрасно облудился неактивным флюсом.

В итоге схема щупа на самом деле выглядит скорее всего так:

Какие выводы можно сделать? - Китайцы такие китайцы:) А если серьёзно, то так как центральная жила из меди, то ни о каком распределенном сопротивлении речи быть не может. Соответственно точность на высоких частотах будет ниже… тем не менее, альтернатив за такую цену в свободной продаже не найти.
Обзор понравился +39 +57

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?

Начинающим радиолюбителям посвящается!

О том, как собрать самый простой адаптер для программного виртуального осциллографа, пригодный для использования в ремонте и настройке аудиоаппаратуры. https://сайт/

В статье рассказывается также о том, как можно измерить входной и выходной импеданс и как рассчитать аттенюатор для виртуального осциллографа.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

О виртуальных осциллоскопах.

Когда-то у меня была идея фикс: продать аналоговый осциллограф и купить ему на замену цифровой USB осциллоскоп. Но, прошвырнувшись по рынку, обнаружил, что самые бюджетные осциллографы «начинаются» от 250 долларов, да и отзывы о них не очень хорошие. Более же серьёзные приборы стоят в несколько раз дороже.

Так что, решил я ограничиться аналоговым осциллографом, а для построения какой-нибудь эпюры для сайта, использовать виртуальный осциллограф.

Скачал из сети несколько программных осциллографов и попытался что-нибудь померить, но ничего путного из этого не вышло, так как, либо не удавалось откалибровать прибор, либо интерфейс не годился для скриншотов.

Было, уже забросил это дело, но когда подыскивал себе программу для снятия АЧХ, наткнулся на комплект программ «AudioTester». Анализатор из этого комплекта мне не понравился, а вот осциллограф «Osсi» (далее буду его называть «AudioTester») оказался в самый раз.

Этот прибор имеет интерфейс схожий с обычным аналоговым осциллографом, а на экране есть стандартная сетка, которая позволяет измерять амплитуду и длительность. https://сайт/

Из недостатков можно назвать некоторую нестабильность работы. Программа иногда подвисает и для того, чтобы её сбросить приходится прибегать к помощи Task Manager-а. Но, всё это компенсируется привычным интерфейсом, удобством использования и некоторыми очень полезными функциями, которые я не встречал ни в одной другой программе подобного типа.

Внимание! В комплекте программ «AudioTester» есть генератор низкой частоты. Я не рекомендую его использовать, так как он пытается самостоятельно управлять драйвером аудиокарты, что может привести к необратимому отключению звука. Если Вы решите его использовать позаботьтесь о точке восстановления или о бэкапе ОС. Но, лучше скачайте нормальный генератор из «Дополнительных материалов».

Другую интересную программу виртуального осциллографа «Авангард» написал наш соотечественник Записных О.Л.

У этой программы нет привычной измерительной сетки, да и экран слишком большой для снятия скриншотов, но зато есть встроенный вольтметр амплитудных значений и частотомер, что частично компенсирует указанный выше недостаток.

Частично потому, что на малых уровнях сигнала и вольтметр и частотомер начинают сильно привирать.

Однако для начинающего радиолюбителя, который не привык воспринимать эпюры в Вольтах и миллисекундах на деление, этот осциллограф может вполне сгодиться. Другое полезное свойство осциллографа «Авангард» – возможность независимой калибровки двух имеющихся шкал встроенного вольтметра.

Так что, я расскажу о том, как построить измерительный осциллограф на базе программ «AudioTester» и «Авангард». Конечно, кроме этих программ понадобится и любая встроенная или отдельная, самая бюджетная аудиокарта.

Собственно, все работы сводятся к тому, чтобы изготовить делитель напряжения (аттенюатор), который позволил бы охватить широкий диапазон измеряемых напряжений. Другая функция предлагаемого адаптера – защита входа аудиокарты от повреждения при попадании на вход высокого напряжения.

Технические данные и область применения.

Так как во входных цепях аудиокарты есть разделительный конденсатор, то и осциллограф может использоваться только с «закрытым входом». То есть, на его экране можно будет наблюдать только переменную составляющую сигнала. Однако, при некоторой сноровке, с помощью осциллографа «AudioTester» можно измерить и уровень постоянной составляющей. Это может пригодиться, например, когда время отсчёта мультиметра не позволяет зафиксировать амплитудное значение напряжения на конденсаторе, заряжающемся через большой резистор.

Нижний предел измеряемого напряжения ограничен уровнем шума и уровнем фона и составляет примерно 1мВ. Верхний предел ограничивается только параметрами делителя и может достигать сотен вольт.

Частотный диапазон ограничен возможностями аудиокарты и для бюджетных аудиокарт составляет: 0,1Гц… 20кГц (для синусоидального сигнала).

Конечно, речь идёт о довольно примитивном приборе, но в отсутствие более продвинутого девайса, вполне может сгодиться и этот.

Прибор может помочь в ремонте аудиоаппаратуры или использоваться в учебных целях, особенно если его дополнить виртуальным генератором НЧ. Кроме этого, с помощью виртуального осциллографа легко сохранить эпюру для иллюстрации какого-либо материала, или для размещения в Интернете.

Электрическая схема аппаратной части осциллографа.

На чертеже изображена аппаратная часть осциллографа – «Адаптер».

Для постройки двухканального осциллографа придётся продублировать эту схему. Второй канал может пригодиться для сравнения двух сигналов или для подключения внешней синхронизации. Последнее предусмотрено в «AudioTester-е».

Резисторы R1, R2, R3 и Rвх. – делитель напряжения (аттенюатор).

Номиналы резисторов R2 и R3 зависят от применяемого виртуального осциллографа, а точнее от используемых им шкал. Но, так как у «AudioTester-а» цена деления кратна 1, 2 и 5-ти, а у «Авангард-а» встроенный вольтметр имеет всего две шкалы, связанных между собой коэффициентом 1:20, то использование адаптера, собранного по приведённой схеме не должно доставлять неудобств в обоих случаях.

Входное сопротивление аттенюатора около 1-го мегома. По-хорошему, это значение должно бы быть постоянным, но конструкция делителя при этом бы серьёзно усложнилась.

Конденсаторы C1, C2 и C3 выравнивают амплитудно-частотную характеристику адаптера.

Стабилитроны VD1 и VD2 вместе с резисторами R1 защищают линейный вход аудиокарты от повреждения в случае случайного попадания высокого напряжения на вход адаптера, когда переключатель находится в положении 1:1.

Согласен с тем, что представленная схема не отличается изящностью. Однако это схемное решение позволяет самым простым способом достичь широкого диапазона измеряемых напряжений при использовании всего нескольких радиодеталей. Аттенюатор же, построенный по классической схеме, потребовал бы применения высокомегаомных резисторов, и его входное сопротивление менялось бы слишком значительно при переключении диапазонов, что ограничило бы применение стандартных осциллографических кабелей, рассчитанных на входной импеданс 1МОм.

Защита от «дурака».

Чтобы обезопасить линейный вход аудиокарты от случайного попадания высокого напряжения, параллельно входу установлены стабилитроны VD1 и VD2.

Резистор R1 ограничивает ток стабилитронов до 1мА, при напряжении 1000 Вольт на входе 1:1.

Если Вы, действительно, собираетесь использовать осциллограф для измерения напряжения до 1000 Вольт, то в качестве резистора R1 можно установить МЛТ-2 (двухваттный) или два МЛТ-1 (одноваттных) резистора последовательно, так как резисторы различаются не только по мощности, но и по максимально-допустимому напряжению.

