Схема. Портативный цифровой осциллограф DSS-31 (4)

Окончание. Начало —    www.radioelectronika.ru/?mod=cxemi&sub_mod=full_cxema&id=776
www.radioelectronika.ru/?mod=cxemi&sub_mod=full_cxema&id=777
www.radioelectronika.ru/?mod=cxemi&sub_mod=full_cxema&id=778

Приступая к работе с осциллографом, необходимо прежде всего решить, от какого источника (внутреннего или внешнего) он будет питаться и в зависимости от этого перевести переключатель SA2 в соответствующее положение. Выбор открытого/закрытого режима входа осциллографа производится с помощью выключателя SA1. Когда он разомкнут — вход закрытый.
Включают осциллограф кратковременным нажатием на кнопку SB7 «Вкл./Выкл.». При этом он подаёт два коротких звуковых сигнала и выводит на экран оси координат с линией развёртки значок уровня синхронизации и меню управления. Изображение активного пункта меню — негативное. Перемещение между пунктами меню по вертикали производится одновременными нажатиями кнопки SB1 «Shift» с кнопками SB5 «▲» или SB4 «▼». Перемещение между пунктами меню по горизонтали (такие пункты есть в верхней и нижней строках меню) производится кнопками SB3 «◄» и SB6 «►». В пункте меню необходимый параметр выбирают кнопками SB5 «▲», SB4 «▼», SB3 «◄» или SB6 «►». Вид экрана осциллографа с осциллограммой телевизионного сигнала цветных полос показан на рис. 17.

Рассмотрим каждую строку находящегося в правой части экрана меню. В верхней строке расположены слева направо:
— значок режима работы:
«║» — фиксация показаний на экране,
«►» — измерение,
«>» — ожидание синхроимпульса;

— значок синхронизации:
«┌» — по нарастанию сигнала,
«┐» — по спаду сигнала;

— название режима развёртки:
«Авт.» («Aut») — автоматический,
«Ручн.» («Hand») — ручной,
«Жд.» («Walt») — ждущий,
«Одн.» («Sing») — однократный,
«Стр.» («Str.») — стробоскопический;

— операции с осциллограммой:
«Сохр.1» («Save 1») — сохранение в памяти осциллограммы № 1,
«Сохр.2» («Save 2») — сохранение в памяти осциллограммы № 2,
«Загр.1» («Load 1») — загрузка из памяти осциллограммы № 1,
«Загр.2» («Load 2») — загрузка из памяти осциллограммы № 2,
«Отпр.» («Send») — пересылка осциллограммы в компьютер.
Схема Портативный цифровой осциллограф DSS-31 (4) 1
Выбранный пункт активизируют одновременным нажатием на кнопки SB1 «Shift» и SB6 «►». При загрузке осциллограммы из памяти автоматически устанавливаются такие же значения коэффициента отклонения, скорости развёртки, вертикального и горизонтального смещения, какими они были в момент её записи в память.

При активизации пунктов «Загр.1» или «Загр.2» название пункта становится мигающим (позитив—негатив), при переходе от «Загр.1» к «Загр.2» и обратно (кнопками SB5 «▲» или SB4 «▼» ) происходит считывание соответствующей осциллограммы из памяти микроконтроллера и вывод её на экран. Отменяют активизацию нажатием на любую кнопку, кроме SB5 «▲», SB4 «▼», либо переходом к пунктам «Отпр.» или «Сохр. 2». Этим упрощается последовательный просмотр хранящихся в памяти осциллограмм для их сравнения и снижается вероятность случайной перезаписи осциллограммы в процессе сравнения. Вторая и третья строки меню образуют единый пункт для выбора коэффициента отклонения и скорости развёртки соответственно. Коэффициент отклонения переключают кнопками SB5 «▲» и SB4 «▼», скорость развёртки — кнопка- ми SB6 «►» и SB3 «◄». При скорости развёртки от 2 до 0,1 мкс/дел. в самой верхней строке меню выводится признак работы в стробоскопическом режиме «Стр.» («Str.»).

