А что внутри: цифровой миниосциллограф
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.
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
Все компоненты на основной печатной плате осциллографа расположены на одной стороне, за исключением дисплея, установленного на противоположной стороне платы.
| Маркировка | Описание | Стоимость | Дополнительная информация |
|---|---|---|---|
| STM32F103 VCT6 3 9910Y 98 MYS 99 608 ST ARM | Микроконтроллер ARM Cortex-M3 | $5 | Сайт, техническое описание |
| HC4053 KH04411 TXD15 52E | Тройной 2-канальный аналоговый мультиплексор/демультиплексор | $0,2 | Техническое описание |
| SGM8302 YMS8 1146C | Сдвоенный усилитель высокого напряжения с выходом «rail-to-rail», 100 МГц | Веб-страница | |
| Winbond 25Q64FVSIG 1622 | Флеш-память 64 Мбит | $1 | Техническое описание |
| 5239B 20B | LDO стабилизатор | $2 | Техническое описание |
(1) STM32F103 (желтый)
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)
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.
Без анализа схемы я не могу сказать назначение этой микросхемы в общей конструкции.
(4) Флеш-память Winbond 64Мбит (фиолетовый)
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)
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.