Осциллограф - измерения - помогите разобраться

[Privet]

Хотел бы получить квалифицированный совет по поводу процесса и результатов моих измерений формы цифрового сигнала. Имееются значительные базовые знания цифровой электроники но практически нулевой опыт.

Есть некое цифровое(?) устройство, для которого мне хотелось бы задокументировать форму сигнала. Есть дешевый китайский тестер.
...

У Вас судя по картинкам, совершенно не отрегулированы головки (делители). Я не знаю, что у Вас там за прибор, но обычно у осциллографа есть выходной калибровочный сигнал в виде меандра. Сначала надо прибор калибруется по этому сигналу - частота, размер сигнала на экране для измерения напряжения и ещё крутилками верхние и нижние полочки делаются прямыми и параллельными друг другу, а не как у Вас на снимках. Теоретически, сигнал может выглядеть так, но я сомневаюсь. 99% это разрегулированные делители.

Извиняюсь... не прочитал дальше картинок . Вижу, Вы уже в курсе. Такое ещё может быть если схема чувствительная, а в неё лезут щупами без делителя.

Вообще, Вы окунулись в мою стихию. Будут вопросы, можете постучаться в скайп bzonline. Чепятать кучу инструкций здесь мне, извините не в мочь.

[DropAndDrag]

не осцилограф, а какая-то платка подключенная к компу. так что никакого тестового сигнала нету.

если бы товарищ потратил баксов 200 и купил вот такую http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/212376 платку (8 analog inputs, 20 kS/s; 14-bit resolution), которая через USB подключается к Windows (остальное работает коряво), то на 1 мс было бы 20 точек. И посмотрел бы через MAX.
заодно мог бы с DAC подать на ADC, правда тут надо как-то программку написать.

[Privet]

Да и с такой платкой можно работать. Только делители всё равно нужны.

Схема-то этого транбабулятора, сигнал которого документитуется, есть?

Кстати, форма сигнала потому и улучшается, т.к. под нагрузкой влияние кривизны щупом нивелируется. Ведь, для нормального измерения надо хотя бы приблизительно знать параметры измеряемой цепи и парамерты прибора. Хотябы вых.сопротивление измеряемого транбабулятора, вх.сопротивление и ёмкость щупа.

Кстати, всякими usb примочками можно пользоваться только если у них есть своя память. Винды не есть система реального времени.

[perasperaadastra]

если бы товарищ потратил баксов 200 и купил вот такую http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/212376 платку (8 analog inputs, 20 kS/s; 14-bit resolution)...

Как-то дорого для всего лишь 20 kS/s... Это у NI такое разводилово или там какая-то супер accuracy (забыл слово) и гигаомы?

[DropAndDrag]

Кстати, всякими usb примочками можно пользоваться только если у них есть своя память. Винды не есть система реального времени.

Это ошибка, вернее две ошибки.
Во-первых, не надо смешивать USB интерфейс и винду. У USB есть определенная пропускная способность и если на один порт через USB hub посадить много устройств, то real-time не будет и с любой операционной системой. Кстати, очень непонятно как USB доходит до PCIe - я имею ввиду, что можно подключить к 2 разным USB портам у компа, но они могут шерится внутри компа.
Во-вторых, во многих устройствах NI осуществлен подход, где устройство, а не CPU, является инициатором каждого DMA пакета на PCI и PCIe интерфейсах. Процессор (=программа) готовит кусок памяти, подготавливает устройство с передачей информации о куске памяти. Устройство, имеющее скажем внутренние 32 кбайта буфер памяти, стартует (может от программы, а может и от врешнего триггера). Заполняется половина буфера 16 кбайт и устройство передает через DMA протокол данные в память, то бишь CPU не прерывается. Когда измерение закончено, то устройство шлет прерывание CPU.
USB интерфейс не имеет DMA передачи, но тоже имеет какаю-то предположу блоковую передачу данных - название не помню.
Так что Windows весьма хорошо себя ведет при таких устройствах. Недавно запустил устройство, которое измеряет image 1024 на 1024 точек (в принципе можно и больше, и меньше). При этом 2 DAC выставляют позицию точки, а ADC делает 10-50 (по выбору оператора) измерений. Скорость DAC - 2.86 MHz, ADC 2 MHz. Все работает от триггеров и Windows ничего не делает при измерении.

[DropAndDrag]

если бы товарищ потратил баксов 200 и купил вот такую http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/212376 платку (8 analog inputs, 20 kS/s; 14-bit resolution)...

Как-то дорого для всего лишь 20 kS/s... Это у NI такое разводилово или там какая-то супер accuracy (забыл слово) и гигаомы?