Конденсатор С1 также должен иметь максимальное допустимое напряжение 1000 Вольт.

Небольшое пояснение вышесказанного. Иногда требуется взглянуть на переменную составляющую сравнительно небольшой амплитуды, которая, тем не менее, имеет большую постоянную составляющую. В таких случаях нужно иметь в виду, что на экране осциллографа с закрытым входом можно увидеть только переменную составляющую напряжения.

На картинке видно, что при постоянной составляющей 1000 Вольт и размахе переменной составляющей 500 Вольт, максимальное напряжение, приложенное к входу, будет 1500 Вольт. Хотя, на экране осциллографа мы увидим только синусоиду амплитудой 500 Вольт.

Как измерить выходное сопротивление линейного выхода?

Этот параграф можно пропустить. Он рассчитан на любителей мелких подробностей.

Выходное сопротивление (выходной импеданс) линейного выхода, рассчитанного на подключение телефонов (наушников), слишком мало, чтобы оказать существенное влияние на точность измерений, которые нам предстоит выполнить в следующем параграфе.

Так для чего измерять выходной импеданс?

Так как мы будем использовать для калибровки осциллографа виртуальный низкочастотный сигнал-генератор, то его выходной импеданс будет равен выходному импедансу линейного выхода (Line Out) звуковой карты.

Убедившись в том, что выходной импеданс мал, мы можем предотвратить грубые ошибки при измерении входного импеданса. Хотя, даже при самом плохом стечении обстоятельств эта ошибка вряд ли превысит 3… 5%. Откровенно говоря, это даже меньше возможной ошибки измерений. Но, известно, что ошибки имеют привычку «набегать».

При использовании генератора для ремонта и настройки аудиотехники тоже желательно знать его внутренне сопротивление. Это может пригодиться, например, при измерении ESR (Equivalent Series Resistance) эквивалентного последовательного сопротивления или попросту реактивного сопротивления конденсаторов.

Мне, благодаря этому измерению, удалось выявить самый низкоомный выход в моей аудиокарте.

Если у аудиокарты всего одно выходное гнездо, то тогда всё ясно. Оно одновременно является и линейным выходом и выходом на телефоны (наушники). Его импеданс, как правило, мал, и его можно не измерять. Именно такие аудио-выходы используются в ноутбуках.

Когда же гнёзд целых шесть и есть ещё парочка на передней панели системного блока, а каждому гнезду можно назначить определённую функцию, то выходное сопротивление гнёзд может существенно отличаться.

Обычно, самый низкий импеданс соответствует гнезду салатового цвета, которое по-умолчанию и является линейным выходом.

Пример замера импеданса нескольких разных выходов аудиокарты установленных в режим «Телефоны» и «Линейный выход».

Как видно из формулы, абсолютные значения измеренного напряжения роли не играют, потому эти замеры можно делать задолго до калибровки осциллографа.

Пример расчёта.

U1 = 6 делений.

U2 = 7 делений.

Rx = 30(7 – 6) / 6 = 5 (Ом).

Как измерить входное сопротивление линейного входа?

Чтобы рассчитать аттенюатор для линейного входа аудиокарты, нужно знать входное сопротивление линейного входа. К сожалению, измерить входное сопротивление при помощи обычного мультиметра нельзя. Это связано с тем, что во входных цепях аудиокарт имеются разделительные конденсаторы.

Входные же сопротивления разных аудиокарт могут очень сильно отличаться. Так что, этот замер сделать всё-таки придётся.

Для измерения входного импеданса аудокарты по переменному току, нужно подать на вход через балластный (добавочный) резистор синусоидальный сигнал частотой 50 Гц и рассчитать сопротивление по приведённой формуле.

Синусоидальный сигнал можно сформировать в программном генераторе НЧ, ссылка на который есть в «Дополнительных материалах». Замер амплитудных значений также можно произвести программным осциллографом.

На картинке изображена схема подключений.

Напряжения U1 и U2 нужно измерить виртуальным осциллографом в соответствующих положениях выключателя SA. Абсолютные значения напряжения знать не нужно, поэтому расчёты валидны до калибровки прибора.

Пример расчёта.

Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4 (кОм).

Вот результаты замеров импеданса разных линейных входов.

Как видите, входные сопротивления отличаются в разы, а в одном случае почти на порядок.

Как рассчитать делитель напряжения (аттенюатор)?

Максимальная неограниченная амплитуда входного напряжения аудиокарты, при максимальном уровне записи, около 250мВ. Делитель же напряжения, или как его ещё называют, аттенюатор позволяет расширить диапазон измеряемых напряжений осциллографа.

Аттенюатор можно построить по разным схемам, в зависимости от коэффициента деления и необходимого входного сопротивления.

Вот один из вариантов делителя, позволяющих сделать входное сопротивление кратным десяти. Благодаря добавочному резистору Rдоб. можно подогнать сопротивление нижнего плеча делителя до какой-нибудь круглой величины, например, 100 кОм. Недостаток этой схемы в том, что чувствительность осциллографа будет слишком сильно зависеть от входного сопротивления аудиокарты.

Так, если входной импеданс равен 10 кОм, то коэффициент деления делителя увеличится в десять раз. Уменьшать же резистор верхнего плеча делителя не желательно, так как он определяет входное сопротивление прибора, да и является основным звеном защиты прибора от высокого напряжения.

Так что, я предлагаю Вам самостоятельно рассчитать делитель, исходя из входного импеданса Вашей аудиокарты.

На картинке нет ошибки, делитель начинает делить входное напряжение уже при выборе масштаба 1:1. Расчеты же, конечно нужно делать, опираясь на реальное соотношение плеч делителя.

На мой взгляд, это самая простая и вместе с тем самая универсальная схема делителя.

Пример расчёта делителя.

Исходные значения.

R1 – 1007 кОм (результат замера резистора на 1 мОм).

Rвх. – 50 кОм (я выбрал более высокоомный вход из двух имеющихся на передней панели системного блока).

Расчёт делителя в положении переключателя 1:20.

Сначала рассчитаем по формуле (1) коэффициент деления делителя, определяемый резисторами R1 и Rвх.

(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (раз)

Значит, общий коэффициент деления в положении переключателя 1:20 должен быть:

21,14*20 = 422,8 (раз)

Рассчитываем номинал резистора для делителя.

1007*50 /(50*422,8 –50 –1007) ≈ 2,507 (кОм)

Расчёт делителя в положении переключателя 1:100.

Определяем общий коэффициент деления в положении переключателя 1:100.

21,14*100 = 2114 (раз)

Рассчитываем величину резистора для делителя.

1007*50 / (50*2114 –50 –1007) ≈ 0,481 (кОм)

Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке:

Если вы собираетесь использовать только осциллограф «Авангард» и только в диапазонах 1:1 и 1:20, то точность подбора резистора может быть низка, так как «Авангард» можно откалибровать независимо в каждом из двух имеющихся диапазонов. Во всех остальных случаях придётся подобрать резисторы с максимальной точностью. Как это сделать написано в следующем параграфе.

Если Вы сомневаетесь в точности своего тестера, то можно подогнать любой резистор с максимальной точностью методом сравнения показаний омметра.

Для этого, вместо постоянного резистора R2 временно устанавливается подстроечный резистор R*. Сопротивление подстроечного резистора подбирается так, чтобы получить минимальную ошибку в соответствующем диапазоне деления.

