Цифровой осциллограф

Цифровой осциллограф позволяёт наблюдать на ЖКД переменное напряжение любо частоты до 10 МГц. Также можно исследовать два сигнала одновременно.

Частота дискретизации и коэффициент ослабления\усиления сигнала задаются кнопками.

Для измерения постоянных напряжений можно трансформаторы заменить на операционные усилители или воспользоваться встроенными АЦП доработав программу для МК. Также можно добавить вывод текста на дисплей, показывающего количество вольт на деление и количество секунд на деление.

Список использованных источников

1. Б.П. Хромой, Ю.Г. Моисеев. Электрорадиоизмерения. Учебник для техникумов. – M: Издательство "Радио и связь", 1985г.

2. ADG211- Документация. Режим доступа: [http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/74187780adg211a2.pdf].

3. AD8008 – Документация. Режим доступа: [http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/3836143348442092336AD8007_8_d.pdf].

4. AD9288 – Документация. Режим доступа: [http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/54479363AD9288_c.pdf].

5. C8051F120 – Документация. Режим доступа: [http://www2.silabs.com/public/documents/tpub_doc/dsheet/Microcontrollers/Precision_Mixed-Signal/en/C8051F12x-13x.pdf].

6. SED1335 – Перевод документации. Режим доступа: [http://www.ineltek.ru/html.cgi/txt/lcd/chips/sed1335/index.htm].

Доработка цифрового осциллографа

Разрабатываемое устройство должно отображать на дисплее неподвижное изображение осциллограммы. Для этого все осциллографы имеют три основных режима синхронизации: автоколебательный, ждущий и однократный.

По умолчанию осциллограф работает в автоколебательном режиме. При ждущем режиме сигнал отображается не непрерывно, а только с приходом сигнала. При этом происходит отображение сигнала полностью. В однократном режиме сигнал оцифровывается и отображается при нажатии кнопки «СТАРТ».

Также обычно имеется возможность выбирать источник синхронизации внешний или внутренний. При внутренней синхронизации сигнала при рисовании графика функции U(t), момент времени t=0 делают совпадающим с моментом начала следующего периода исследуемого аналогового сигнала на входе осциллографа, а при внешней – с моментом начала внешнего сигнала синхронизации.

В автоколебательном режиме для получения чёткого изображения на панель прибора выводится регулятор уровня запуска (LEVEL) и переключатель выбора запускающего перепада положительного или отрицательного (SLOPE).

Переключатель SLOPE определяет на фронте или на спаде импульса будет находиться точка запуска развертки (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Регулировка наклона и уровня

В нажатом состоянии ручки запуск развертки осуществляется по фронту, в вытянутом – по спаду. Регулятор LEVEL определяет точку на выбранном фронте, при пересечении которой запускается развертка.

Дле регулировки уровня подключим ко входу Ain0.0 потенциометр. Напряжение на Ain0.0 может меняться от 0 до 1 В. Ain0.0 подключим при программировании к 10 – ти разрядному ADC0.

Рисунок 2 – потенциометр для регулировки уровня

Для настройки АЦП0 загружаются регистры AMX0CF, AMX0SL, ADC0CF, ADC0CN значениями приведёнными в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Регистры для настройки и управления АЦП0

В результате настройки Ain0.0 - Ain0.7 – независимые одиночные входы.

Выбран канал Ain0.0 мультиплексора.

Частота дискретизации вычисляется из формулы:

,

где - системная тактовая частота (100 МГц);

- число, задаваемое битами 3 – 7 регистра ADC0CF.

Коэффициент усиления встроенного усилителя равен 1.

Более подробно опишем назначения битов регистра ADC0CN:

Бит 7: AD0EN: Бит включения АЦП0.

0: АЦП0 отключен. АЦП0 находится в режиме пониженного энергопотребления.

1: АЦП0 включен. АЦП0 находится в активном режиме и готов к преобразованию данных.

Бит 6: AD0TM: Бит установки режима слежения АЦП0.

0: Нормальный режим слежения: Когда АЦП0 включен, слежение осуществляется всегда, за исключением момента преобразования.

1: Энергосберегающий режим слежения: Режим слежения определяется битами AD0CM1-0 (см. ниже).

Бит 5: AD0INT: Флаг прерывания от АЦП0 (устанавливается при завершении преобразования).

Этот флаг должен быть сброшен программно.

0: АЦП0 не закончил преобразование данных (с момента последнего обнуления этого флага).

1: АЦП0 закончил преобразование данных.

Бит 4: AD0BUSY: Бит занятости АЦП0.

Чтение:

0: Преобразование данных завершено или в данный момент преобразование не осуществляется.

При аппаратном обнулении этого бита флаг AD2INT устанавливается в 1.

1: Идет процесс преобразования данных АЦП0.

Запись:

0: Не оказывает никакого влияния.

1: Инициирует запуск преобразования АЦП0, если биты AD2CM1-0 = 00b.

Биты 3-2: AD0CM1-0: Биты выбора режима запуска преобразования АЦП0.

Если AD2TM = 0:

00: Запуск преобразования осуществляется установкой в 1 бита AD2BUSY.

01: Запуск преобразования осуществляется при переполнении Таймера 3.

10: Запуск преобразования осуществляется нарастающим фронтом внешнего сигнала CNVSTR2.

11: Запуск преобразования осуществляется при переполнении Таймера 2.

Если AD2TM = 1:

00: слежение (выборка) начинается в момент установки в 1 бита AD2BUSY и длится 3 периода сигнала дискретизации АЦП0; затем начинается преобразование данных.

01: слежение (выборка) начинается при переполнении Таймера 3 и длится 3 периода сигнала дискретизации АЦП0; затем начинается преобразование данных.

1	2	3	4	5	6	7	8	9