нормальное accuracy.
есть компании которые продают немного дешевле, но у NI большой выбор и к драйверам есть следующий уровень, который унифицирует все их приборы. Скажем был у меня девайс, а тут мне надо скорость пошустрее. Я поменял девайс, а программа продолжает работать.
В принципе я не уважаю LabVIEW, за непонятность, что происходит внутри, отсутствие документации - нужно разбираться с примерами, а если шаг влево-вправо, то никто толком не знает, да и ошибки встречаются. Но для простых систем - LabVIEW практически вне конкуренции.

[Gori]

На всякий пожарный случай, вот калибровочный сигнал с самого аппарата:

Такое ещё может быть если схема чувствительная, а в неё лезут щупами без делителя.

Делителя действительно нет. Есть три переключателя чувствительности на осциллографе, а сам прибор имеет регулятор напряжения на выходе. Причем рабочее напряжение можно варьировать по дизайну. Возможно, есть некоторое искажение, потому что практически все снимки сделаны без нагрузки, с подкруткой выходного напряжения, чтобы нормально видеть сигнал на экране. А последний сделан с нагрузкой, но не уверен, что напряжение также близко к рабочему. Можно будет еще попробовать покрутить.

Судя по всему, даже у дешевых плат тоже бывают тестовые сигналы.

если бы товарищ потратил баксов 200 и купил вот такую ...

Всегда хотелось иметь хотя бы дешевый осциллограф, но это реальный первый случай за последние 15 лет, когда он действительно потребовался. После покупки уже посидел и помечтал, где бы мне его еще применить в некоем обозримом будущем. Пока размышления не закончились. Больше всего ощущаю себя стяжателем...

Схема-то этого транбабулятора, сигнал которого документитуется, есть?

Нету

Кстати, форма сигнала потому и улучшается, т.к. под нагрузкой влияние кривизны щупом нивелируется. Ведь, для нормального измерения надо хотя бы приблизительно знать параметры измеряемой цепи и парамерты прибора. Хотябы вых.сопротивление измеряемого транбабулятора, вх.сопротивление и ёмкость щупа.

На сам прибор такой спецификации нет.
В спецификации на осциллограф на сайте производителя входное сопротивление отсутствует: http://www.jyetech.com/Products/LcdScope/e138.php, а в бумажной сопроводиловке указано 1Мом/20pF, хотя это может быть и подделка. Насчет щупа не знаю, выглядит весьма примитивным куском провода 50 см с коаксиальным разъемом с одной стороны и двумя крокоидлами с другой.

Есть дешевый китайский тестер.

Как это я так брякнул. Виноват, имел в виду осциллограф. Но судя по всему из контекста большинство участников все поняли

[DropAndDrag]

прикольная штучка - за 40 баксов )))
1 кГц тестовый сигнал выглядит нормально. 3.3 В амплитуды тоже нормально, но все-таки я бы проверил DC.
если вы паритесь насчет входного сопротвления скопа, то можно попробовать поставить 1МОм последовательно. Измеряемое напряжение должно упасть в 2 раза.

[Privet]

Кстати, всякими usb примочками можно пользоваться только если у них есть своя память. Винды не есть система реального времени.

Это ошибка, вернее две ошибки.
Во-первых, не надо смешивать USB интерфейс и винду. У USB есть определенная пропускная способность и если на один порт через USB hub посадить много устройств, то real-time не будет и с любой операционной системой. Кстати, очень непонятно как USB доходит до PCIe - я имею ввиду, что можно подключить к 2 разным USB портам у компа, но они могут шерится внутри компа.
Во-вторых, во многих устройствах NI осуществлен подход, где устройство, а не CPU, является инициатором каждого DMA пакета на PCI и PCIe интерфейсах. Процессор (=программа) готовит кусок памяти, подготавливает устройство с передачей информации о куске памяти. Устройство, имеющее скажем внутренние 32 кбайта буфер памяти, стартует (может от программы, а может и от врешнего триггера). Заполняется половина буфера 16 кбайт и устройство передает через DMA протокол данные в память, то бишь CPU не прерывается. Когда измерение закончено, то устройство шлет прерывание CPU....

Спасибо, что популярно объяснили, а то я ещё студентом писал драйвер на СМ1420 для устройства ввода-вывода, мною же разработанного и изготовленного, а как работает обменная буферизация так до сих пор и не знал.
О DMA мы тоже представления не имели. Прямым доступом его называли. Ну, не было у нас тогда интернетов.
Я прикалываюсь, Вы не обижайтесь. Я почти всю жизнь с реальным временем работал. На веризоновском телефоне (Apex) был распознаватель и синтезатор речи к которым я руку приложил.