Затем сопротивление подстроечного резистора измеряется, а постоянный резистор уже подгоняется под измеренное омметром сопротивление. Так как оба резистора измеряются одним и тем же прибором, то погрешность омметра не влияет на точность замера.

А это парочка формул для расчёта классического делителя. Классический делитель может пригодиться, когда требуется высокое входное сопротивление прибора (мОм/В), а применять дополнительную делительную головку не хочется.

Как подобрать или подогнать резисторы делителя напряжения?

Так как радиолюбители часто испытывают трудности при поиске прецизионных резисторов, я расскажу о том, как можно с высокой точностью подогнать обычные резисторы широкого применения.

Высокоточные резисторы всего в несколько раз дороже обычных, но на нашем радиорынке их продают по 100 штук, что делает их покупку не очень целесообразной.

Использование подстроечных резисторов.

Как видите, каждое плечо делителя состоит из двух резисторов – постоянного и подстроечного.

Недостаток – громоздкость. Точность ограничена только доступной точностью измерительного прибора.

Подбор резисторов.

Другой способ – подбор пар резисторов. Точность обеспечивается за счёт подбора пар резисторов из двух комплектов резисторов с большим разбросом. Сначала все резисторы промеряются, а затем подбираются пары, сумма сопротивлений которых наиболее соответствует схеме.

Именно этим способом, в промышленных масштабах, подгонялись резисторы делителя для легендарного тестера «ТЛ-4».

Недостаток метода – трудоёмкость и потребность в большом количестве резисторов.

Чем длиннее список резисторов, тем выше точность подбора.

Подгонка резисторов при помощи наждачной бумаги.

Подгонкой резисторов, путём удаления части резистивной плёнки, не брезгует даже промышленность.

Однако при подгонке высокоомных резисторов не допускается прорезать резистивную плёнку насквозь. У высокоомных плёночных резисторов МЛТ, плёнка нанесена на цилиндрическую поверхность в виде спирали. Подпиливать такие резисторы нужно крайне осторожно, чтобы не разорвать цепь.

Точную подгонку резисторов в любительских условиях можно осуществить при помощи самой мелкой наждачной бумаги – «нулёвки».

Сначала с резистора МЛТ, у которого заведомо меньшее сопротивление, при помощи скальпеля аккуратно удаляется защитный слой краски.

Затем резистор подпаивается к «концам», которые подключаются к мультиметру. Осторожными движениями шкурки-«нулёвки» сопротивление резистора доводится до нормы. Когда резистор подогнан, место пропила покрывается слоем защитного лака или клея.

Что такое шкурка-«нулёвка» написано .

На мой взгляд, это самый быстрый и простой способ, который, тем не менее, даёт очень хорошие результаты.

Конструкция и детали.

Элементы схемы адаптера размещены в прямоугольном дюралюминиевом корпусе.

Переключение коэффициента деления аттенюатора осуществляется тумблером со средним положением.

В качестве входного гнезда применён стандартный разъём СР-50, что позволяет использовать стандартные кабели и щупы. Вместо него можно применить обычное аудио гнездо типа Джек (Jack) 3,5мм.

Выходной разъём – стандартное аудио гнездо 3,5мм. Адаптер соединяется с линейным входом аудиокарты при помощи кабеля с двумя Джеками 3,5мм на концах.

Сборка произведена методом навесного монтажа.

Для использования осциллографа понадобится ещё кабель со щупом на конце.

Недавно я уже делал обзор на один конструктор, сегодня продолжение небольшой серии обзоров о всяких самодельных вещах для начинающих радиолюбителей.
Скажу сразу, это конечно не Тектроникс, и даже не DS203, но по своему интересная штучка, хоть по сути и игрушка.
Обычно перед тестами сначала вещь разбирают, здесь сначала надо собрать:)

На мой взгляд, это «глаза» радиолюбителя. Этот прибор редко обладает высокой точностью, в отличие от мультиметра, но позволяет увидеть процессы в динамике, т.е. в «движении».
Иногда такой секундный «взгляд» может помочь больше, чем день ковыряния с тестером.

Раньше осциллографы были ламповыми, потом их сменили транзисторные, но отображался результат все равно на экране ЭЛТ. Со временем на смену им пришли их цифровые собратья, маленькие, легкие, ну а логическим продолжением стало появление и конструктора для сборки такого прибора.
Несколько лет назад я на некоторых форумах встречал попытки (порой удачные) разработать самодельный осциллограф. Конструктор конечно проще их и слабее по техническим характеристикам, но могу сказать с уверенностью, собрать его сможет даже школьник.
Разработан этот конструктор фирмой jyetech. этого прибора на сайте производителя.

Возможно специалистам этот обзор покажется излишне подробным, но практика общения с начинающими радилюбителями показала, что они так лучше воспринимают информацию.

В общем обо всем я расскажу немного ниже, а пока стандартное вступление, распаковка.

Прислали конструктор в обычном пакетике с защелкой, правда двольно плотном.
Как по мне, то для такого набора очень не помешала бы красивая упаковка. Не с целью защиты от повреждений, а с целю внешней эстетики. Ведь вещь должна быить приятной уже даже на этапе распаковки, ведь это конструктор.

В пакете находилось:
Инструкция
Печатная плата
Кабель для подключения к измеряемым цепям
Два пакетика с компонентами
Дисплей.

Технические характиристики устройства очень скромные, как по мне это скорее обучающий набор, чем измерительный прибор, хотя и при помощи даже этого прибора можно проводить измерения, пусть и простые.

Также в комплект входит подробная цветная инструкция на двух листах.
В инструкции расписана последовательность сборки, калибровки и краткое руководство по использованию.
Единственный минус, это все на английском, но картинки сделаны понятно, потому даже в таком варианте большая часть будет понятна.
В инструкции даже обозначены позиционные места элементов и сделаны «чекбоксы», где надо ставить галочку после завершения определенного этапа. Очень продуманно.

Отдельным листом идет табличка со списком SMD компонентов.
Стоит отметить, что существует как минимум два варианта устройства. На первой исходно распаян только микроконтроллер, на втором распаяны все SMD компоненты.
Первый вариант рассчитан на чуть более опытных пользователей.
В моем обзоре учавствует именно такой вариант, о существовании второго варианта я узнал позже.

Печатная плата двухсторонняя, как и в прошлом обзоре, даже цвет тот же.
Сверху нанесена маска с обозначением элементов, одна часть элементов обозначена полностью, вторая имеет только позиционный номер по схеме.

С обратной стороны маркировки нет, есть только обозначение перемычек и наименование модели устройства.
Плата покрыта маской, причем маска очень прочная (невольно пришлось проверить), на мой взгляд то что надо именно для начинающих, так как тяжело что то повредить в процессе сборки.

Как я выше писал, на плату нанесены обозначения устанавливаемых элементов, маркировка четкая, претензий к этому пункту нет.

Все контакты имеют лужение, паяется плата очень легко, ну почти легко, об этом нюансе в разделе сборки:)

Как я выше писал, на плате предустановлен микроконтроллер
Это 32 битный микроконтроллер, базирующийся на ARM 32-bit Cortex™-M3 ядре.
Максимальная частота работы 72МГц, также он имеет 2 x 12-bit, 1 μs АЦП.

С обоих сторон платы указана ее модель, DSO138.

Вернемся к перечислению комплектующих.
Мелкие радиодетали, разъемы и т.п. упакованы в небольшие пакетики с защелкой.