Режим автоматического выбора коэффициента отклонения включают одновременным нажатием на кнопки SB1 «Shift» и SB3 «◄» (при активном пункте меню). При этом в конце отображающей коэффициент строки сверху появляется жирная точка. Выключают этот режим повторным нажатием на те же кнопки (при активном пункте меню), а после изменения коэффициента отклонения вручную — кнопками SB5 «▲» или SВ4″▼».
Режим автоматического выбора скорости развёртки включают одновременным нажатием на кнопки SB1 «Shift» и SB6 «►» (при активном пункте меню). При этом в конце отображающей скорость строки снизу появляется жирная точка. Скорость развёртки переключается автоматически в интервале 0,1 мкс/дел.—20 мс/дел. При более медленной развёртке время автоматического переключения слишком велико. Выключают этот режим повторным нажатием указанных выше кнопок (при активном пункте меню), а после изменения скорости развёртки вручную — кнопками SB6 «►» или SB3 «◄».

Четвёртая и пятая строки меню образуют единый пункт для смещения осциллограммы по вертикали и по горизонтали. По вертикали её смещают кнопками SB5 «▲» и SB4 «▼», по горизонтали — кнопками SB6 «►» и SB3 «◄». Значение смещения выводится на экран в делениях. В правой части этого пункта меню показывается положение видимой экранной области по вертикали относительно доступной. При одновременном нажатии на кнопки SB1 «Shift» и SB3 «◄» осциллограмма немедленно смещается влево до упора, а при нажатии на кнопки SB1 «Shift» и SB6 «►» — вправо до упора. При одновременном нажатии на SB5 «▲» и SB4 «▼» устанавливается нулевое смещение по вертикали.

Шестая и седьмая строки меню предназначены для вывода измеренных значений частоты и периода исследуемого периодического сигнала, а также значения его напряжения: среднеквадратичного (нормальным шрифтом либо мелким со значком «▀»), среднего за период (мелким шрифтом), размаха (с двумя горизонтальными линиями), максимального (с верхней горизонтальной линией) и минимального (с нижней горизонтальной линией).

Переходят в режим выбора отображаемого параметра одновременным нажатием на кнопки SB1 «Shift» и SB2 «Пуск/Стоп» при любом активном пункте меню. При этом шестая и седьмая строки начинают мигать (без инверсии). Необходимый параметр в шестой строке выбирают кнопками SB3 «◄» и SB5 «▲», а в седьмой — кнопками SB4 «▼» и SB6 «►». Выход из режима выбора отображаемого параметра — нажатием на SB1 «Shift» (осциллограф останется в режиме фиксации показаний) или SB2 «Пуск/Стоп» (осциллограф перейдёт в режим измерения).

Если, удерживая кнопку SB1 «Shift» нажатой, дважды нажать на SB2 «Пуск/Стоп», произойдёт переключение в режим выбора ещё двух дополнительных отображаемых параметров в четвёртой и пятой строках меню (вместо смещения). Выбор производится кнопками SB3 «◄» и SB5 «▲» для четвёртой строки, а кнопками SB4 «▼» и SB6 «►» для пятой. Выход из этого режима такой же, как из предыдущего. Чтобы вернуть на экран пункт установки смещения, необходимо, удерживая кнопку SB1 «Shift» нажатой, трижды нажать на SB2 «Пуск/Стоп» .

В восьмой строке меню расположен значок степени заряженности батареи питания и следующие пункты:
— регулировка яркости подсветки экрана ЖКИ («☼»,»☼▄», «☼█»);
— выбор множителя х1 или x10, соответствующего положению переключателя на пробнике;
— включение и выключение замкнутого состояния входа осциллографа («┴», «~=»);
— включение и выключение режима подавления нежелательных проявлений стробоскопического эффекта («.·˙·.·˙·.», «. . .»).

В зависимости от напряжения батареи питания изменяется размер закрашенной части её значка на экране. Степень заряженности микроконтроллер определяет по таблице, заложенной в его память. Она составлена по результатам измерения разрядных характеристик различных гальванических элементов и аккумуляторов при токе нагрузки около 100мА. При уменьшении напряжения ниже порога (2,7 В для аккумуляторов и 2,2 В для гальванических элементов) значок батареи исчезает, на экран выводится надпись «Батарея разряжена!» («The battery is discharged!») и, если подсветка ЖКИ была выключена, осциллограф выключается. При включённой подсветке её яркость автоматически уменьшается, пока возросшее благодаря уменьшению нагрузки напряжение батареи не превысит порог. Если даже после полного гашения подсветки этого не происходит, осциллограф выключается, чтобы предотвратить глубокую разрядку аккумуляторной батареи.

