اوسیلوسکوپ با رزبری‌پای پیکو

[HS1386]

ممنون ولی تا زمانی که مدار رو که میکرو روش سوار هست و امادهی پروگرام هست رو نداشته باشم کد میکرو رو نمیتونم استفاده کنم.


۱۰۰درصد راه حل هست و فکر میکنم همهمون به دنبال راهحل هستیم.
به نظرم اگر بخوایم نرمافزار و سخت افزار رو با هم مقایسه کنیم توی این مورد خاص:
- داکیومنت نرمافزار معادل با داکیومنت سختافزار
- کد نرم افزار معادل شماتیک سخت افزار
- کد نرم افزار کامپایل شده و آمادهی اجرا معادل نقشهی PCB آمادهی ارسال به تولید کنندهی PCB
- کد میکروکنترلر هم لازمهی پروژه هست معادل دیتاهای استاتیک نرمافزار هست

اینطوری پروژه ها در یک قالب مشخص قرار میگیرن و میشه بجای پول از همکاری روی پروژه استفاده کرد. مثل تبادل کالا با کالا (یا خدمات با خدمات).

فارغ از این پروژه، فرضا شما یک پروژهای دارید که برنامهنویسی دسکتاپ داره و من هم یک پروژهی دیگهای دارم که سختافزار داره. هر کدوم از ما توی پروژهی طرف مقابل بهش کمک میکنیم به این امید که رضایت هر دو طرف برقرار بشه.

موافق هستم ،
الان باید از جایی شروع کرد.

[epsi1on]

موافق هستم ،
الان باید از جایی شروع کرد.

باید ببینیم نظر دوستان دیگر هم چی هست.
توی یوتیوب یک طرح به چشمم خورد که کمپانی keysight در مورد فرانتعند اوسیلوسکوپ داره:


طرحش جالبه، هم تقسیم ولتاژ گامبهگام داره و هم آمپیلیفایر گامبهگام (ظاهرا بسته به شرایط از یکیش استفاده میشه)

[HS1386]

باید ببینیم نظر دوستان دیگر هم چی هست.
توی یوتیوب یک طرح به چشمم خورد که کمپانی keysight در مورد فرانتعند اوسیلوسکوپ داره:


طرحش جالبه، هم تقسیم ولتاژ گامبهگام داره و هم آمپیلیفایر گامبهگام (ظاهرا بسته به شرایط از یکیش استفاده میشه)

تنها چیز اضافه ای که این طرح داره ، قابلیت انتخاب امپدانس ورودی هست که شاید اکثر کاربران یک بار هم ازش استفاده نکنن.
بیشتر برای بررسی مدارات RF کاربرد داره.
ولی خب میشه ازش ایده های دیگری گرفت.

[epsi1on]

تنها چیز اضافه ای که این طرح داره ، قابلیت انتخاب امپدانس ورودی هست که شاید اکثر کاربران یک بار هم ازش استفاده نکنن.
بیشتر برای بررسی مدارات RF کاربرد داره.
ولی خب میشه ازش ایده های دیگری گرفت.

کاهنده (attenuator)ی ورودیاش هم قابل تنظیمه. توی ویدیو اش میگفت مثلا ممکنه یک سیگنال با 100mv پیک-پیک ورودی باشه و نیازی نباشه با ضریب ۱/۱۰ تقلیل بشه.
دارم روی برنامه کار میکنم پورتش کنم که چند سکویی بشه. الان فقط روی ویندوز هست، ولی بعدا احتمالا هم سیستم عامل لینوکس و هم اندروید رو ساپورت میکنه. فقط یکمی طول میکشه.

[HS1386]

کاهنده (attenuator)ی ورودیاش هم قابل تنظیمه. توی ویدیو اش میگفت مثلا ممکنه یک سیگنال با 100mv پیک-پیک ورودی باشه و نیازی نباشه با ضریب ۱/۱۰ تقلیل بشه.
دارم روی برنامه کار میکنم پورتش کنم که چند سکویی بشه. الان فقط روی ویندوز هست، ولی بعدا احتمالا هم سیستم عامل لینوکس و هم اندروید رو ساپورت میکنه. فقط یکمی طول میکشه.

خب از این نظر که مزیت حساب میشه.
ولی خب نیاز به آیسی پتانسیومتر دیجیتال میشه که یه مقدار گرونه !
چند سکویی شدن هم یه پیشرفت بزرگ حساب میشه.
تنها مسئله مهمی که میمونه مسئله ارتقا سخت افزار هست...

