Цифровой осцилограф, Вопрос ребром как и начем ??? Опции

[Stanislav]

А если это делается больше для собственного удовольствия и по принципу "А мне(вам) слабо!"

Тогда нужно плясать "от печки". Посмотрите вот сюда. Не знаю, как с доставабельностью, но характеристики вполне...
К мнению, что такой прибор сделать весьма и весьма нелегко, присоединюсь. Ничего, однако, невозможного здесь нет, плату оцифровки сделать можно и с не очень большими затратами, однако, это далеко не весь прибор...

[PCBtech]

Я же придлогаю сделать осцилограф для дома но достойный не приставку (такие полумеры мне в принципе ненравятся ииза того что монитор компа как правило занят другим делом) насамом деле в это тему есть над чем подумать так как оцифровывать с частотой 100 МГц и запускатся за время 1нс не такто просто например стоит вопрос чем читать и в как и вкакую память складывать если это DSP то кнему во первых необходима внешняя память (ну очень быстрая) если это FPGA по нужна достаточно быстрая с тайменго как максиму 10нс и колличеством выводов 150 или гдето так для dsp нужно чтобы был паралельный интерфейс или в пративном случии нежно гарадить дешифратор который тоже должен выть весьма быстрай какие есть ванианы по поваду dsp и плис и не стоит забывать про корпус бга не приветствуются и цену в качестве DSP могу придложить bf531,bf532 или TI tms320vc5502 а из плис EP1k50qc208-1 ?????

Тут вот одни наши партнеры соорудили что-то похожее.
http://www.bafika.ru/

Число АЦП 2
Разрядность АЦП 12 бит
Максимальная частота дискретизации в двухканальном режиме 50 МГц
Максимальная частота дискретизации в одноканальном режиме 100 МГц
Периоды измерений сигнала 20 нс, 160 нс, 1.28 мкс, 10.24 мкс
Объем памяти 128 кбайт
Число точек измерения сигнала до 32768
Число точек измерения сигнала до триггера до 32768
Число аналоговых входов 2
Вход синхронизации есть
Тип входных разъемов СР-50 (BNC)
Запуск измерений сигнала осуществляется от нарастающего/спадающего фронта как внешнего синхроимпульса, так и сигнала канала 1, либо канала 2
Уровень запуска устанавливается программно
Интарфейс с ПЭВМ шина PCI
Напряжение питания +5 В
Потребляемый ток по шине +5В < 1 А
Геометрические размеры 150х235х42 мм

Конечно, оно вставляется в PC - но это и хорошо, т.к. можно сразу и файлы сохранять, и обработку делать.
Может, предложить им "конструктор" начать продавать для радиолюбителей?

[Stanislav]

Тут вот одни наши партнеры соорудили что-то похожее.
...

Это изделие ни в коем случае нельзя принять за основу пусть и самодельного, но цифрового осциллографа, или осциллографической приставки к ПК (см. постановку задачи, хотя у автора, похоже, большие проблемы с русским языком). Разрядность избыточна, а по скорости получится максимум самописец... Для оцифровки же звука и видео существуют решения, значительно выигрывающие у данного устройства в цене.

Сообщение отредактировал Stanislav - Dec 9 2005, 23:46

[asen]

Да безусловно конструкция эта полезна только как пример того что это реально сделать но это я и раньше знал! В плане конструкции там нет ничего «выдающего» потому как порог 100 МГц это придел работы памяти при непосредственной пересылке. А вот поднять высоту выше этого придела не так то просто

[Stanislav]

Да безусловно конструкция эта полезна только как пример того что это реально сделать но это я и раньше знал! В плане конструкции там нет ничего «выдающего» потому как порог 100 МГц это придел работы памяти при непосредственной пересылке. А вот поднять высоту выше этого придела не так то просто

