Здравствуйте. Решил, может на досуге вне работы собрать Bitscope (http://www.bitscope.com). Открыл схематик (http://www.bitscope.com/design/hardware/pdf/Bs11-5.PDF) и не могу понять. Если судить по схеме, то данный зверь ваще не в состоянии измерять сигналы с напряжением больше 5 вольт - все просто рубится диодами. Открыл схему Velleman K8031 там прежде на входе стоит резисторная матрица (ну или что-то вроде) и герконы в качестве управляемых ключей для коммутации. И только затем - пара ограничивающих диодов. Вообще, не могли бы подсказать, как правильно сделать входную часть с той точки зрения, чтобы измерять напряжение в широких пределах (до 100В), а программным управлением (а не рукой щелкать)? Может есть готовые аналоговые части современных простых (всмысле не таких, в которых стоит база самого производителя, например Tektronix) осциллографов?

Входной буффер от Teka 2236. Перед ним- переключаемый релюхами компенсированный делитель 1:1-1:10-1:100.
А вообще идем на http://www.eserviceinfo.com/equipment_type...oscopes_35.html- там сервисмануалов со схемами- просто завались. Единственная проблема- все эти схемы требуют достаточно высоковольтного двуполярного питания (от +-8 до +-15), и ток жрут хорошо, до сотен миллиампер. Так что напрямую с USB их питать неполучиться

Спасибо большое за информацию. Не могли бы еще ответить на вопрос для общего развития, так сказать. У того же Velleman помимо релейного делителя имеется также дальше по схеме некое подобие ЦАП на дискретных элементах (тот же самый резисторный делитель, матрица) - я так понимаю это делитель вертикальной развертки? Как сопрягаются делитель на ключах, предназначенный, в принципе, для безопасного исследования более высоковольтного сигнала, и делитель на резисторной матрице? Перефразуруя вопрос, что происходит, когда пользователь прибора меняет В/дел. в своем осциллографе? Что переключается автоматически, что нет? Может вопрос делитантен, но буду рад помощи, может есть люди хорошо разбирающиеся в в осциллах и др. подобных приборах.

Делитель после буфера дает коеффициенты 1:1 1:2 1:5. А делитель перед буфером 1:1 1:10 1:100. Кстати, в высокочастотных скопах (более 150 МГц) делитель перед буфером делают 1:1 1:5 1:25, т.к 1:100 очень трудно скомпенсировать на ВЧ и включают 1:5 и 1:25 последовательно, получая 1:125.
Переключается делители соответственно так, чтобы коэффициенты перебирались последовательно. Ав томатически или нет- зависит от принципа управления (ручное или от процессора), и сколько тока нежалко на управление обмотками реле.
Вот еще несколько входных каскадов.

Спасибо большое. Все стало куда яснее. Что значит скомпенсировать? Добиться линейности АЧХ? Оконечный делитель (после буфреа) тоже имеет эту же проблему, надо полагать? Включают последовательно именно перед буфером? Тогда в чем принцип лучшей компенсации? Извините еще раз - в аналоговом я пока слаб.

Угу. Получить максимально плоскую АЧХ в рабочей полосе прибора.
После входного буфера все цепи имеют значительно более низкое характерное сопротивление- сотни ом (можно было бы и 50 ом делать, но тогда оно будет греться сильно и жрать по питанию много). Для низкоомных цепей вопросы коррекции АЧХ стоят значительно менее остро, хотя для старых осциллографов, когда каскады усиления деладись на транзисторах с граничной частотой в 200-300 МГц, цепи коррекции ставились в каждом каскаде. Сейчас, если применять операционники с полосй в полгига и SMD элементы, на это можно необращать внимания (для осциллографа с аналоговой полосой в 100-150 МГц).
А вот для мегаомного делителя -каждый чих важен (емкость монтажа, индуктивность выводов деталей и ножек переключателей и реле, неидеальность характеристик элементов на ВЧ итд). Поэтому там стоят подстроечные конденсаторы- триммера и их надо крутить по факту сборки прибора, получая плоскую АЧХ.
Да, еще надо обратить внимание на непролаз ВЧ компоненты через разомкнутый элемент коммутации входного делителя. Именно поэтому ставят двойные реле.

Спасибо за ответы. Буду разбираться. Еще один вопрос в общем-то связанный с темой. Пусть имеется источник согнала и приемник. Пусть все согласовано (отражения э/м волны нет). Какой приемник будет менее устойчив к внешним помехам (напрмер от источника питания): тот что имеет низкоомный вход, или тот, что обладает мегаомным входом?