[epsi1on]

خب از این نظر که مزیت حساب میشه.
ولی خب نیاز به آیسی پتانسیومتر دیجیتال میشه که یه مقدار گرونه !
چند سکویی شدن هم یه پیشرفت بزرگ حساب میشه.
تنها مسئله مهمی که میمونه مسئله ارتقا سخت افزار هست...

بله.
یک سوال مبتدی برام پیش اومد. چرا نمیشه توی این مورد بخصوص بهجای پتانسیومتر دیجیتال از مالتیپلکسر استفاده کرد؟

[HS1386]

بله.
یک سوال مبتدی برام پیش اومد. چرا نمیشه توی این مورد بخصوص بهجای پتانسیومتر دیجیتال از مالتیپلکسر استفاده کرد؟

مزیتی که پتانسیومتر دیجیتال داره امکان انتخاب دقیقتر مقاومت هست.
در حالی که در مالتی پلکسر انتخاب مقاومت پله ای میشه .
وگرنه مانعی برای استفاده از مالتی پلکسر نیست.

[epsi1on]

مزیتی که پتانسیومتر دیجیتال داره امکان انتخاب دقیقتر مقاومت هست.
در حالی که در مالتی پلکسر انتخاب مقاومت پله ای میشه .
وگرنه مانعی برای استفاده از مالتی پلکسر نیست.

از این بابت پرسیدم که یکی از مالتی پلکسر ها برای ضرایب ۱ و ۲ و ۵ استفاده شده و اونیکی برای ضرایب ۱ و ۱۰ و ۱۰۰. یعنی در کل با احتساب تقسیم ۱/۱۰ اولیه این حالات رو داریم:
۱ و ۱۰ و ۲ و ۲۰ و ۵ و ۵۰
اون هم با هزینهی دوتا مالتی پلکسر و دوتا واحد آپامپ
ولی مثلا اگر مالتی پلکسر اول برای تقسیم ولتاژ باشه و دومی برای افزایش اونطوری دیگه لازم نیست سیگنال رو یک بار تقسیم بر ۱۰ بشه و بعد ضربدر ۵۰۰ کنیم. من حقیقتش دقیق متوجه نشدم چرا استاندارد ieee اجبار داره حتما ضرایب ثابت و مشخص باشن. ولی خوب به نظرم تشخیص طراح اگر اهمیتش بیشتر از آیین نامه نباشه، کمتر نیست.
میشه شما هم لطف کنید یک طرحی پیشنهاد بدید برای رابط کاربر؟ اونی که من توی ذهنمه فکر نکنم مناسب باشه. همه چیزش اتوماتیکه

[HS1386]

از این بابت پرسیدم که یکی از مالتی پلکسر ها برای ضرایب ۱ و ۲ و ۵ استفاده شده و اونیکی برای ضرایب ۱ و ۱۰ و ۱۰۰. یعنی در کل با احتساب تقسیم ۱/۱۰ اولیه این حالات رو داریم:
۱ و ۱۰ و ۲ و ۲۰ و ۵ و ۵۰
اون هم با هزینهی دوتا مالتی پلکسر و دوتا واحد آپامپ
ولی مثلا اگر مالتی پلکسر اول برای تقسیم ولتاژ باشه و دومی برای افزایش اونطوری دیگه لازم نیست سیگنال رو یک بار تقسیم بر ۱۰ بشه و بعد ضربدر ۵۰۰ کنیم. من حقیقتش دقیق متوجه نشدم چرا استاندارد ieee اجبار داره حتما ضرایب ثابت و مشخص باشن. ولی خوب به نظرم تشخیص طراح اگر اهمیتش بیشتر از آیین نامه نباشه، کمتر نیست.
میشه شما هم لطف کنید یک طرحی پیشنهاد بدید برای رابط کاربر؟ اونی که من توی ذهنمه فکر نکنم مناسب باشه. همه چیزش اتوماتیکه