Ну, насчет "придела" в 100 МГц Вы явно ошибаетесь - посмотрите на сайте Самсунга, думаю, информация приятно Вас удивит. Поднять же эквивалентную скорость записи можно путем использования шустрых АЦП с последующим демультиплексированием. Посмотрите аппликухи у Атмела - вроде, ничего особенно сложного там нет. Память можно взять обычную, динамическую (SDRAM) - для поточной записи она вряд ли сильно проиграет статике, а по объему на ед. площади - значительно выиграет. Итак, в минимальной конфигурации (без стробоскопа) осциллографическая плата должна размещать на себе следующие компоненты:
1. АЦП - 2 канала, 8-10 бит, 1-2 ГГц, выход демультиплексирован 1:2.
2. Дополнительные демультиплексоры 1:4 (4 шт).
3. Память - SDRAM или статика (4-8 нс доступа) - сколько нужно.
4. ПЛИС я ядром PCI, контроллером памяти, синхронизации и др.
5. Тактовый генератор (синтезатор частоты).
6. Может, забыл еще чего.

По первым прикидкам, комплектующие для этого удовольствия потянут на 500-700 бакинских, однако за эти деньги при наличии свободного времени и желания есть возможность сделать хорошую основу "настоящего" прибора.

[zzzzzzzz]

Почитал. И подумал вот чего:

Больше уж года тому как разработали мы (инициативно, без заказчика) следующий чип-осциллограф:

Аналоговый сигнал "защелкивается" на линейке из 512 УВХ с минимальным шагом по времени около 100 ps.
На "борту" есть симметричный ВЧ кольцевой генератор, обеспечивающий сетку фаз с дискретной регулировкой.
Также, модуль внешней и авто- синхронизации (аналоговые компараторы).
Модуль "медленного" считывания аналоговых уровней, сохраненных в УВХ на выход.
АЦП планировалось внешнее. И входной ВЧ-аттенюатор-усилитель тоже внешний.

Говоря короче, планировалось разработать цифровой осциллограф с граничной около 1ГГц в виде "шариковой ручки" с "хвостом" USB.
Цена должна была быть "смешная", на уровне 200-300 тугриков. А параметры совсем не смешные.

Проект (первая итерация) полностью выполнен, нарисована топология, все отверифицировано.
И даже чип "испечен". Технология CMOS 1.2 мкм.
И с тех пор никто из нас даже не посмотрел "в него" - живой он или нет....
Просто нет ни сил, ни времени... Другой работы выше крыши.

Ну и вот, такая ситуация. Раз уж есть тут заинтересованные энтузиасты, готовые даже "на коленках" делать что-то подобное, то
может кто-то захочет "поднять" этот проект. Хотя бы для начала проанализировать, промерить готовый чип?
Десяток кристаллов в корпус разварить нам не проблема. Коммерческие вопросы обсудим по их возникновению.

Да, это только первая итерация. Маловероятно, что она пойдет в "серию" несмотря на законченность.
По ее результатам будет сделана вторая. Если будет.
Для очень общего представления прикрепил верхний уровень иерархии схемы электрической (блок-схема, по сути).

Прикрепленные файлы

 osc.pdf ( 84.14 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1114

 

[vvs157]

По-моему с финансовой точки зрения идея самодельного осциллографа провальная. Если нужен осциллограф для дома, то дешевле купить Agilent, чем делать это самому. Комплектация (LCD, быстрый АЦП, DSP, печ. платы итп.) обойдутся этак $500-$700, плюс затраты на разработку (что-то сгорит, что-то придется заменить, с первого раза ПП на этих частотах не пойдет) порядка $300-$500. Надо также учесть сроки - не думаю, что законченый прибор (именно прибор, а не "россыпь" плат на столе) появится быстрее, чем через пол-года.
То есть если целью работы является не сама работа, а именно готовый прибор - то к сожалению альтернативы покупному прибору нет.
Как "лирическое отступление" замечу, что сейчас самому делать любое достаточно массовое изделие абсолютно бессмыслено. Самоделки целесообразны только в области, того, что не выпускается вовсе, либо относится к классу специализированных устройств, где цены за платку на паре ОУ измеряются сотнями "Убитых Енотов" (У.Е.). Как пример, предлагаю оценить, во сколько обойдется самодельный блок питания от стандартного PC, *розничной* стоимостью $25. Или, скажем, DVD плеер.