Высыпаем на стол содержимое большого пакета. Внутри находятся разъемы, стойки и электролитические конденсаторы. Также в пакете находятся еще два маленьких пакетика:)

Раскрыв все пакеты мы видим довольно много радиодеталей. Хотя с учетом того что это цифровой осциллограф, то я ожидал больше.
Приятно то, что SMD резисторы подписаны, хотя как по мне, не мешало бы подписать и обычные резисторы, или дать в комплекте небольшую памятку по цветовой маркировке.

Дислей упакован в мягкий материал, как оказалось, он не скользит, потому болтаться в пакете не будет, а печатная плата защищает его от повреждений при транспортировке.
Но все равно, я считаю что нормальная упаковка не помешала бы.

В устройстве применен 2.4 дюйма TFT LCD индикатор со светодиодной подсветкой.
Разрешение экрана 320х240 пикселей.

Также в комплект входит небольшой кабель. Для подключения к осциллографу применен стандартный BNC разъем, на втором конце кабеля пара «крокодилов».
Кабель средней мягкости, «крокодилы» довольно большие.

Ну и вид на весь набор в полностью разложенном виде.

Теперь можно перейти к собственно сборке данного конструктора, а заодно попробовать разобраться, на сколько это сложно.

В прошлый раз я начинал сборку с резисторов, как с самых низких элементов на плате.
При наличии SMD компонентов сборку лучше начать с них.
Для этого я разложил все SMD компоненты на прилагаемом листе с указанием их номинала и позиционного обозначения на схеме.

Когда приготовился уже паять, то подумал, что элементы в слишком мелком, для начинающего, корпусе, вполне можно было применить резисторы размером 1206 вместо 0805. Разница в занимаемом месте незначительна, но паять проще.
Вторая мысль была - вот потеряю сейчас резистор и не найду. Ладно я, открою стол и достану второй такой резистор, но не у всех есть такой выбор. В данном случае производитель позаботился об этом.
Всех резисторов (жалко что и не микросхем) дал на один больше, т.е. в запас, очень предусмотрительно, зачет.

Дальше я немного расскажу о том, как паяю такие компоненты я, и как советую делать другим, но это просто мое мнение, естественно каждый может делать по своему.
Иногда SMD компоненты паяют при помощи специальной пасты, но она нечасто есть у начинающего радиолюбителя (да и у неначинающего тоже), потому я покажу как проще работать без нее.
Берем пинцетом компонент, прикладываем к месту установки.

Вообще часто я сначала промазываю место установки компонента флюсом, это облегчает пайку, но усложняет промывку платы, вымыть флюс из под компонента иногда бывает сложно.
Поэтому я в данном случае использовал просто 1мм трубчатый припой с флюсом.
Придерживая компонент пинцетом, набираем на жало паяльника капельку припоя и припаиваем одну сторону компонента.
Не страшно если пайка получилась некрасивая или не очень прочная, на данном этапе достаточно того, что компонент держится сам.
Затем повторяем операцию с остальными компонентами.
После того как мы таким образом закрепили все компоненты (или все компоненты одного номинала), можно спокойно припаять как надо, для этого поворачиваем плату так, чтобы уже припаянная сторона была слева и держа паяльник в правой руке (если вы правша), а припой в левой, проходим все незапаянные места. Если пайка второй стороны не устраивает, то поворачиваем плату на 180 градусов и аналогично пропаиваем другую сторону компонента.
Так получается проще и быстрее, чем запаивать каждый компонент индивидуально.

Здесь на фото видно несколько установленных резисторов, но пока припаянных только с одной стороны.

Микросхемы в SMD корпусе маркируются точно так же как в обычном, слева около метки (хотя обычно слева снизу если смотреть на маркировку) находится первый контакт, остальные считаются против часовой стрелки.
На фото место для установки микросхемы и пример, как она должна устанавливаться.

С микросхемами поступаем полностью аналогично примеру с резисторами.
Выставляем микросхему на площадках, припаиваем любой один вывод (лучше крайний), немного корректируем положение микросхемы (при необходимости) и запаиваем остальные контакты.
С микросхемой- стабилизатором можно поступить по разному, но я советую припаивать сначала лепесток, а потом контактные площадки, тогда микросхема точно будет ровно прилегать к плате.
Но никто не запрещает припаять сначала крайний вывод, а потом все остальные.

Все SMD компоненты установлены и припаяны, осталось несколько резисторов, по одному каждого номинала, откладываем их в пакетик, может когда нибудь пригодятся.

Переходим к монтажу обычных резисторов.
В прошлом обзоре я рассказывал немного о цветовой маркировке. В этот раз я скорее посоветую просто измерить сопротивление резисторов при помощи мультиметра.
Дело в том, что резисторы очень мелкие, а при таких размерах цветовая маркировка очень плохо читается (чем меньше площадь закрашенного участка, тем сложнее определить цвет).
Изначально я искал в инструкции список номиналов и позиционных обозначений, но не нашел, так как искал их в виде таблички, а уже после монтажа выяснилось, что они есть на картинках, причем с чекбоксами для отметки установленных позиций.
Из-за моей невнимательности мне пришлось сделать свою табличку, по которой я рядом разложил устанавливаемые компоненты.
Слева отдельно виден резистор, при составлении таблички он был лишним, потому я оставил его под конец.

С резисторами поступаем похожим образом как в прошлом обзоре, формуем выводы при помощи пинцета (либо специальной оправки) так, чтобы резистор легко становился на свое место.
Будье внимательны, позиционные обозначения компонетов на плате могут быть не только надписаны, а и ПОДписаны и это может сыграть с вами злую шутку, особенно если на плате присутствует много компонентов в один ряд.

Вот тут вылез небольшой минус печатной платы.
Дело в том, что отверстия под резисторы имеют очень большой диаметр, а так как монтаж относительно плотный, то я решил выводы загибать, но несильно и потому в таких отверстиях держатся они не очень хорошо.

Из-за того, что резисторы держались не очень хорошо, я рекомендую не набивать сразу все номиналы, а установить половину или треть, потом запаять их и установить остальные.
Не бойтесь сильно обкусывать выводы, двухсторонняя плата с металлизацией прощает такие вещи, всегда можно припаять резистор хоть сверху, чего не сделаешь при односторонней печатной плате.

Все, резисторы запаяны, переходим к конденсаторам.
Я поступил с ними также как с резисторами, разложив согласно табличке.
Кстати у меня все таки остался один лишний резистор, видимо случайно положили.

Несколько слов о маркировке.
Такие конденсаторы маркируются также как и резисторы.
Первые две цифры - число, третья цифра - количество нулей после числа.
Получившийся результат равен емкости в пикофарадах.
Но на этой плате есть конденсаторы, не попадающие под эту маркировку, это номиналы 1, 3 и 22пФ.
Они маркируются просто указанием емкости так как емкость меньше 100пФ, т.е. меньше трехзначного числа.

Сначала запаиваю мелкие конденсаторы согласно позиционным обозначениям (тот еще квест).

С конденсаторами емкостью 100нФ я немного ступил, не добавив их в табличку сразу, пришлось делать это потом от руки.

Выводы конденсаторов я также загибал не полностью, а примерно под 45 градусов, этого вполне достаточно чтобы компонент не выпал.
Кстати, на этом фото видно, что пятачки, соединенные с общим контактом платы, выполнены правильно, есть кольцевой промежуток для уменьшения теплоотдачи, это облегчает пайку таких мест.

