Osciloskop k pc

Jakub Fulín (PCtun)

Osciloskop je základním vybavením elektronické dílny. Ne každý ale toto zařízení vlastní a nechce investovat peníze do jeho zakoupení. Toto zapojení je jakousi levnější náhražkou využívající zvukovou kartu v PC.

Sice vlastním osciloskop Tesla BM550 avšak někdy se hodí záznam měřeného signálu, což zmíněný osciloskop neumožňuje. Z toho důvodu vzniklo toto zapojení. Vychází z části z jiného zapojení nalezeného na internetu, ale bylo do značné míry přepracováno (hlavně ochranné obvody).

Vstupní signál ze sondy připojené přes BNC konektor je veden na R2 určujícího vstupní odpor v poloze LO (v poloze HI je vstupní odpor paralelní kombinací R2 a R1, R3 je zanedbatelný). V poloze LO je signál oddělen sledovačem s OZ zajišťující velký vstupní odpor. Dále je signál veden na invertující zesilovač, jehož zesílení je dáno rezistory R3 a potenciometrem 100k (v poloze HI hraje roli R1 snižující citlivost-zesílení). Z výstupu je odebírán signál pro ochranné, indikační obvody a přes R6 veden na další invertující zesilovač se zesílením 1. Z tohoto bodu je také vyveden neomezovaný signál přes C3 a R16. Ten je v opačné fázi než vstupní. OZ za R6 zajišťuje stejnou výstupní a vstupní fázi (dva inv. zes. za sebou) a současně funguje jako omezovač.

Nyní pár slov k ochrannému obvodu. Úroveň limitace (omezování) se nastavuje pomocí R12. Signál z R12 je veden na dvojici komparátorů (jeden pro kladnou a druhý zápornou půlvlnu) porovnávajících signál s referenčními napětími získanými z D1 a D2. Při aktivaci dojde k nabíjení C2 přes D3/4 a D5, která indikuje fci omezovače. R13 zajišťuje vybíjení C2 a zajišťuje proud D5, pokud je C2 nabit. Napětím z C2 je přímo napájena dvojice optočlenů ve zpětné vazbě výstupního zesilovače. Při otevření optočlenů klesne zesílení téměř k nule a tím je vstup zvukové karty chráněn před přebuzením a příp. poškozením.

Druhý kanál je totožný s prvním, akorát z něj není vyveden neomezovaný signál. Zde uvedené DPS je upravená verze na základě poznatků ze stavby a není ověřená (pokud byste přišli na chybu, napište). Přepínání rozsahů LO/HI je prováděno pomocí relé se dvěmi cívkami, relé zůstává vždy v jedné poloze odpovídající příslušné ovládací cívce. Druhým přepínacím kontaktem jsou napájeny led indikující rozsah. Rozsah LO slouží pro sledování signálů v rozsahu 0-16V, rozsah HI pro signály nad 16V.

Po připojení k PC a generátoru jsem zjistil, že i přes poměrně vysoký vzorkovací kmitočet zvukové karty 96kHz je měření pomocí zvukové karty vhodné max. do 5-10kHz, dle druhu signálu. Sinusový signál je korektně zobrazen do cca 15-18kHz. Trojúhelníkový do cca 5kHz. Zařízení se dá dále využít např. jako měřič frekvence nebo spektrální analyzátor. To vše ale záleží na použitém software. Já používám Visual Analyser dostupný na stránkách Stánky programu

Pozn.: Všechny součástky, nebo jejich náhrady jsou k dostání např. v gm elektronik www.gme.cz Obrazce DPS i osazovacích plánů jsou z pohledu ze shora ze strany součástek

Přeji hodně úspěchů se stavbou. Případné dotazy či připomínky pište do diskusního fóra nebo na e-mail jakubful@gmail.com

Kliknutím na fotku se zobrazí v plné velikosti.

Webdesign a autor většiny článků: Jakub Fulín (PCtun)

2009