Вот здесь вот имеется отрывок из книги The Art of Science of Analog Circuit Design, посвященный аналоговому тракту осциллографа. Очень популярно и интересно. Может у кого есть подобная литература?

See my post: Частотокомпенсированый делитель для осциллографа, Ищу реализацию...варианты решения,

or

XTP://ftp.electronix.ru/pub/DOC/_unsorted/Ebooks/Williams

Спасибо. На ФТП сам черт ногу сломит. Интересуют и другие интересные книги по теме.

Ч/компенсированный делитель считается просто. Проблема сосредоточена в нахождении _ВСЕХ_ паразитных параметров топологии платы и особенно в коммутаторе звеньев. Если использовать древний галетник, паразитные емкости минимальны, но сервис отвратительный. Для реле их производитель не всегда приводит истинное значение эл.параметров, а ограничивается фразой "не менее/не более". Когда речь идет о сопротивлении утечки, типичное значение R "не менее 500Mh", хотя на самом деле измеренное на спец.стенде R=1.8Gh...2.1Gh. Кроме АЧХ, на параметры которой почему-то все обращают внимание в первую очередь, не последнее значение имеет линейность ГВЗ. Если речь идет о _действительно_ линейном и сбалансированном аналоговом тракте, то такие утечки несомненно должны быть учтены и скомпенсированы.

Вы читали главу, из книги? Там приводится описание так-названной two-path - схемы в противовес классическому аттенеатору. Что можете сказать о ней? Автор указывает, что паразитность обычных релюх и есть главная причина использования иной схемы (two-path). Что об этом думаете?

Литературу по расчету ч/к делителя, если есть, прошу на стол.

Уважаемый khach в своем первом посте по теме выложил как раз схему, описываемую в книге выше. Очень заинтересовало. Нашел патент (US 5,121,075) на two-path аттенюатор. Так вот пояснение по работе узла несколько разнятся. В книге написано, что интегратор (там кстати почти не упоминается что это именно интегратор) на операционнике в цепи ОС является частью low-frequency path. В то же время пояснение из патента рассматривают его просто как часть ОС. Это в принципе и не важно, вот только знать бы на какую частоту расчитывать этот интегратор. И, соответственно, как выбрать номинал конденсаторов в делителе high-frequency path (?). Привожу патент. Неужели некому не интересно? Или нет желания? Буду рад и благодарен за любой совет или мнение.

Вообще, данная схема по своим принципам больше подходит к построению входного каскада ОУ, чем к аттенюаторам. Разделяя мух от котлет получаем: на входе аттенюатора (осциллографа) амплитуда напряжения изменяется в диапазоне 1mV...300V, а по частоте от постоянного тока (или, например, от 0,01Hz) до 100MHz. Требуемое входное сопротивление 1Mh, входная емкость 5pF...10pF. Хотите или нет, но коммутатор звеньев будет всегда. Причем, для амплитуды 300V реле подходит с трудом, не говоря о п/п аналоговых свичах. Серьезные фирмы (HP) для подобных изделий (аттенюаторов) ни галетники, ни реле, ни two-pass решения не применяют. Для обеспечения ослабления сигнала с минимальными его искажениями в диапазоне 0HZ...26GHz (естественно для Z=50h) используется аттенюатор на основе п/проводящей ленты, точка замыкания которой на проводящее основание обеспечивается подвижным по продольной оси ленты механизмом.

По расчетам делителей, вариантов аттенюаторов, фильтров и т.п. поинтересуйтесь у любителей радио - http://www.qrz.ru/shareware/

Спасибо за ответ. В пресловутой книге как раз описывается аттенюатор, совмещающий в себе аттенюатор и конвертор импенданса (аттенюатор + кусок входного каскада). Коммутацию автор предлагает делать без реле на ключах. Для этого предлагается достаточно хитро "отодвинуть" узлы коммутации как можно "дальше" (в ковычках, потому что имеется ввиду не пространственно, а электрически) от ВЧ тракта. Собственно, в моем последнем посте (в этой теме) я присоединил патент, на тот момент сотрудника Tektronix, по поводу обсуждаемого аттенюатора (в книге, к слову, идет развитие этих идей). Правильно ли я понимаю, что основная проблема в использовании реле (например, герконов) - их достаточно большие паразитные параметры? С этой точки зрения использование two-path схемы кажется разумным. Или нет?