[zzzzzzzz]

Это не совсем так, если вы сможете сделать нечто,
стоящее поллимона тугриков всего за пару тысяч.
Ну а то, что я написал выше естественно, коммерческий проект, а не изготовление прибора для собственных нужд.

[slog]

Можно я тоже слово скажу. Тема заинтересовала. В интернете конечно полно всяких проектов цифровых осциллографов, но там люди обсуждают частоты дискретизации порядка 20МГц. Зачем такой осцил нужен, да еще в виде приставки к компу мне не очень понятно, игрушка, да и сделать ее нет никаких проблем. Тем не менее все эти интернет проекты дальше разговоров редко идут. Лично мне такое не интересно. Понятно, что купить готовый скоп дешевле, но а как же процесс... что, в свободное от зарабатывания денег время телевизор смотреть чтоли? Надо же чем-то заниматься. И Осциллограф с частотой дискретизации до 1ГГц это по моему сегодня достойная цель для домашнего занятия. Заодно и знания и опыт появятся, хотя бы даже просто от теоретических изысканий на эту тему.
А 1ГГц на сегодня это не так уж и заоблачно. АЦП на такие частоты уже много кто делает, кроме ATMEL вот еще например http://www.national.com/pf/AD/ADC08D1500.html 8бит 2 канала до 1,5ГГц, плисы и память подходящая тоже найдутся. Проблем конечно тут много будет, но все решаемо, было бы желание.

[asen]

Да и я про тоже коллега !!!
Вот только АЦП с частотой дискретизации 1ГГц стоит как паровоз проще купить несколько 100 МГц с вывести для них отдельные шины например АЦП AD9283-100 стоит около 9$ операционники для входного буфера тоже есть ad8061,ad8091 ~2$ также есть ВЧ мультиплексоры у National Semiconductor стоят тоже по божески можно применить для коммутации каналов А еще у Analog Device есть усилители с программируемым коэффициентом усиления и стоят примерно 7$.

Сообщение отредактировал asen - Dec 15 2005, 06:26

[Shread]

Я вот тоже поделываю потихоньку, для собсвтенного удовольствия, но не ставлю задачи повторить какой-нить крутой тектроникс, или лекрой. Была да и есть идея запараллелить несколько ацп, со сдвигом по фазе, и увеличив таким образом разрядность шины оставить реальные рабочие частоты на шинах низкими. Я остановился на ads831, в основном из-за его доступности.
Если поверхностно рассуждать, то все вроде бы просто, а если чуток углубиться, то понимаешь что проблем куча. Проблемы запараллеливания неплохо описаны тут.
Цифровую часть сделать очень несложно, относительно того, как придется намаяться с аналогом. Нормальный, функциональный каскад на один ацп рассчитать и грамотно развести, чтоб он работал в широкой полосе частот, и обладал хорошей линейностью ачх целая проблема, а с кучей ацп проблем еще больше. Есть канечно flash ацп, на гигагерц, на 2 гигагерца, но они мало того что дороги, да к тому же имеют ограниченный размер буфера. У меня с высокочастотной аналоговой схемотехникой мягко говоря не очень, и для меня лично работа над таким девайсом есть способ с интересом углубить свои знания в данной области. Есть возможность работать на шустром лекрое, котором можно пользоваться при работе над менее функциональным собратом. Вслепую без оборудования нереально сделать хороший измерительный прибор. Это все имхо, конечно

[khach]