ولتاژ ورودی به اسیلوسکوپ ممکنه به ۴۰۰ ولت پیک هم برسه ( در اندازه گیری مدارات سویچینگ ) و طبیعتا اگر مالتی پلکسر مستقیما به ورودی وصل بشه در این شرایط باعث ترکیدنش میشه.
به همین دلیل از تقسیم مقاومتی در ورودی استفاده شده تا در صورت اضافه ولتاژ ورودی ، جریان به خط های ۵ ولت هدایت بشه و از آپ امپ حفاظت بشه.
در صورتی که مالتی پلکسر مستقیما به ورودی وصل بشه امکان اندازه گیری ولتاژ های بالاتر از ۵ ولت پیک وجود نداره.
البته یک راهکاری که قبلا هم گفتم این هست که از آپ امپ ها در حالت وارونگر استفاده بشه که در اینصورت به دلیل بالا رفتن امپدانس ورودی نیازی به تضعیف نیست ، ولی مشکل جدید اینه که در فرکانس بالا شیب موج زیاد میشه.
البته شماتیک آنالوگ فعلی رو با اصلاحات جزئی دوباره ارائه خواهم داد.
دلیل استاندارد IEEE هم برای راحتی اندازه گیری موج با دامنه های مختلف هست ، تقریبا تمام موج ها با دامنه های مختلف رو میشه در ضرایب ۱، ۲ و ۵ ولت بر دیویژن به راحتی مشاهده کرد.
و البته که در صورت نداشتن نمایشگر ولتاژ و فرکانس ، بشه با استفاده از شبکه های مدرج صفحه راحت تر دوره تناوب و ولتاژ پیک و پیک تو پیک رو حساب کرد.
اما در مورد رابط کاربری ،
نظرم اینه که محل نمایش شکل موج از سمت راست به چپ صفحه منتقل بشه.
پایین سمت راست هم دکمه های مجزا برای کوپلینگ AC , DC و GND اضافه بشه .
دکمه های تنظیم تایم دیویژن و ولت دیویژن هم نظر دقیقی ندارم ، میتونه به صورت اسکرولی باشه.
نمایش مشخصات موج ( ولتاژ ها ، دوره تناوب ، فرکانس ) هم میتونه پایین و داخل محل نمایش موج باشه.
در کل باید رابط کاربری نرم افزار حس یه اسیلوسکوپ دیجیتال واقعی رو باید بده.

[epsi1on]

ولتاژ ورودی به اسیلوسکوپ ممکنه به ۴۰۰ ولت پیک هم برسه ( در اندازه گیری مدارات سویچینگ ) و طبیعتا اگر مالتی پلکسر مستقیما به ورودی وصل بشه در این شرایط باعث ترکیدنش میشه.
به همین دلیل از تقسیم مقاومتی در ورودی استفاده شده تا در صورت اضافه ولتاژ ورودی ، جریان به خط های ۵ ولت هدایت بشه و از آپ امپ حفاظت بشه.
در صورتی که مالتی پلکسر مستقیما به ورودی وصل بشه امکان اندازه گیری ولتاژ های بالاتر از ۵ ولت پیک وجود نداره.
البته یک راهکاری که قبلا هم گفتم این هست که از آپ امپ ها در حالت وارونگر استفاده بشه که در اینصورت به دلیل بالا رفتن امپدانس ورودی نیازی به تضعیف نیست ، ولی مشکل جدید اینه که در فرکانس بالا شیب موج زیاد میشه.
البته شماتیک آنالوگ فعلی رو با اصلاحات جزئی دوباره ارائه خواهم داد.
دلیل استاندارد IEEE هم برای راحتی اندازه گیری موج با دامنه های مختلف هست ، تقریبا تمام موج ها با دامنه های مختلف رو میشه در ضرایب ۱، ۲ و ۵ ولت بر دیویژن به راحتی مشاهده کرد.
و البته که در صورت نداشتن نمایشگر ولتاژ و فرکانس ، بشه با استفاده از شبکه های مدرج صفحه راحت تر دوره تناوب و ولتاژ پیک و پیک تو پیک رو حساب کرد.
اما در مورد رابط کاربری ،
نظرم اینه که محل نمایش شکل موج از سمت راست به چپ صفحه منتقل بشه.
پایین سمت راست هم دکمه های مجزا برای کوپلینگ AC , DC و GND اضافه بشه .
دکمه های تنظیم تایم دیویژن و ولت دیویژن هم نظر دقیقی ندارم ، میتونه به صورت اسکرولی باشه.
نمایش مشخصات موج ( ولتاژ ها ، دوره تناوب ، فرکانس ) هم میتونه پایین و داخل محل نمایش موج باشه.
در کل باید رابط کاربری نرم افزار حس یه اسیلوسکوپ دیجیتال واقعی رو باید بده.