Вы таким способом вряд ли получите хотя бы 1 МГц тактовой частоты. Одна мкс разрешение - это только для звукового диапазона.

[Privet]

На всякий пожарный случай, вот калибровочный сигнал с самого аппарата:

Такое ещё может быть если схема чувствительная, а в неё лезут щупами без делителя.

Делителя действительно нет. Есть три переключателя чувствительности на осциллографе, а сам прибор имеет регулятор напряжения на выходе. Причем рабочее напряжение можно варьировать по дизайну.
...

Деталюшек у Вас, как я понимаю, нет? Спаять делитель не проблема. Там самое сложное - переменная ёмкость где-то 5-30 пФ для подстройки. Впрочем, её не сложно самому соорудить, а резисторы повыкалупывать с каких-нибудь старых плат.
А что там за регулятор напряжения на выходе стоит? Что это вообще за девайс? Это не секрет? Даже по назначению что-то понять можно. Выходные цепи там наверняка не трудно посмотреть, если разобрать. Я как-то схему метелодетектора просто по плате полностью прорисовал, а на днях в контроллере NAS нашёл гиблую микросхемку тоже без всякой схемы.

[Gori]

Деталюшек у Вас, как я понимаю, нет? Спаять делитель не проблема. Там самое сложное - переменная ёмкость где-то 5-30 пФ для подстройки. Впрочем, её не сложно самому соорудить, а резисторы повыкалупывать с каких-нибудь старых плат.

Некоторые детали есть, но не переменная емкость. Можно бы заказать, да скоро этот бульбулятор надо будет отдававть. Я в самом деле попробую, может у кого померяю сигнал более профессиональным осциллографом, если найду.

А что там за регулятор напряжения на выходе стоит? Что это вообще за девайс? Это не секрет? Даже по назначению что-то понять можно.

К сожалению, его открывать нельзя. Прибор для электротерапии, размером с сигаретную пачку, поэтому ожидать там чего-то супер мне логика не очень позволяет. А интуиция говорит, что при таких габаритах и назначении разработчики могли не сильно заботиться о получении сигнала строгой формы - я бы сказал, что получили желаемую частоту и скважность и какое-то там подобие ступеньки -- ну и ладно, даже если она меняется с изменением напряжения и сопротивлением нагрузки. Сигнал описан разработчиками как "модифицированный прямоугольный сигнал 100Гц и длительностью сигнала 2мсек".
При таких исходных данных я даже был бы склонен, как уже писал, остановиться на том, что первые несколько фото это все, что требуется. Ну, вернее, те фото, которые с бОльшими частотами развертки, но их надо переизмерить с нагрузкой.

[DropAndDrag]

... Вы таким способом вряд ли получите хотя бы 1 МГц тактовой частоты. Одна мкс разрешение - это только для звукового диапазона.

На USB2 не получить.
в описанной системе использовалась NI PCIe-6363. PCIe-1x интерфейс, ADC работало на максимуме 2 MSamples per sec работало постоянно, 2 DACs максимально могут 2.83 MSamples per sec, но реально работали 2 MSamples per sec / N, которое устанавливал оператор. Также скорость у NI PCIe-6363 определяется кол-ом независимых каналов DMA и их там кажется 3.
Вот если ползти в RF, где частота 1 GHz, то PCIe v3 x16 с 16 GBps может и загнуться. Тогда память надо увеличивать, и уменьшать кол-ов данных на лету с помощью триггеров, но цена разработки будет соотвествующая.
А если ползти в видео ...

[Byka]

не осцилограф, а какая-то платка подключенная к компу. так что никакого тестового сигнала нету.

если бы товарищ потратил баксов 200 и купил вот такую http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/212376 платку (8 analog inputs, 20 kS/s; 14-bit resolution), которая через USB подключается к Windows (остальное работает коряво), то на 1 мс было бы 20 точек. И посмотрел бы через MAX.
заодно мог бы с DAC подать на ADC, правда тут надо как-то программку написать.

Не обязательно покупать NI - есть и другие варианты. Вот, например идем сюда - https://www.picotech.com/ и выбираем в зависимости от необходимостей и возможностей. Не Rohde & Schwarz или Tektronix, конечно, но посмотреть, что к чему, можно.

[DropAndDrag]

неплохой вариант за 115 баксов.
и вообще у них есть ГГц варианты. раньше мы какой-то компании покупали платы, потом их перекупил agilent. не помню сколько, но дорогие зараза были.

[perasperaadastra]

За 115 это только 100 MS/s с памятью 8 kS и без тыков.