А что внутри: цифровой миниосциллограф

Добавлено 9 июня 2018 в 23:54

Портативные осциллографы, которые помещаются в карман рубашки, уже несколько лет выпускаются в вариациях от 1-канального до 4-канального. В этом выпуске «А что внутри?» мы посмотрим на 1-канальный цифровой запоминающий осциллограф нового поколения.

Об осциллографе

Осциллограф DSO211 ARM от MakerFocus – это одноканальный цифровой запоминающий осциллограф, который может сохранять записанные сигналы во встроенной памяти на 8 МБ. Эти миниатюрные осциллографы помещаются в карман рубашки и идеально подходят для устранения неисправностей и для базового обучения цифровой и аналоговой схемотехнике. В данной статье рассматривается внутренняя работа одноканального осциллографа. Если вам нужны дополнительные каналы, посмотрите 2- или 4-канальный осциллограф. Привыкание к системе меню требует немного времени и практики, но она не сравнится, по крайней мере, с полноразмерным осциллографом. Но отсутствующие функции в этих устройствах компенсируются их переносимостью. Целевая аудитория этих устройств – новички, преподаватели основ электроники, мобильные техники, которым необходимо проверять электронику низкого напряжения.

Одноканальный цифровой запоминающий осциллограф DSO211 ARM
Одноканальный цифровой запоминающий осциллограф DSO211 ARM

Разбираем осциллограф

Задняя крышка осциллографа может быть снята, осторожно вклинившись в стык между нижней и центральной пластиковыми частями. Когда части будут разделены, вставьте что-нибудь между ними, чтобы они снова не соединились. Этот первый шаг позволит легко убрать аккумулятор и покажет головки четырех винтов. Дальнейшая разборка заключается в снятии этих четырех винтов, после чего более осторожно снимается передняя панель.

Для дополнительной информации смотрите видео, приведенное ниже.

Заглянем внутрь осциллографа

Основная плата
Основная плата

Все компоненты на основной печатной плате осциллографа расположены на одной стороне, за исключением дисплея, установленного на противоположной стороне платы.

Основные компоненты
МаркировкаОписаниеСтоимостьДополнительная информация
STM32F103
VCT6 3
9910Y 98
MYS 99 608
ST ARM
Микроконтроллер ARM Cortex-M3$5Сайт, техническое описание
HC4053
KH04411
TXD15
52E
Тройной 2-канальный аналоговый мультиплексор/демультиплексор$0,2Техническое описание
SGM8302
YMS8
1146C
Сдвоенный усилитель высокого напряжения с выходом «rail-to-rail», 100 МГц Веб-страница
Winbond
25Q64FVSIG
1622
Флеш-память 64 Мбит$1Техническое описание
5239B
20B
LDO стабилизатор$2Техническое описание
Расположение компонентов на плате осциллографа DSO211 ARM<
Расположение компонентов на плате осциллографа DSO211 ARM

(1) STM32F103 (желтый)

Структурная схема STM32F103
Структурная схема микроконтроллера STM32F103

Данный 32-разрядный ARM микропроцессор на базе Cortex-M3 работает на частоте до 72 МГц. Микроконтроллер может работать с различными типами памяти (Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR или NAND) и напрямую управлять LCD дисплеями 8080 или 6800 через их параллельные интерфейсы ввода. Он имеет 3 12-разрядных, 1 мкс аналого-цифровых преобразователя, несколько таймеров и до 13 интерфейсов связи (I2C, USART, SPI, CAN, USB2.0, SDIO) и поддерживает входное напряжение 5 вольт.

Это основная интегральная микросхема, которая управляет всем осциллографом. Она напрямую взаимодействует с параллельным входом LCD дисплея, управляет другими микросхемами и выполняет аналого-цифровое преобразование для измерения тестируемых цепей.

(2) Линейный стабилизатор с малым падением напряжения MIC5239 (зеленый)

Структурная схема MIC5239
Структурная схема LDO стабилизатора MIC5239

Диапазон входных напряжения данного LDO стабилизатора составляет 2,3В–30В, и он может непрерывно обеспечивать ток 500 мА, если входное напряжение минимум на 350 мВ выше выходного напряжения. Эта интегральная микросхема обеспечивает требования к току и напряжения всех дискретных элементов и интегральных микросхем на печатной плате.

(3) Тройной 2-канальный аналоговый мультиплексор/демультиплексор 4053 (розовый)

Данная интегральная микросхема представляет собой тройной двухпозиционный аналоговый коммутатор, который позволяет осуществлять аналоговое и цифровое мультиплексирование и демультиплексирование.

Принципиальная схема одного коммутатора 4053
Принципиальная схема одного коммутатора 4053
Структурная схема 4053
Структурная схема 4053

Без анализа схемы я не могу сказать назначение этой микросхемы в общей конструкции.

(4) Флеш-память Winbond 64Мбит (фиолетовый)

Структурная схема флеш-памяти Winbond 64 Mb
Структурная схема флеш-памяти Winbond 64 Mb

Техническое описание указывает, что это устройство работает от напряжения 1,65–1,95 вольта и потребляет 4 мА в активном режиме и 1 мкА в режиме ожидания. Данные хранятся на 256-байтных страницах, которые могут быть очищены постранично или массово. Данный чип также поддерживает последовательный периферийный интерфейс (SPI) на высоких тактовых частотах, обеспечивая скорости передачи данных, которые, согласно техническому описанию, могут превосходить асинхронные 8 и 16-разрядные параллельные флеш-памяти.

(5) Усилитель SGM8302 с выходом «rail-to-rail»(оранжевый)

Структурная схема и распиновка SGM8302
Структурная схема и распиновка SGM8302

Согласно техническому описанию, данный двухканальный операционный усититель с единичным коэффициентом усиления предназначен для использования в качестве буфера между интегральнымии микросхемами и внешним миром.

Заключение

Это удобные инструменты, которые стоят чуть больше, чем мультиметр, и могут предоставить ценную информацию о схемах. Хотя они никогда не будут конкурировать на рынке с полнофункциональными осциллографами, так как предназначались для других целей. Эти инструменты предназначены для дома, дла нагрудного кармана преподавателя и для рюкзака студента.

У меня есть Tektronix MDO 3104, но я всё еще использую портативный четырехканальный осциллограф (подобный этому) в поездках, преподавании или работах в походных условиях, которые не требуют полного набора функций осциллографа смешанных сигналов.


На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.


Сообщить об ошибке