آیا این به نظر شما قابل پیاده سازیه؟

اینطوری ولتاژ ورودی از توی مالتیپلکسر رد نمیشه که باعث مشکل بشه. ولی احتمالا باعث مشکلات دیگری بشه.

راستی من نشستم یکم وقت صرف کردم، یعنی خیلی وقت صرف کردم و این پمپ شارژ رو کشیدم. نظر شما چیه؟
[dickson_multiplier.pdf](https://github.com/user-attachments/...multiplier.pdf)
خوبی اش اینه که فرکانسش قابل تنظیمه با پتانسیومتر و احتمالا جریان خروجی مناسبی بتونه بده که بشه باهاش چند تا اپ امپ رو جواب داد. خروجی + و منفی 12 ازش میخوام که انگار بیشتر هم جواب میده.
ولی خوب خیلی overkill هست به قول انگلیسیزبانها. شاید بیش از حد از المانهای مختلف استفاده شده ولی کیفیت نهاییش برام خیلی مهمه. چون یدونه میخوام بسازم و نه تیراژ، قیمت قطعاتش در برابر وقتی که میزارم، خیلی تعیین کننده نیست. پس ترجیح میدم حاشیه رو کمی بالا بگیرم.

[epsi1on]

چون من سوالات الکترونیکیام بیشتر جنبهی راهنمایی خواستن داره، از هر گونه توضیح و راهنمایی هرچند کوچک شدیدا استقبال میکنم.
ممنون از لطف دوستان

[HS1386]

آیا این به نظر شما قابل پیاده سازیه؟

اینطوری ولتاژ ورودی از توی مالتیپلکسر رد نمیشه که باعث مشکل بشه. ولی احتمالا باعث مشکلات دیگری بشه.

راستی من نشستم یکم وقت صرف کردم، یعنی خیلی وقت صرف کردم و این پمپ شارژ رو کشیدم. نظر شما چیه؟
[dickson_multiplier.pdf](https://github.com/user-attachments/...multiplier.pdf)
خوبی اش اینه که فرکانسش قابل تنظیمه با پتانسیومتر و احتمالا جریان خروجی مناسبی بتونه بده که بشه باهاش چند تا اپ امپ رو جواب داد. خروجی + و منفی 12 ازش میخوام که انگار بیشتر هم جواب میده.
ولی خوب خیلی overkill هست به قول انگلیسیزبانها. شاید بیش از حد از المانهای مختلف استفاده شده ولی کیفیت نهاییش برام خیلی مهمه. چون یدونه میخوام بسازم و نه تیراژ، قیمت قطعاتش در برابر وقتی که میزارم، خیلی تعیین کننده نیست. پس ترجیح میدم حاشیه رو کمی بالا بگیرم.

سلام مجدد،
طرح داخل تصویر برای تضعیف مناسب هست ، اما کارایی برای تقویت نداره.
یعنی به فرض نمیشه سیگنال های میلی ولتی رو باهاش اندازه گرفت.
اگر هم بخواییم از مالتی پلکسر بجای کلید های درون تصویر استفاده کنیم ، باید مقاومت درونی مالتی پلکسر هم مد نظر باشه.
اما در مورد مدار افزاینده ولتاژی که زحمت کشیدید طراحی کردید ، چیزی که از طرحتون متوجه شدم اینه که با آیسی ۵۵۵ شکل موج مثلثی ( در واقع موج RC ) تولید میکنید و به ورودی دو آیسی مقایسه گر وصل میکنید که یکی در حالت وارونگر و دیگری نا وارونگر هست ، هر دوتا به ولتاژ مرجع ۲.۵ وصل شدن ، که موج شبه مثلثی به دو موج مربعی با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه نسبت به هم تبدیل میشه.
و توسط ماسفت جریان تقویت میشه و میره به پمپ ولتاژ دیود-خازنی.
که البته از بخش پمپ ولتاژ به دلیل نحوه چیدمان قطعات چیز خاصی متوجه نشدم.

نکته مهم :
- در مدار پمپ ولتاژ هر چقدر تعداد طبقات بیشتر بشه ولتاژ خروجی هم بیشتر میشه ، اما جریان خروجی به همون نسبت کاهش پیدا میکنه.
اگر هزینه براتون مهم نیست میتونید از آیسی 7660 برای تولید ولتاژ منفی استفاده کنید.