Описанную особенность осциллографа можно периодически использовать для полной разрядки его аккумуляторной батареи перед зарядкой, что благоприятно скажется на сроке её службы. Достаточно, установив максимальную яркость подсветки, деактивировать таймер выключения и оставить осциллограф работать до автоматического выключения.
При напряжении питания более 5 В вместо значка батареи выводится значок сетевой вилки, указывающий на питание от внешнего источника.
Если нажать и удерживать кнопку SB1 «Shift» не менее 3 с, вместо осциллограммы на экране ЖКИ появится меню «НАСТРОЙКИ», показанное на рис. 18. Оно состоит из пяти пунктов. Перемещаются по ним с помощью кнопок SB5 «▲», SB4 «▼», а изменяют параметры кнопками SB6 «►», SB3 «◄».

Пункт «Таймер» предназначен для установки продолжительности работы осциллографа до автоматического выключения. Её можно выбрать из ряда 2, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60 мин или отключить таймер. При нажатии на любую из кнопок осциллографа в любом режиме отсчёт выдержки начинается заново. По истечении заданного времени раздаётся предупредительный звуковой сигнал, после которого в течение двух секунд можно, нажав на любую кнопку, отменить выключение и перезапустить таймер.
Пункт «Интерпол.» позволяет выбрать вид интерполяции сигнала (по линейному закону, по закону sin(x)/x или по выбираемому из этих вариантов автоматически) для скорости развёртки 0,2 мкс/дел. и 0,1 мкс/дел.

Пункт «Тип батар.» служит для указания типа установленной в прибор батареи питания: из солевых или щелочных гальванических элементов, из Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов. От правильности указания типа зависят корректность отображения степени заряженности батареи на экране и напряжение выключения осциллографа при разрядке батареи.
Пункт «Звук» предназначен для регулировки громкости подаваемых осциллографом звуковых сигналов.
Пункт «Язык» даёт возможность выбрать русский или английский язык выводимых на экран надписей.
В нижней строке меню отображается номер загруженной в микроконтроллер версии программы. Под ним выводится текущее значение напряжения батареи питания. Выход из этого меню — кратковременное нажатие на кнопку SB1 «Shin».
Если w после появления меню «НАСТРОЙКИ» удерживать кнопку SB1 «Shift» нажатой более 5 с, на экран будет выведено показанное на рис. 19 меню «КОНФИГУРАЦИЯ».

Пункт «Urms» предназначен для выбора способа отображения среднеквадратического значения напряжения: «XXX» — крупным шрифтом, «▀xxx» — мелким шрифтом с дополнительным значком.
Пункт «USB» позволяет включать и выключать функцию пересылки осциллограмм в компьютер. При выключенной функции из основного меню исчезает пункт «Отпр. (Send)».
Пункт «☼» служит для включения и выключения регулировки яркости подсветки. При выключенной функции из основного меню исчезает соответствующий пункт.
Пункт «Uref» позволяет скомпенсировать систематическую погрешность измерителя напряжения питания осциллографа. Подбирая введённое здесь значение, устанавливают отображаемое на экране напряжение питания таким же, как измеренное в контрольной точке КТЗ (см. рис. 4) относительно общего провода образцовым, желательно цифровым вольтметром. Таким же образом удаётся скомпенсировать погрешность делителя напряжения, через который исследуемый сигнал поступает на АЦП. При этом резисторы делителя могут иметь отклонение от номинала до ±5 %.

Выход из меню «КОНФИГУРАЦИЯ» производится кратковременным нажатием на кнопку SB1 «Shift».
Кнопкой SB2 «Пуск/Стоп» запускают и останавливают развёртку. При медленной развёртке со скоростью 10 с/дел…0,1 мс/дел. процесс развёртки может быть остановлен в любой момент времени, а при большей скорости — только после получения всех 200 отсчётов сигнала.

Когда развёртка остановлена, в верхней строке меню появляется значок «║». Если при этом кратковременно нажать на кнопку SB2 «Пуск/Стоп», произойдёт запуск развёртки, а значок сменится на «►». Если выбран ручной режим запуска, то по завершении выборки (200 отсчётов) развёртка снова будет остановлена и появится значок «║». В автоматическом режиме она запускается импульсами с выхода компаратора DA3. Уровень запуска устанавливают переменным резистором R35, перемещая на экране значок уровня синхронизации. Если этот значок находится выше максимального или ниже минимального мгновенного значения сигнала, развёртка работает в автоколебательном режиме без синхронизации с исследуемым сигналом.