Не могли бы поподробней рассказать про ленты или где почитать (любой источник).

Если на аттенюатор/входной каскад поступает сигнал по амплитуде не более 5V, его расчет и реализация особых трудностей не представляют. Вопрос в том, как пропускать амплитуду в несколько десятков-сотен вольт в низкочастотыной области и порядка единиц вольт по ВЧ? Что касается сравнения герконов и обычных реле, конечно, лучше брать изделия от Teledyne http://www.teledynerelays.com/, однако и Северная Заря http://www.relays.ru/ делает приличные вещи (РЭА11/РЭА12).

Про агилентовские аттенюаторы, полагаю, почитать негде. Только разобрать и рассмотреть, что и было когда-то сделано...

Разобрать... было бы что разбирать. Надежная, с@ка, техника, не ломается. А так разбирать жалко .

Что касается аттенюаторов. Ведь не обязательно разделять ВЧ и НЧ еще и по амплитуде. ВЧ тракт вполне может пропускать как высоковольтные, так и низковольтные сигналы. То же можно сказать и про НЧ ветку. По существу ведь авторы предлагают построить два аттенюатора, просто каждый со своими особенностями, обусловленными таким параметром сигнала как частота (и только частота, - не единого слова про амплитуду). Каждый аттенюатор может обладать механизмами защиты. Соответственно, суммируемый сигнал может превысит допустимый диапазон напряжения. Но и в этом случае, пара банальных диодов решат (или почти решают) проблему. (?)

Может я неправильно чего понимаю? Мне как-то показалось, что Вы не взглянули в выложенную главу и/или патент. Сразу прошу прощения, если не прав. Буду рад также любой литературе по этой теме.

P.S. Спасибо за ссылки. У Северной Зари есть, помимо всего прочего, интересные статейки по релюхам.

Раздельный делитель для ВЧ и НЧ встречал только в осциллографах Philips/Fluke. Построенно в принципе прямо по патенту. Коммутация НЧ части-герконами. Но у них есть изюминка- на каждый делитель ВЧ стоит свой полевик. Все три полевика обьеденены через диоды в истоках. Но работает только один полевик- они полевикам питание коммутируют обычными 74HC4053.
Если найду сервисмануал в закромах- то вышлю.
ЕСть несколько особенностей. В каждом ВЧ делителе входной конденсатор обязан держать вольт 500 (DC+AC), а это недобавляет широкополосности. В входные емкости всех трех ВЧ делителей всегда подключенны, поэтому суммарная входная емкость осциллографа получается великовата- 25-30пф. Зато ВЧ реле нету. И в принципе, можно коммутироваит НЧ часть современными KMOП ортореле.

За сервис-мануал буду благодарен. (Можете, кстати дать ссылку откуда качнуть.) Когда Вы говорите, что входные кондеры ВЧ-делителей должны держать 500 вольт и это не добавляет широкополосности, то имеете ввиду габариты этих конденсаторов или что-то еще (емкость-то у них совсем невилика)? А вот по поводу второго пукта - вот это меня очень заинтересовало. Что считать ВЧ и НЧ в данном случае? В главе книги была картинка АЧХ (правда не для аттенюатора, а для two-path конвертера импенданса). Так вот согласно этой картинке (почти без пояснений) зона перекрытия ВЧ и НЧ находится где-то в районе 1кГц. Т. е. я вижу так: чем больше нижняя частота, на которую расчитан ВЧ (!) тракт, тем меньше номинал конденсаторов может быть применен в делителях и => тем меньше суммарная входная емкость(?). Хочется как-то узнать, что в данном случае есть ВЧ и НЧ (или получить ответ на вопрос из моего предыдущего поста о расчете интегратора на ОУ). Если у Вас (или еще у кого интересующихся) имеются даже просто соображения (а вдруг Вы все знаете?! ) - прошу поделится ими.

P. S. Интересная, кстати, картина - патент зарегистрировал на тот момент сотрудник Tektronix, а встречается реализация идей у Philips/Fluke.

http://dinsen.net/pm3055/servicemanual-05.tif
И еще по самой страничке полазить http://dinsen.net/pm3055/
Где- то в сети лежал полный мануал, но ссылка мертвая.