[epsi1on]

سلام مجدد،
طرح داخل تصویر برای تضعیف مناسب هست ، اما کارایی برای تقویت نداره.
یعنی به فرض نمیشه سیگنال های میلی ولتی رو باهاش اندازه گرفت.
اگر هم بخواییم از مالتی پلکسر بجای کلید های درون تصویر استفاده کنیم ، باید مقاومت درونی مالتی پلکسر هم مد نظر باشه.
اما در مورد مدار افزاینده ولتاژی که زحمت کشیدید طراحی کردید ، چیزی که از طرحتون متوجه شدم اینه که با آیسی ۵۵۵ شکل موج مثلثی ( در واقع موج RC ) تولید میکنید و به ورودی دو آیسی مقایسه گر وصل میکنید که یکی در حالت وارونگر و دیگری نا وارونگر هست ، هر دوتا به ولتاژ مرجع ۲.۵ وصل شدن ، که موج شبه مثلثی به دو موج مربعی با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه نسبت به هم تبدیل میشه.
و توسط ماسفت جریان تقویت میشه و میره به پمپ ولتاژ دیود-خازنی.
که البته از بخش پمپ ولتاژ به دلیل نحوه چیدمان قطعات چیز خاصی متوجه نشدم.

نکته مهم :
- در مدار پمپ ولتاژ هر چقدر تعداد طبقات بیشتر بشه ولتاژ خروجی هم بیشتر میشه ، اما جریان خروجی به همون نسبت کاهش پیدا میکنه.
اگر هزینه براتون مهم نیست میتونید از آیسی 7660 برای تولید ولتاژ منفی استفاده کنید.

خیلی ممنون بابت توضیحات.
دقیقا درست فرمودین، در مورد قسمت پمپ شارژ این شبیه سازی قسمت تولید ولتاژ منفیاش هست (البته حدودی و با مقادیر متفاوت): لینک
یک قسمت هم برای تولید ولتاژ مثبت داره، ایدهاش رو از یک ویدئوی یوتیوب گرفنم که با دوتا موج با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه پمپ شارژ درست کرده بود (لینک) . یعنی با ۵ ولت امیدوارم تا حدود مثلا مثبت و منفی ۳۵ ولت رو تولید کنه.
ادیت: راستی این پمپ شارژ ربطی به اوسیلوسکوپ نداره.

[HS1386]

خیلی ممنون بابت توضیحات.
دقیقا درست فرمودین، در مورد قسمت پمپ شارژ این شبیه سازی قسمت تولید ولتاژ منفیاش هست (البته حدودی و با مقادیر متفاوت): لینک
یک قسمت هم برای تولید ولتاژ مثبت داره، ایدهاش رو از یک ویدئوی یوتیوب گرفنم که با دوتا موج با اختلاف فاز ۱۸۰ درجه پمپ شارژ درست کرده بود (لینک) . یعنی با ۵ ولت امیدوارم تا حدود مثلا مثبت و منفی ۳۵ ولت رو تولید کنه.
ادیت: راستی این پمپ شارژ ربطی به اوسیلوسکوپ نداره.

بله اطلاع دارم که ولتاژ ۳۵ ولت کاربردی برای این اسیلوسکوپ نداره.
محض یادآوری ، جهت صاف تر شدن ولتاژ خروجی بهتره فیلتر LC بذارید.

[epsi1on]

محض یادآوری ، جهت صاف تر شدن ولتاژ خروجی بهتره فیلتر LC بذارید.

ممنون.

به نظرم نیاز هست که کاربر بتونه دستگاه رو کالیبره کنه. به نظر شما رویهی کالیبره کردن چطور میتونه باشه؟ مقدار مقاومتها ممکنه دقیقا اونی نباشه که قراره باشه، برای همین به نظرم دستگاه نیاز به کالیبره کردن خواهد داشت. الان فقط خیلی ساده بصورت خطی کالیبره میشه، یعنی ورودی از ADC به این صورت به ولت تبدیل میشه: a*x+b
یعنی کاربر پراب رو یکبار روی ولتاژ 3.3 میزاره و یکبار روی صفر و به این ترتیب ضرایب a و b محاسبه میشه و در قسمت نرم افزار ذخیره میشه تا بعدا دوباره مورد استفاده قرار بگیره.
فکر کنم الان باید مشخص کنیم چطور باید کالیبره کنیم و میکرو خودش مسیر سیگنال رو مشخص میکنه (مسیر از داخل مالتی پلکسر) یا PC بهش میگه. یک ساختار هم برای packet ها بهتره تعیین کنیم.