В ждущем режиме развёртки при отсутствии синхроимпульсов значок режима сменяется на «>», что означает ожидание синхроимпульса. С его приходом развёртка запускается, а значок становится закрашенным (‘►»). Если синхроимпульсы исчезнут, значок изменится на «>», а осциллограмма на экране перестанет обновляться — «застынет» до прихода следующего синхроимпульса. В таком режиме удобно исследовать редко повторяющиеся сигналы.

Для наблюдения однократных сигналов имеется соответствующий режим развёртки. При его включении выводится значок режима «>», а осциллограф ждёт синхроимпульс. С его приходом выполняется один цикл развёртки, после чего прибор переходит в режим остановленной развёртки, что показывает значок «║».
Следует иметь в виду, что при использовании ждущей или однократной развёртки очень важно правильно выставить уровень синхронизации, поместив значок этого уровня в интервал между минимумом и максимумом ожидаемого сигнала.

Для передачи осциллограммы в компьютер необходим стандартный кабель с разъёмом miniUSB. После первого соединения осциллографа с компьютером на экране последнего появится окно «Мастера установки нового оборудования» и будет предложено установить программное обеспечение для «FT232R USB UART». В этом окне необходимо выбрать пункт «Установка из указанного места» и нажать на экранную кнопку «Далее». В следующем окне в параметрах поиска нужно отметить пункт «Включить следующее место поиска:» и, нажав на экранную кнопку «Обзор», выбрать папку с драйвером СОМ 2.00.00, а затем нажать на экранную кнопку «Далее». По завершении процесса установки откроется окно с сообщением «Мастер завершил установку программ для USB Serial Converter», в котором остаётся нажать на экранную кнопку «Готово».
Схема Портативный цифровой осциллограф DSS-31 (4) 2
После этого появится окно «Мастера установки виртуального СОМ-порта», в котором необходимо выбрать пункт «Установка из указанного места» и нажать на экранную кнопку «Далее». В следующем окне следует опять отметить пункт «Включить следующее место поиска:» и, нажав на экранную кнопку «Обзор», выбрать папку с драйвером СОМ 2.00.00, а затем нажать на экранную кнопку «Далее». Когда процесс установки завершится, появится окно с сообщением «Мастер завершил установку программ для USB Serial Port», в котором остаётся нажать на экранную кнопку «Готово».

Чтобы убедиться в том, что в системе создан виртуальный СОМ-порт и заодно узнать его номер, следует щёлкнуть правой кнопкой мыши по значку «Мой компьютер», выбрать пункт «Управление», в появившемся окне выбрать пункт «Диспетчер устройств» и в нём развернуть пункт «Порты (СОМ и LPT)». Здесь должен появиться новый порт USB Serial Port (СОМn), где n — номер созданного виртуального СОМ-порта. Следует отметить, что когда осциллограф не соединён с компьютером USB-кабелем, созданный виртуальный СОМ-порт в операционной системе Windows отсутствует.

Для приёма информации с осциллографа была разработана компьютерная программа DSS-Зх, которая позволяет отображать полученные осциллограммы на экране компьютера, сохранять их как в виде текстовых файлов, так и в виде рисунков, а также просматривать осциллограммы, сохранённые ранее. Программа не требует инсталляции и работает в среде Windows XR Её работоспособность с другими версиями Windows не проверялась.

Для приёма информации от осциллографа необходимо, запустив программу DSS-Зх, указать ей номер соответствующего виртуального СОМ-порта и открыть его. Далее следует в верхней строке меню осциллографа выбрать пункт «Отпр.» («Send») и активировать передачу информации, одновременно нажав на кнопки SB1 «Shift» и SB6 ‘>». Процесс передачи занимает менее 1,5 с. Окно программы DSS-3x с принятой осциллограммой показано на рис. 20.
Для приёма осциллограмм в текстовом формате пригодны любые терминальные программы, способные работать с виртуальным СОМ-портом. Необходимо лишь установить следующий режим этого порта: скорость приёма 19200 Бод, восемь информационных разрядов без контроля чётности, один столовый разряд.

Выключение осциллографа производится кратковременным нажатием на кнопку SB7 «Вкл./Выкл.». При этом в энергонезависимой памяти микроконтроллера остаются сохранёнными все текущие настройки осциллографа. Перед транспортировкой или длительным хранением осциллографа рекомендуется полностью обесточить его, переведя переключатель SA2 в положение питания от внешнего источника.

С. САМОЙЛОВ, г. Харьков, Украина
«Радио» №4 2012г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *