Гальваническая развязка осциллографа на звуковухе.

Опубликовано в рубрике "Инструменты", 10 октября, 2011.
Тэги: , автор:

Это – статья товарища kazimirius. Огромное спасибо ему за то, что делиться эмбед-знанием.

Наверное все слышали про простой осциллограф для бедных из звуковухи. У него есть один большой недостаток – он связан с компьютером, а значит на корпусе непойми что.

pcb

Идея этого проекта такова – из доступных деталей при минимальных финансовых затратах сделать двухканальный усилитель с гальванической развязкой между каналами и звуковой картой. Питание — от USB.

После незначительной доработки звуковой карты (достаточно закоротить входные конденсаторы) можно проводить замеры постоянных напряжений.

При использовании операционных усилителей указанных на схеме максимальная частота в диапазоне напряжений +1,5V — +3,5V составляет примерно 30-40kHz.

 

Схема

sch

Устройство можно разделить на четыре части: питание, активный делитель, гальваническая развязка и выходной буфер.

  1. В качестве гальванической развязки по питанию применены одноваттные DC-DC преобразователи DC1 (не самый дешевый, но зато самый практичный вариант). Это дает возможность питать устройство непосредственно от разъема USB, потребляемый ток составляет примерно 160 mA.

    При использовании таких медленных операционников и нормальных LCR фильтров по питанию никаких наводок DC-DC не вносят.
  2. Активный делитель выполнен на полевом транзисторе Т1 и операционном усилителе А1.1, если применить операционный усилитель с полевым транзистором по входу, то транзистор Т1 и резистор R7 можно исключить.
  3. Гальваническая развязка между каналами и звуковой картой достигается при помощи аналогового оптрона (в данном случае вместо фирменного аналогового оптрона применяется два обычных оптодиода включенных последовательно. Такое включение полностью оправдало себя в работе).
  4. Выходной буфер выполнен на микросхеме А2 и служит для согласования выходного сопротивления гальванической развязки с входным сопротивлением звуковой карты, а также для точной подстройки амплитуды и ноля выходного сигнала.

 

Наладка

  1. Установив резистор R9 в среднее положение, при помощи резистора R10 добиваемся на выходе операционного усилителя А1.1 ноль вольт.
  2. При помощи резистора R19 устанавливаем на выходе операционного усилителя А1.2 +0,5V (при этом ток через светодиоды должен составлять 10-12 mA)
  3. При помощи резистора R23 на выходе операционного усилителя А2 устанавливаем +2,5V.
  4. При максимальной чувствительности (S2, R15 в верхнем положении) подаем на вход сигнал амплитудой +0,1V — -0,1V и при помощи резистора R27 устанавливаем на выходе операционного усилителя А2 размах амплитуды +1,5V — +3,5V.
  5. Самым сложным в настройке является подбор резисторов и конденсаторов в переключателе диапазона чувствительности. Резисторы — согласно принципиальной схемы, а вот конденсаторы “методом втыка”, подав на вход прямоугольный сигнал 1kHz добиваемся максимальной схожести на выходе А1.1.

 




Комментарии
  1. vlasovzloy написал(а) 10 октября, 2011 в 17:23

    пробовал лет несколько назад, делал правда без гальванической развязки. делал схему смещения уровня на ОУ. но постоянку он у меня так и не стал мерить( видимо в самой микросхеме звуковой карты какие то фильтра стояли цифровые.
    а идея была самописец в мп3 чтобы писал, а потом сигнал смотреть аудиоредактором, каких множество.

    в данной схеме предлагаю сделать обратную связь на оптронах. схему не подскажу, но чтото похожее было в журнале радио в цикле публикаций про САДП, будет на порядок линейнее ачх. и полагаю, при наличии хорошей звуковухи 96 килогерцевой уже и не назовешь «для бедных»

    juray Reply:

    В мп3??? Знатное извращение!

    Там ведь сжатие с потерями, из сигнала выкидывается всё «лишнее», то есть то, что слабо влияет на слышимость, согласно психофизиологической модели слуха.

    Так что про линейность можно забыть.

    vlasovzloy Reply:

    это давно было) конечно же с потерями кодек, но там некритично было, упиралось в размер файла.

  2. kazik написал(а) 11 октября, 2011 в 23:00

    Для виртуального осциллографа надо использовать специальную программу, например VIRTINS Multi-Instrument v3.2 Картинка очень даже красивая, на моем ноуте звуковуха 96кГц, но работает и в режиме 200кГц (программа позволяет) синус отличный, а прямоугольник красивше на дискретизации 96кГц.

  3. mrh написал(а) 10 февраля, 2012 в 9:55

    Стремная какая-то гальваническая развязка. Вдруг в DA1 выводы 2 и 5 напрямую соединены? Получим потенциал щупа на корпусе компины.

  4. PulsarV написал(а) 15 июля, 2013 в 23:55

    А где на Украине можно купить преобразователь 1-0505 или чем его можно заменить из доступных?

  5. MTh написал(а) 26 ноября, 2013 в 7:45

    Кто подскажет как связаться с автором?

Создать новую ветку комментариев


Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.