Я достаточно давно пытаюсь продвинуть вперед разработку осцилла на IXBT. Была сделана аналоговая часть с полосой в 150 МГц ( может и выше, но проверить нечем) с входным сопротивлением 1МОм и 9пФ (без разъема). Коммутатор сделан на реле (бистабильных). Существует в двух версиях- 1:100 1:10 и 1:25 1:5. Вторая версия была разработана т.к каскад 1:100 плохо работал по ВЧ.
Питание +-5В, выход дифференциальный, размах 1.5В.
Потом возникла проблема- народ хотел сделать осциллограф с коммутатором АЦП, т.е на максимальной частоте дискретизации АЦП подсоединены к одному входу и работают с интерливом, в остальных случаях АЦП работают каждый со своего входа. Вот этот коммутатор сделать неудалось- пролазит помеха со второго входа. Может кто подскажет схемотехнику полностью дифференциального коммутатора с импедансами входа-выхода 500 (пятьсот) Ом, полосой 200 Мгц и развязкой между каналами лучше 60 Дб.
Второй вопрос- компаратор для запуска развертки. Он должен быть полностью дифференциальным по входу. Как правильно подать на него смещение?
Третье. Преобразователь ТДС (time to digital) для RIS (стробоскопа). На дискретке 74F, или ЭСЛ все работает прекрасно - точность 25 пикосекунд выжать можно. Как только логику начинаю засовывать в ПЛИС - неработает. Т.к схемотехника полностью диффференциальная, то любые разбросы между фронтами прямого и комплементарного сигнала переключения токового ключа зарядки времяизмерительного конденсатора недопустимы. Может кто подскажет, как это запихнуть в ПЛИС ( может быть CPLD с жесткой разводкой)?
Также может кто поможет исходниками для цифровой части (верилог, VHDL) и управляющей програмкой для АРМ?

[asen]

Есть вот такая штука сам не пробывал вобщем комутатор из 2-> 1 LMH6570 полоса до 700МГц и 4->1 LMH6574 полоса до 700 тоже
http://www.national.com/ds.cgi/LM/LMH6570.pdf
http://www.national.com/ds.cgi/LM/LMH6574.pdf

Сообщение отредактировал asen - Dec 16 2005, 10:36

[khach]

Спасибо, одна проблема решена. Кроссталк конечно хреновый на 200 Мгц, зато изоляция хорошая. Если коммутировать через шатдаун, работать будет.
Я объясню, почему такой геморрой с изоляцией каналов. Была идея использовать 10-12 битные АЦП и реализовывать делитель 1-2-5-10 программно, а аппаратные оставить только 1:10 и 1:100. Но оказалось, что если сделать коммутатор 2в1, то при разомкнутом коммутаторе можно наблюдать иголки с другого канала, если туда подаеться например цифровой сигнал с достаточно крутым фронтом.
Известна схемотехника коммутаторов старых ВЧ осциллографов, где коммутировалось постоянное смещение в базах каскодов, притом каскод мог иметь два входа и один выход или наоборот. Соответственно в зависимости от режима по постянке входных транзисторов и фазы сигнала работал как мультиплексор, сумматор или вычитатель. И изоляцию имел неплохую. Но нехочеться при современной элементной базе городить каскады из 6-8 транзисторов.

[asen]

На счет рассыпухи и другой такой фичи то этот вариант лично я изначально не рассматривал потому что во первых это гораздо усложняет настройку а во вторых точность в этом случи большой вопрос !

Насчет делителя у меня после всех изысканий формируется следующий сбор

Вход на AD8061,AD8091 = 2$ (роль повторителя с высоким Rвх возможен дифференциальный вход )далее AD8370=7$ ( усилитель с разным коэффициентом усиления ) далее снова повторитель и коммутатор на LMH6570=7$ (для возможности увеличения частоты дискретизации в 2 раза )и в завершении 2 АЦП AD9283-100=$10*2
Далее FPGA XC2S50E-7 в QFP208 =17$, SRAM K7A403200B=3.25$ и в конце МК LPC2214=14$

Теперь вопросы что ты имеешь ввиду под фразой «Кроссталк» и кажется ты говорил про задержку 25пс можно сделать на ЭЛС на какой конкретно микрухе проверяли и на каком логическом элементе а насчет плис то насколько я знаю если вы пытались выполнить несколько последовательно подключенных ЛЭ с взаимно компенсирующими функциями то наверно САПР их просто оптимизировал ( удалил )!!