Как то я немного расслабился на этой плате и вспомнил о дросселях и диодах уже после запаивания керамических конденсаторов, хотя лучше было их впаять перед ними.
Но особо ситуацию это не изменило, потому перейдем к ним.
В комплекте к плате дали три дросселя и два диода (1N4007 и 1N5815).

С диодами все ясно, место подписано, катод обозначен белой полосой на самом диоде и на плате, перепутать очень сложно.
С дросселями бывает немного сложнее, они иногда также имеют цветовую маркировку, благо в данном случае все три дросселя имеют один номинал:)

На плате дроссели обозначаются буквой L и волнистой линией.
На фото участок платы с запаянными дросселями и диодами.

В осциллографе применено два транзистора разной проводимости и две микросхемы стабилизаторы, на разную полярность. В связи с этим будьте внимательны при монтаже, так как обозначение 78L05 очень похоже на 79L05, но если поставить наоборот, то вы скорее всего поедете за новыми.
С транзисторами немного проще, хоть на плате и указана просто проводимость без указания типа транзистора, но тип транзистора и его позиционное обозначение можно без труда посмотреть по схеме или карте установки компонентов.
Выводы здесь формовать заметно тяжелее, так как отформовать надо все три вывода, лучше не спешить, чтобы не отломать выводы.

Формуются выводы одинаково, это упрощает задачу.
На плате положение транзисторов и стабилизаторов обозначено, но на всякий случай я сделал фото, как они должны быть установлены.

В комплекте был мощный (относительно) дроссель, который используется в преобразователе для получения отрицательной полярности и кварцевый резонатор.
Им выводы формовать не надо.

Теперь о кварцевом резонаторе, он изготовлен под частоту 8МГц, полярности также не имеет, но под него лучше подложить кусочек скотча, так как корпус у него металлический и он лежит на дорожках. Плата покрыла защитной маской, но я как то привык делать какую нибудь подложку в таких случаях, для безопасности.
не удивляйтесь, что я в начале указал что процессор имеет максимальную частоту 72МГц, а кварц стоит всего на 8, внутри процессора есть как делители частоты, так иногда и умножители, потому ядро вполне может работать например на частоте 8х8=64МГц.
Почему то на плате контакты дросселя имеют квадратную и круглую форму, хотя сам по себе дроссель - элемент неполярный, потому просто впаиваем его на место, выводы лучше не загибать.

В комплекте дали довольно много электролитических конденсаторов, все они имеют одинаковую емкость в 100мкФ и напряжение в 16 Вольт.
Их надо запаивать обязательно с соблюдением полярности иначе возможны пиротехнические эффекты:)
Длинный вывод конденсатора это плюсовой контакт. На плате присутствует маркировка полярности как около соответствующего вывода, так и рядом с кружком, отмечающим положение конденсатора, довольно удобно.
Отмечен плюсовой вывод. Иногда маркируют минусовой, в этом случае примерно половина кружочка заштриховывается. А еще есть такой производитель компьютерного железа как Асус, который заштриховывает плюсовую сторону, потому всегда надо быть внимательным.

Потихоньку мы подошли к довольно редкому компоненту, подстроечному конденсатору.
Это конденсатор, емкость которого можно изменять в небольших пределах, например 10-30пФ, обычно и емкость этих конденсаторов невелика, до 40-50пФ.
Вообще это элемент неполярный, т.е. формально не имеет значения как его впаивать, но иногда имеет значение как его впаивать.
Конденсатор содержит шлиц под отвертку (типа головки маленького винтика), который имеет электрическое соединение с одним из выводов. ТАк вот в данной схеме один вывод конденсатора подключен к общему проводнику платы, а второй к остальным элементам.
Чтобы было меньше влияние отвертки на параметры цепи, надо впаивать его так, чтобы вывод соединенный со шлицом соединялся с общим проводом платы.
На плате указана маркировка как впаивать, а дальше по ходу обзора будет и фотка, где это видно.

Кнопки и переключатели.
Ну здесь тяжело что то сделать неправильно, так как очень тяжело их вставить как нибудь не так:)
Скажу лишь, что выводы корпуса переключателей надо припаять к плате.
В случае переключателя это не просто добавит прочности, а и соединит корпус переключателя с общим контактом платы и корпус переключателя будет работать как экран от помех.

Разъемы.
Самая сложная часть в плане пайки. Сложная не точностью или малогабаритностью компонента, а наоборот, иногда место пайки тяжело прогреть, потому для BNC разъема лучше взять паяльник помощнее.

На фото можно увидеть -
Пайка BNC разъема, дополнительного разъема питания (единственный разъем здесь, который можно поставить наоборот) и USB разъема.

С индикатором, а вернее с разъемами для его подключения, вышла небольшая неприятность.
В комплекте забыли положить пару двойных контактов (пинов), они тут используются для закрепления стороны индикатора, обратной сигнальному разъему.

Но посмотрев на распиновку сигнального разъема я понял, что некоторые контакты можно запросто откусить и использовать вместо недостающих.
Я мог открыть ящик стола и достать оттуда такой разъем, но это было бы неинтересно и в какой то степени нечестно.

Запаиваем гнездовые (так называемые - мамы) части разъемов на плату.

На плате присутствует выход встроенного генератора 1КГц, он нам потом понадобится, хоть эти два контакта и соединяются друг с другом, но мы все равно впаиваем перемычку, она будет удобна для подключения «крокодила» сигнального кабеля.
Для перемычки удобно использовать обкушенный вывод электролитического конденсатора, они длинные и довольно жесткие.
Находится эта перемычка слева от разъема питания.

Также на плате присутствует пара важных перемычек.
Одну из них, под названием JP3 надо закоротить сразу, делается это при помощи капельки припоя.

Со второй перемычкой, немножко сложнее.
Сначала надо подключить мультиметр в режиме измерения напряжения в контрольной точке, находящейся над лепестком микросхемы-стабилизатора. Второй щуп подключается к любому контакту соединенному с общим контактом платы, например к USB разъему.
На плату подается питание и проверяется напряжение в контрольной точке, если все в порядке, то там должно быть около 3.3 Вольта.

После этого перемычка JP4 , находящаяся чуть левее и ниже стабилизатора, также соединяется при помощи капли припоя.

На обратной стороне платы есть еще четыре перемычки, их трогать не надо, это технологические перемычки, для диагностики платы и перевода процессора в режим прошивки.

Возвращаемся к дисплею. Как я выше писал, мне пришлось откусить несколько контактных пар, чтобы применить их взамен отсутствующих.
Но при сборке я решил выкусить не крайние пары, а как бы из середины, а крайнюю запаять на место, так будет сложнее перепутать что то при установке.

Хоть на дисплее и наклеена защитная пленка, я бы рекомендовал при припаивании разъема накрыть экран куском бумаги, в таком случае капли флюса, который кипит при пайке, будут отлетать на бумагу, а не на экран.

Все, можно подавать питание и проверять:)
Кстати, один из диодов, который мы запаивали ранее, служит для защиты электроники от неправильного подключения питания, со стороны разработчика это полезный шаг, так как спалить плату неправильной полярностью можно в секунду.
На плате указано питание 9 Вольт, но при этом оговорен диапазон до 12 Вольт.
В тестах я пита плату от 12 Вольт блока питания, но попробовал и от двух последовательно соединенных литиевых аккумуляторов, разница была только в чуть меньшей яркости подсветки экрана, думаю что применив стабилизатор 5 Вольт с низким падением и убрав защитный диод (или подключив его параллельно питанию и установив предохранитель), можно вполне спокойно питать плату от двух литиевых аккумуляторов.
Как вариант, использовать преобразователь питания 3.7-5 Вольт.

Так как запуск платы прошел успешно, то перед настройкой плату лучше промыть.
Я пользуюсь ацетоном, хотя он запрещен к продаже, но есть небольшие запасы, как вариант еще использовали толуол, ну или в крайнем случае медицинский спирт.
Но плату надо промыть обязательно, целиком «купать» ее не надо, достаточно пройтись снизу ваткой.

В конце ставим плату «на ноги», используя комплектные стойки, они конечно чуть меньше чем надо и немного болтаются, но все равно так удобнее, чем просто класть на стол, не говоря о том, что выводы деталей могут поцарапать крышку стола, ну и так ничего не попадает под плату и не закоротит ничего под ней.

Первая проверка от встроенного генератора, для этого подключаем «крокодил» с красным изолятором к перемычке около разъема питания, черный провод никуда подключать не надо.

Чуть не забыл, несколько слов о назначении переключателей и кнопок.
Слева расположены три трехпозиционных переключателя.
Верхний переключает режим работы входа.
Заземлен
Режим работы без учета постоянной составляющей, или АС, или режим работы с закрытым входом. Хорошо подходит для измерения переменного тока.
Режим работы с возможностью измерения постоянного тока, или режим работы с открытым входом. Позволяет проводить измерения с учетом постоянной составляющей напряжения.

Второй и третий переключатели позволяют выбрать масштаб по оси напряжения.
Если выбран 1 Вольт, то это означает, что в этом режиме размах в одну масштабную клетку экрана будет равен напряжению в 1 Вольт.
При этом средний переключатель позволяет выбрать напряжение, а нижний множитель, потому при помощи трех переключателей можно выбрать девять фиксированных уровней напряжения от 10мВ до 5 Вольт на клетку.

Справа расположены кнопки управления режимами развертки и режима работы.
Описание кнопок сверху вниз.
1. При коротком нажатии включает режим HOLD, т.е. фиксация показаний на дисплее. при длинном (более 3 секунд) включает или выключает режим цифрового вывода данных параметра сигнала, частоту, период, напряжения.
2. Кнопка увеличения выбранного параметра
3. Кнопка уменьшения выбранного параметра.
4. Кнопка перебора режимов работы.
Управление временем развертки, диапазон от 10мкс до 500сек.
Выбор режима работы триггера синхронизации, Авто, нормальный и ждущий.
Режим захвата сигнала синхронизации триггером, по фронту или тылу сигнала.
Выбор уровня напряжения захвата сигнала триггера синхронизации.
Прокрутка осциллограммы по горизонтали, позволяет просмотреть сигнал «за пределами экрана»
Установка позиции осциллограммы по вертикали, помогает при измерении напряжений сигнала и когда осциллограмма не влазит на экран…
Кнопка сброса, просто перезагрузка осциллографа, как выяснилось иногда бывает очень удобна.
Рядом с кнопкой есть зеленый светодиод, он моргает когда осциллограф синхронизировался.

Все режимы при выключении прибора запоминаются и включается он потом в том режиме, в котором его выключили.

Еще на плате есть разъем USB, но как я понял, он в этом варианте не используется, при подключении к компьютеру выдает что обнаружено неизвестное устройство.
Также есть контакты для перепрошивки устройства.

Все режимы, выбранные кнопками или переключателями, дублируются на экране осциллографа.

Версию ПО я не обновлял, так как стоит последняя на текущий момент 113-13801-042

Настройка прибора очень проста, помогает в этом встроенный генератор.
Скорее всего при подключении к встроенному генератору прямоугольных импульсов вы увидите следующую картину, вместо ровных прямоугольников будет либо «завал» угла верха/низа, вниз или вверх.

Корректируется это вращением подстроечных конденсаторов.
Конденсаторов два, в режиме 0.1 Вольта подстраиваем С4, в режиме 1 Вольт соответственно С6. В режиме 10мВ корректировка не производится.

Регулировкой необходимо добиться ровных прямоугольных импульсов на экране, как это показано на фотографии.

Я посмотрел этот сигнал другим осциллографом, на мой взгляд он достаточно «ровный» для калибровки данного осциллографа.

Хоть конденсаторы и установлены правильно, но даже в таком варианте небольшое влияние от металлической отвертки присутствует, пока удерживаем жало на регулируемом элементе, результат один, стоит убрать жало, результат чуть меняется.
В таком варианте либо подкручивать маленькими сдвигами, либо использовать пластмассовую (диэлектрическую) отвертку.
Мне такая отвертка досталась с какой то камерой Хиквижн.

С одной стороны у нее крестовое жало, причем срезанное, именно для таких конденсаторов, с другой - прямое.

Так как данный осциллограф больше прибор для изучения принципов работы, чем действительно полноценный прибор, то и проводить полноценное тестирование я не вижу смысла, хотя основные вещи покажу и проверю.
1. Совсем забыл, иногда при работе внизу экрана вылазит реклама производителя:)
2. Отображения цифровых значений параметра сигнала, подан сигнал от встроенного генератора прямоугольных импульсов.
3. Вот такой собственный шум входа осциллографа, в интернет я встречал упоминания об этом, а так же о том, что новая версия имеет меньший уровень шумов.
4. Для проверки, что это действительно шум аналоговой части, а не наводки, я перевел осциллограф в режим с закороченным входом.

1. Переключил время развертки в режим 500сек на деление, как по мне, ну это уж совсем для экстремалов.
2. Уровень входного сигнала можно менять от 10мВ на клетку
3. До 5 Вольт на клетку.
4. Прямоугольный сигнал частотой 10КГц с генератора осциллографа DS203.

1. Прямоугольный сигнал частотой 50КГц с генератора осциллографа DS203. Видно что на такой частоте сигнал уже сильно искажен. 100КГц подавать уже не имеет особого смысла.
2. Синусоидальный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
3. Сигнал треугольной формы частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.
4. Пилообразный сигнал частотой 20КГц с генератора осциллографа DS203.

Дальше я решил немного посмотреть как ведет себя прибор при работе с синусоидальным сигналом, поданным от аналогового генератора и сравнить его со своим DS203
1. Частота 1КГц
2. Частота 10КГц

1. Частота 100КГц, в конструкторе нельзя выбрать время развертки меньше 10мс, потому только так:(
2. А вот так может выглядеть синусоидальный сигнал частотой 20КГц, поданный с DS203, но в другом режиме входного делителя. Выше был скриншот такого сигнала, но поданный в положении делителя 1 Вольт х 1, здесь сигнал в режиме 0.1 Вольт х 5.
Ниже видно как выглядит этот сигнал при подаче на DS203

Сигнал 20КГц, поданный с аналогового генератора.

Сравнительное фото двух осциллографов, DSO138 и DS203. Оба подключены к аналоговому генератору синуса, частота 20КГц, на обоих осциллографах выставлен одинаковый режим работы.

Резюме.
Плюсы
Интересная обучающая конструкция
Качественно изготовленная печатная плата, прочное защитное покрытие.
Собрать конструктор под силу даже начинающему радиолюбителю.
Продуманная комплектация, порадовали запасные резисторы в комплекте.
В инструкции хорошо расписан процесс сборки.

Минусы
Небольшая частота входного сигнала.
Забыли положить в комплект пару контактов для крепления индикатора
Простенькая упаковка.