По поводу "сшивки" ВЧ и НЧ- да, в районе 1-10 кгц. И обычно регулируется триммером на плате- по факту подстраивается на максимально плоскую АЧХ без горба или впадины на килогерцах. Поэтому все-таки НЧ каскад не интегратор, а фильтр НЧ (вместо конденсатора в локальной ОС стоит RC цепь)

По поводу высоковольтных кондеров- SMD сильно плывут от напряжения, трудно найти 1206 кондеры, а другик пробьются. А у обычных есть выводы, и деградация параметров на ВЧ. Т.е до 50 МГц этим можно не заморачиваться, а вот выше...
Вообще проблем с высоким напряжением много-и триммера пробиваются (не держат выше 63 В), и резисторы делителя приходиться набирать из-2-3 включенных последовательно итд. Отсюда следует грусный вывод- прямой рассчет делителя невозможен. Просто по факту сборки для конкретной топологии крутим триммера, выводя АЧХ на проскость.

Спасибо за ссылки. Что касается ВЧ и НЧ: НЧ фильтруем ФНЧ на операционнике (судя по схемам, особых требований не предъявляется, 1-го порядка достаточно), а ВЧ? Не происходит-ли наложения? Или это не столь важно? Вообщем, как подобрать кондеры в делителе ВЧ и как вообще производить ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ расчет ВЧ?
SMD плывут в плане емкости? Обычные-то применять как-то не по-нашему.
Я так полагаю, что в случае >50MHz, в любой архитектуре придется применять описанную Вами "черную магию".

Начнем с делителя. Минимальная входная емкость- емкость полевика плюс емкости реле плюс триммер в затворе полевика (для подстройки этой самой емкости)- это и есть емкость входа осциллографа. На нее компенсируем щупы. Делители выключены. Пусть это 15 пф (5-разем и реле, 10-сам буфер).
Теперь включаем один из делителей. Емкость недолжна поменяться, иначе вся компенсация пойдет коту под хвост. Если делитель 1:10, то проходная емкость будет в 10 раз меньше, чем входная емкость буфера (минус емкость разема- она осталась до делителя) (1pf). А перед делителем надо довесить емкость, равную той, что у буфера (10pf). Но найти емкость в 1 пф трудно. Поэтому довесим за делителем 50 пф плюс триммер. Проходная станет 5 пф. а перед делителем надо оставить тоже 5, чтобы в сумме осталось 10. Если емкости ( и резисторы) неидеальны на ВЧ, то довешиваем RC цепи для дополнительной коррекции выше 100 мгц.

Пикофарадные конденсаторы сильно поплывут при 300 вольтах постоянки (процентов на 5-10). Поэтому ставят перед затвором кондер в 1000 пф, чтобы он постоянку отсекал, а ВЧ конденсаторы работают без поляризации. Если же делитель общий, то там надо этот эффект учитывать.

Точка сроста ВЧ-НЧ наверно сложилась исторически- ну небыло тогда операционников с 10 мегаомным входом и выше и полосой более 100 кгц. Отсюда и единицы килогерц, иначе фазу сигнала уже начинает корячить. Кстати, вся эта конструкции при коэффициенте передачи 1 может оказаться неустойчивой, поэтому бывают буфера с К=1.5- 2.5 (больше нельзя- полоса страдать начнет). А метрологию уже потом выравнивают в следующих каскадах.

Если я правильно понял Ваши попытки донести свет до меня, делител 1/10 по Вашим номиналам должен выглядеть примерно так (см. картынку)? Не понял я чего-то про кондер в 1000пФ перед затвором. Это как? Не могли бы уточнять, когда пишите "вешать конденсатор" - это втыкать последовательно или между линией и землей, - а то я чуть мозг не сломал, пока пытался понять Ваш help. Не бось, еще и неправильно понял.

Займусь самоцитированием. Аттенюаторы есть на схемах на верху. Повоторяю в более крупном виде.
Конденсатор для блокировки высокого - С16 в цепи затвора. С18- регулировка входной емкости буфера (или функционально- регулировка коэффициента передачи на ВЧ). Обычно ставят триммер (подстроечник)

Спасибо. Многозначно толковать Ваши слова "ставят перед завтором кондер в 1000пФ" мне не пришлось - я так это и понял. Но вот как такое решение влияет на входную емкость (поэтому и писал, что непонятно)?



Это вроде ясно - сигнал на полевик идет с делителя на С16 и С18, R18. C20, R20 - видимо цеп коррекции.



Снова туплю. Как регулируем? Что мы понимаем под входной емкостью? Я хоть картынку нарисовал такую, как Вы описывали (перд. пост)? Вообще уже все свои хоть небольшие, но знания электротехники с ног на голову перевернул. Прошу сильно не бить слабых в analog circiut.