Pict0207

Układ pełni rolę przystawki do komputera PC, która za pomocą odpowiedniego programu przekształca komputer w jednokanałowy oscyloskop. Sygnał można podać bezpośrednio na wejście liniowe karty dźwiękowej, lecz wiąże się to z ryzykiem uszkodzenia jej przy podaniu za dużych napięć. Wejście liniowe nie przenosi napięć powyżej l-2Vpp, co przy pomiarach wymagałoby stosowania odpowiedniego dzielnika napięcia. Zastosowanie opisanej poniżej przystawki likwiduje ten problem.

Parametry „oscyloskopu” ograniczone są możliwościami karty dźwiękowej i wynoszą: częstotliwość próbkowania sygnału wejściowego od 2kHz do 57,6kHz, rozdzielczość 8 bitów, jeden kanał, lecz wiele zależy też od jakości karty dźwiękowej.

Układ może się przydać każdemu elektronikowi, którego nie stać na zakup „prawdziwego” oscyloskopu.

Opis układu

Schemat ideowy przedstawiony został na rysunku 1. Układ działa w następujący sposób: sygnał podany na sondę trafia na kondensator Cl i dalej poprzez rezystor R1 na wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego Ul A. R1 i diody Dl, D2 zabezpieczają przed napięciami mogącymi uszkodzić układ. Ul A wraz z elementami R1-R4, U2A, U2B tworzy wzmacniacz o wzmocnieniu wyznaczonym przez stany logiczne panujące na porcie LPT i podawane na wejścia sterujące kluczy kostki CD4066. Jeżeli żaden z kluczy nie jest włączony (stan L na końcówce sterującej), to Ul A ma wzmocnienie równe lx. Jeżeli włączymy klucz U2A (stan H na końcówce sterującej), to wzmocnienie będzie wynosić 0,01x. Jeżeli włączymy klucz U2B, to wzmocnienie będzie wynosić 0, lx. Wzmacniacz U IB i klucze U2C i U2D spełniają analogiczną rolę, tylko wzmocnienie U1B rośnie, a nie maleje. Gdy U2C jest włączony, to U1B wzmacnia sygnał z wyjścia Ul A 10x, gdy włączymy kluczU2D, to wzmacniacz wzmacnia sygnał 100x. Program uniemożliwia włączenie więcej niż jednego klucza naraz. Elementy R8, R9, C2 tworzą obwód sztucznej masy na poziomie Vzas/2. Kondensatory C3 i C4 separują składową stałą z wyjścia UlB. Kondensator C4 polepsza przenoszenie przy wyższych częstotliwościach. Teoretycznie można nie montować tych kondensatorów, podając sygnał na wejście liniowe posiadające taki kondensator. Elementy C5, L, R15 filtrują napięcie zasilające. Zamiast nich można zastosować stabilizator 78L05 i zasilić układ napięciem 12V. Wejścia sterujące kluczami CD4066 zostały podłączone do wyjść portu LTP za pomocą wtyczki DB25M. Jeżeli układ miałby być zasilany napięciem 12V z pominięciem 78L05, to klucze CD4066 muszą być sterowane za pomocą tranzystorów. Takie rozwiązanie znacznie komplikuję płytkę obwodów. Zasilenie układu napięciem 5V rozwiązuje problem sterowania (stany logiczne na porcie LPT mają poziomy 0V-5V). Wyjściami LPT steruje program mojego autorstwa. Pełni on też funkcję ekranu oscyloskopu. Opisaną przystawką można mierzyć napięcia w zakresie ok. 5mV-50V.

Program został napisany w Delphi 5.0 i można go ściągnąć ze strony internetowej EdW z działu FTP. Jego działanie opiera się na ciągłym nagrywaniu dźwięku z karty dźwiękowej. Bez problemów można przystosować program do pracy dwukanałowej (stereo), lecz wymaga to dwóch przystawek, ew. można podać sygnał bezpośrednio na wejście liniowe, co jednak niesie ryzyko uszkodzenia karty dźwiękowej podczas pomiarów. Ponadto praca dwukanałowa jak i 16-bitowa spowalnia odświeżanie wykresu przebiegu. Ostatecznie program jest jednokanałowy i 8-bitowy. Wymagania sprzętowe nie są wygórowane. Na moim PTII 500MHz z Win98 program pracuje znakomicie, a i na słabszych maszynach też powinien pracować poprawnie.

Montaż i uruchomienie

Przystawkę należy zamontować w jakimkolwiek wolnym slocie. Ważne jest, aby komputer był wyłączony podczas montażu i podłączania gniazd zasilających i LPT.

Ciąg dalszy na stronie 65.

Rys. 1 Schemat ideowy

vcc

Elektronika dla Wszystkich Lipiec 2004 63