Мое мнение. Скажу коротко, был бы у меня в детстве такой конструктор, я был бы наверное очень счастлив, даже несмотря на его недостатки.
А если длинно, то конструктор приятно порадовал, я считаю его хорошей базой как в получении опыта сборки и наладки электронного устройства, так и в опыте работы с очень важным для радиолюбителя прибором - осциллографом. Пусть простым, пусть без памяти и с низкой частотой, но это куда лучше возни с аудиокартами.
Как серьезный прибор считать его конечно нельзя, но он таким и не позиционируется, а как конструктор, более чем.
Зачем я заказал этот конструктор? Да просто было интересно, ведь все мы любим игрушки:)

Надеюсь что обзор был интересен и полезен, жду предложений по поводу вариантов тестирования:)
Ну и как всегда, дополнительные материалы, прошивки, инструкции, исходники, схема, описание -

Не секрет, что у начинающих радиолюбителей не всегда есть под рукой дорогое измерительное оборудование. К примеру осциллограф, который даже на китайском рынке, самая дешевая модель стоит порядка нескольких тысяч.
Бывает осциллограф нужен для ремонта различных схем, проверка искажений усилителя, настройки звуковой техники и т.п. Очень часто низкочастотный осциллограф используется при диагностике работы датчиков в автомобиле.
В этом ряде случаем вам поможет наипростейший осциллограф, сделанный из вашего персонального компьютера. Нет, ваш компьютер никак не придется разбирать и дорабатывать. Вам понадобится всего на всего спаять приставку – делитель, и подключить её к ПК через звуковой вход. А для отображения сигнала установить специальный софт. Вот за пару десятков минут у вас появится собственный осциллограф, который вполне может сгодится для анализа сигналов. Кстати можно использовать не только стационарный ПК, но и ноутбук или нетбук.
Конечно, такой осциллограф с большой натяжкой сравним с настоящим прибором, так как имеет маленький диапазон частот, но вещь в хозяйстве очень полезная, чтобы посмотреть выхода усилителя, различные пульсации источников питания и тп.

Схема приставки

Согласитесь, что схема невероятна проста и не потребует много времени для её сборки. Это делитель - ограничитель, который защитит звуковую карту вашего компьютера от опасного напряжения, которое вы можете случайно падать на вход. Делитель может быть на 1, на 10 и на 100. Переменным резистором регулируется чувствительность всей схемы. Подключается приставка к линейному входу звуковой карты ПК.

Собираем приставку

Можно взять бокс от батареек как я или другой пластиковый корпус.

Программное обеспечение

Программа «осциллограф» будет визуализировать сигнал, поданный на вход звуковой карты. Я предложу вам на скачивание два варианта:
1) Простая программа без установки с русским интерфейсом, качаем.

(cкачиваний: 9893)

2) И вторая с установкой, скачать её можно – .

Какой пользоваться – выбирать вам. Возьмите и установите обе, а там выберете.
Если у вас уже установлен микрофон, то после установки и запуска программы можно уже будет наблюдать звуковые волны, которые поступают в микрофон. Значит все хорошо.
Для приставки никаких драйверов больше не потребуется.
Подключаем приставку ко линейному или микрофонному входу звуковой карты и пользуемся на здоровье.

Если у вас никогда в жизни не было опыта работы с осциллографом, то я искренне рекомендую вам повторить эту самоделку и поработать с таким виртуальным прибором. Опыт очень ценный и интересны.

Осциллограф - инструмент, который имеется почти у каждого радиолюбителя. Но для начинающих он стоит слишком дорого.

Проблема высокой стоимости решается просто: есть много вариантов изготовления осциллографа.

Компьютер отлично подойдёт для такой переделки, причём его функциональность и внешний вид никак не пострадают.

Устройство и назначение

Принципиальная схема осциллографа сложна для понимания начинающего радиолюбителя, поэтому рассматривать её нужно не целиком, а предварительно разбив на отдельные блоки:

Каждый блок представляет собой отдельную микросхему, или плату .

Сигнал с исследуемого устройства поступает через вход Y на входной делитель, задающий чувствительность измерительного контура. После прохождения предварительного усилителя и линии задержки он попадает на конечный усилитель, который управляет вертикальным отклонением индикаторного луча. Чем выше уровень сигнала - тем больше отклоняется луч. Так устроен канал вертикального отклонения.

Второй канал - горизонтального отклонения, нужен для синхронизации луча с сигналом. Он позволяет удерживать луч в заданном настройками месте.

Без синхронизации луч уплывет за границы экрана.

Синхронизация бывает трёх видов: от внешнего источника, от сети и от исследуемого сигнала. Если сигнал имеет постоянную частоту, то синхронизацию лучше использовать от него. В качестве внешнего источника обычно выступает лабораторный генератор сигналов. Вместо него для этих целей подойдёт смартфон с установленным на него специальным приложением, которое модулирует импульсный сигнал и выводит его в гнездо для наушников.

Осциллографы применяются при ремонте, проектировании и настройке различных электронных устройств. Сюда входят диагностика систем автомобиля, устранение неисправностей в бытовой технике и многое другое.

Осциллограф измеряет:

• Уровень сигнала.
• Его форму.
• Скорость нарастания импульса.
• Амплитуду.

Также он позволяет развёртывать сигнал до тысячных долей секунды и просматривать его в мельчайших подробностях.

Большинство осциллографов имеют встроенный частотомер.

Осциллограф, подключаемый через USB

Есть множество вариантов изготовления самодельных USB осциллографов, но не все из них доступны новичкам. Самым простым вариантом будет его сборка из уже готовых комплектующих. Они продаются в радиомагазинах. Более дешёвым вариантом будет купить эти радиодетали в китайских интернет-магазинах, но нужно помнить о том, что купленные в Китае комплектующие могут прийти в неисправном состоянии, а деньги за них возвращают далеко не всегда. После сборки должна получиться небольшая приставка, подключаемая к ПК.

Этот вариант осциллографа имеет самую высокую точность. Если встает проблема, какой осциллограф выбрать для ремонта ноутбуков и другой сложной техники, лучше остановить свой выбор на нём.

Для изготовления понадобятся:

• Плата с разведёнными дорожками.
• Процессор CY7C68013A.
• Микросхема аналого-цифрового преобразователя AD9288−40BRSZ.
• Конденсаторы, резисторы, дроссели и транзисторы. Номиналы этих элементов указаны на принципиальной схеме.
• Паяльный фен для запайки SMD компонентов.
• Провод в лаковой изоляции сечением 0,1 мм².
• Тороидальный сердечник для намотки трансформатора.
• Кусок стеклотекстолита.
• Паяльник с заземлённым жалом.
• Припой.
• Флюс.
• Паяльная паста.
• Микросхема памяти EEPROM flash 24LC64.
• Корпус.
• USB разъём.
• Гнездо для подключения щупов.
• Реле ТХ-4,5 или другое, с управляющим напряжением не более 3,3 В.
• 2 операционных усилителя AD8065.
• DC-DC преобразователь.

Собирать нужно по этой схеме:

Обычно для изготовления печатных плат радиолюбители пользуются методом травления. Но сделать таким образом двухстороннюю печатную плату со сложной разводкой самостоятельно не получится, поэтому её нужно заранее заказать на заводе, выпускающем подобные платы.

Для этого нужно отослать на завод чертёж платы, по которому её изготовят. На одном и том же заводе делают разные по качеству платы. Оно зависит от выбранных при оформлении заказа опций.

Для того чтобы получить в итоге хорошую плату, нужно указать в заказе следующие условия:

• Толщина стеклотекстолита - не менее 1,5 мм.
• Толщина медной фольги - не менее 1 OZ.
• Сквозная металлизация отверстий.
• Лужение контактных площадок свинецсодержащим припоем.

После получения готовой платы и покупки всех радиодеталей можно приступать к сборке осциллографа.

Первым собирается DC-DC преобразователь, выдающий напряжения +5 и -5 вольт.

Его нужно собрать на отдельной плате и подключить к основной с помощью экранированного кабеля .

Припаивать микросхемы к основной плате нужно аккуратно, не перегревая их. Температура паяльника не должна быть выше трехсот градусов, иначе паяемые детали выйдут из строя.

После установки всех компонентов собирают устройство в подходящий по размеру корпус и подключают к компьютеру USB кабелем. Замыкают перемычку JP1.

Нужно установить и запустить на ПК программу Cypress Suite, перейти во вкладку EZ Console и кликните по LG EEPROM. В появившемся окне выбрать файл прошивки и нажать Enter. Дождаться появления надписи Done, говорящей об успешном завершении процесса. Если вместо неё появилась надпись Error, значит, на каком-то этапе произошла ошибка. Нужно перезапустить прошивальщик и попробовать снова.

После прошивки изготовленный своими руками цифровой осциллограф будет полностью готов к работе.

Вариант с автономным питанием

В домашних условиях радиолюбители обычно пользуются стационарными устройствами. Но иногда возникает ситуация, когда нужно отремонтировать что-то находящееся вдали от дома. В таком случае понадобится портативный осциллограф с автономным питанием.

Перед началом сборки приготовьте следующие комплектующие:

• Ненужные Bluetooth наушники или аудиомодуль.
• Планшет или смартфон на Android.
• Литий-ионный аккумулятор типоразмера 18650.
• Холдер для него.
• Контроллер заряда.
• Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.
• Разъем для подключения измерительных щупов.
• Сами щупы.
• Выключатель.
• Пластиковая коробочка из-под губки для обуви.
• Экранированный провод сечением 0,1 мм².
• Тактовая кнопка.
• Термоклей.

Нужно разобрать беспроводную гарнитуру и достать из неё плату управления. Отпаять от неё микрофон, кнопку включения и аккумулятор. Отложить плату в сторонку.

Вместо блютус-наушников можно использовать Bluetooth аудиомодуль.

Ножом соскрести с коробочки остатки губки и хорошо почистить её с использованием моющих средств. Подождать, пока она высохнет, и вырезать отверстия под кнопку, выключатель и разъёмы.

Припаять провода к гнёздам, холдеру, кнопке и выключателю. Установить их на свои места и закрепить термоклеем.

Провода нужно соединять так, как показано на схеме:

Расшифровка обозначений:

1. Холдер.
2. Выключатель.
3. Контакты «BAT + и «BAT - .
4. Контроллер заряда.
5. Контакты «IN + и «IN - .
6. Разъём Jack 2,1 Х 5,5 мм.
7. Контакты «OUT+ и «OUT - .
8. Контакты батареи.
9. Плата управления.
10. Контакты кнопки включения.
11. Тактовая кнопка.
12. Гнездо для щупов.
13. Контакты микрофона.

Затем скачать из плеймаркета приложение виртуального осциллографа и установить его на смартфон. Включить блютус модуль и синхронизировать его со смартфоном. Подключить щупы к осциллографу и открыть на телефоне его программную часть.

При касании щупами источника сигнала на экране Android-устройства появится кривая, показывающая уровень сигнала. Если она не появилась, значит, где-то была допущена ошибка.

Следует проверить правильность подключения и исправность внутренних компонентов. Если все в порядке, нужно попробовать запустить осциллограф снова.

Установка в корпус монитора

Этот вариант самодельного осциллографа легко устанавливается в корпус настольного ЖК монитора. Такое решение позволяет сэкономить немного места на вашем рабочем столе.

Для сборки понадобятся:

• Компьютерный ЖК монитор.
• DC-DC инвертор.
• Материнская плата от телефона или планшета с HDMI-выходом.
• USB разъём.
• Кусок HDMI кабеля.
• Провод сечением 0,1 мм².
• Тактовая кнопка.
• Резистор на 1 кОм.
• Двусторонний скотч.

Встроить своими руками в монитор осциллограф сможет каждый радиолюбитель. Для начала нужно снять с монитора заднюю крышку и найти место для установки материнской платы. После того как определились с местом, рядом с ним нужно вырезать в корпусе отверстия для кнопки и USB разъёма.

Второй конец кабеля нужно припаять к плате от планшета. Перед припаиванием каждой жилки прозванивать её мультиметром. Это поможет не перепутать порядок их подключения.

Следующим шагом нужно выпаять с платы планшета кнопку включения и micro USB разъём. К тактовой кнопке и USB гнезду припаять провода и закрепить их в вырезанных отверстиях.

Затем соединить все провода так, как это показано на рисунке, и припаять их:

Поставить перемычку между контактами GND и ID в микро ЮСБ разъёме. Это нужно для перевода USB порта в режим OTG.

Нужно приклеить инвертор и материнку от планшета на двусторонний скотч, после чего защёлкнуть крышку монитора.

Подключить к USB порту мышку и нажать кнопку включения. Пока устройство загружается, включить Bluetooth передатчик. Затем нужно синхронизировать его с приёмником . Можно открыть приложение осциллографа и убедиться в работоспособности собранного устройства.

Вместо монитора отлично подойдёт и старый ЖК телевизор, в котором нет Смарт ТВ. Начинка от планшета по своим возможностям превосходит многие Smart TV системы. Не стоит ограничивать её применение одним лишь осциллографом.

Изготовление из аудиокарты

Осциллограф, собранный из внешнего аудиоадаптера, обойдётся всего в 1,5-2 доллара и займёт минимум времени на своё изготовление. По размеру он получится не больше обычной флешки, а по функционалу не уступит своему большому собрату.

Необходимые детали:

• USB аудиоадаптер.
• Резистор на 120 кОм.
• Штекер mini Jack 3,5 мм.
• Измерительные щупы.

Нужно разобрать аудиоадаптер, для этого стоит поддеть и расщёлкнуть половинки корпуса.

Выпаять конденсатор C6 и припаять на его место резистор. Затем установить плату обратно в корпус и собрать его.

Следует отрезать от щупов стандартный штекер и припаять на его место мини-джек. Подключить щупы ко звуковому входу аудиоадаптера.

Затем нужно скачать соответствующий архив и распаковать его. Вставить карту в USB разъём.

Осталось самое простое: зайти в Диспетчер устройств и во вкладке «Аудио, игровые и видеоустройства» найти подключённый USB аудиоадаптер. Щёлкнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать пункт «Обновить драйвер».

Затем переместить файлы miniscope.exe, miniscope.ini и miniscope.log из архива в отдельную папку. Запустить «miniscope.exe».

Перед использованием программу нужно настроить. Необходимые настройки показаны на скриншотах:

Если коснуться щупами источника сигнала, в окне осциллографа должна появиться кривая:

Таким образом, чтобы превратить аудиоадаптер в осциллограф , нужно приложить минимум усилий. Но стоит помнить, что погрешность такого осциллографа составляет 1-3%, чего явно недостаточно для работы со сложной электроникой. Он отлично подойдёт для начинающего радиолюбителя, а мастерам и инженерам стоит присмотреться к другим, более точным осциллографам.