UA133152U - DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer - Google Patents

DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer Download PDF

Info

Publication number
UA133152U
UA133152U UAU201810368U UAU201810368U UA133152U UA 133152 U UA133152 U UA 133152U UA U201810368 U UAU201810368 U UA U201810368U UA U201810368 U UAU201810368 U UA U201810368U UA 133152 U UA133152 U UA 133152U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
digital
sound card
computer
attenuator
adc
Prior art date
Application number
UAU201810368U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Станіслав Валерійович Сейдаметов
Степан Васильович Лоскутов
Мирослава Олегівна Щетініна
Original Assignee
Запорізький Національний Технічний Університет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Запорізький Національний Технічний Університет filed Critical Запорізький Національний Технічний Університет
Priority to UAU201810368U priority Critical patent/UA133152U/en
Publication of UA133152U publication Critical patent/UA133152U/en

Links

Landscapes

  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

Цифровий малогабаритний осцилограф містить аналого-цифровий перетворювач (АЦП), атенюатор, персональний комп'ютер. Використовується АЦП звукової карти комп'ютера з роз'ємом TRS, має два вхідних канали, кожен з яких має щуп-голку, дві клеми заземлення та атенюатор, розрахований для роботи з напругою до 500 В.The digital small-scale oscilloscope contains an analog-to-digital converter (ADC), an attenuator, a personal computer. A computer sound card with a TRS connector is used, has two input channels, each with a probe needle, two ground terminals, and an attenuator designed to operate up to 500 V.

Description

Корисна модель належить до електровимірювальної техніки, а саме до області аналого- цифрового перетворення сигналів різної форми та амплітуди для їх подальшої візуалізації, аналізу та реєстрації у цифровому вигляді.The useful model belongs to electrical measuring equipment, namely to the field of analog-to-digital conversion of signals of various shapes and amplitudes for their further visualization, analysis and registration in digital form.

Традиційними пристроями для спостереження та аналізу аналогових сигналів є осцилографи на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ).Traditional devices for observation and analysis of analog signals are oscilloscopes based on electron beam tube (EBT).

Відомий осцилограф, що запам'ятовує, з цифровим вимірюванням параметрів сигналу, який зчитується |11.A well-known memory oscilloscope with digital measurement of signal parameters, which is read by |11.

Недоліком даного пристрою є складна схема реалізації аналого-дифрового перетворення сигналу, яка складається з 15 блоків. Окрім того, використовується електронно-променева трубка, яка чинить несприятливу дію на організм дослідника (мерехтіння екрана, наявність шкідливих випромінювань).The disadvantage of this device is the complex implementation scheme of analog-to-digital signal conversion, which consists of 15 blocks. In addition, an electron beam tube is used, which has an adverse effect on the researcher's body (flickering of the screen, presence of harmful radiation).

Відомий пристрій для вимірювання низькочастотної напруги (2), який складається з дільника напруги, масштабуючого підсилювача, інструментального підсилювача з програмованим коефіцієнтом посилення сигналу, протектора, аналого-дифрового перетворювача (АЦП), першого і другого буферних елементів, ПЛІС, першого і другого дисплеїв, клавіатури, УТАай, декодера, конфігураційного пристрою, тактового генератора, аналогового і цифрового джерел живлення.A known device for measuring low-frequency voltage (2), which consists of a voltage divider, a scaling amplifier, an instrumental amplifier with a programmable signal gain, a protector, an analog-to-digital converter (ADC), first and second buffer elements, FPGA, first and second displays, keyboard, UTAai, decoder, configuration device, clock generator, analog and digital power sources.

Недоліками даного пристрою є складність конструкції і висока вартість при низькій інформативності параметрів сигналів.The disadvantages of this device are the complexity of the design and high cost with low informativeness of signal parameters.

Відомий цифровий осцилограф для реєстрації, дослідження і вимірювання параметрів радіотехнічних сигналів різноманітних форм |З, який містить вхідний пристрій, пристрій вибірки та зберігання, АЦП, оперативний пристрій, регістр пам'яті, схему синхронізації, лічильник адреси, що відображає пристрій, лічильник цифровий розгортай, пристрій управління, генератор тактових імпульсів, блок із зарядним зв'язком, формувач імпульсів, генератор імпульсів перетворення, схему логічного додавання, лічильник імпульсів перетворення, блок блокування, комутатор, дільник частоти, блок комутації.A well-known digital oscilloscope for recording, researching and measuring the parameters of radio technical signals of various forms |Z, which contains an input device, a sampling and storage device, an ADC, an operational device, a memory register, a synchronization circuit, an address counter, a display device, a digital scale-out counter , control device, clock pulse generator, block with charging connection, pulse shaper, conversion pulse generator, logic addition circuit, conversion pulse counter, blocking block, commutator, frequency divider, switching block.

Недоліком даного пристрою є складність конструкції при низькій інформативності про параметри сигналів.The disadvantage of this device is the complexity of the design with low informativeness about signal parameters.

Відомий цифровий компактний ОВ осцилограф, який містить вхідний ланцюг і АЦП (4).A digital compact OV oscilloscope is known, which contains an input circuit and an ADC (4).

Додатково введені корпус, щуп-голка, кабель ОВ, дріт заземлення, двоколірний світлодіод, багатофункціональна кнопка, вхідний буферний підсилювач, атенюатор, джерело опорної напруги, акумулятор, блок стабілізації напруги живлення, підсилювач, цифро-аналоговий перетворювач, ОС/ОС-перетворювач, фільтр нижніх частот, О58 контролер.Additionally introduced housing, probe-needle, OV cable, ground wire, two-color LED, multi-function button, input buffer amplifier, attenuator, reference voltage source, battery, power voltage stabilization unit, amplifier, digital-to-analog converter, OS/OS converter, low-pass filter, O58 controller.

До недоліків цифрового компактного О5В осцилографа, який містить вхідний ланцюг і АЦП, відносять: - наявність лише одного робочого каналу; обмеженість максимальної вхідної напруги до 50 В; - порівняно висока вартість комплектуючих для збирання пристрою, обумовлена необхідністю придбання АЦП; - складність конструкції.Disadvantages of the digital compact О5В oscilloscope, which contains an input circuit and an ADC, include: - the presence of only one working channel; limitation of the maximum input voltage to 50 V; - the relatively high cost of components for assembling the device, due to the need to purchase an ADC; - the complexity of the design.

Даний спосіб прийнятий за найближчий аналог.This method is considered the closest analogue.

Задачею корисної моделі є створення цифрового осцилографа зі спрощеною конструкцією, підвищеною інформативністю параметрів сигналів та зниження вартості конструкції в цілому.The task of a useful model is to create a digital oscilloscope with a simplified design, increased informativeness of signal parameters and a reduction in the cost of the design as a whole.

Поставлена задача вирішується тим, що цифровий малогабаритний осцилограф, що містить аналого- цифровий перетворювач, атенюатор, персональний комп'ютер, причому використовується АЦП звукової карти комп'ютера з роз'ємом ТНА5, має два вхідних канали, кожен з яких має щуп-голку, дві клеми заземлення та атенюатор, розрахований для роботи з напругою до 500 В.The task is solved by the fact that a digital small-sized oscilloscope, containing an analog-to-digital converter, an attenuator, a personal computer, and an ADC of a computer sound card with a TNA5 connector is used, has two input channels, each of which has a probe-needle , two grounding terminals and an attenuator designed for operation with a voltage of up to 500 V.

Використання у цифровому малогабаритному осцилографі аналого-цдифрового перетворювача звукової карти комп'ютера спрощує його конструкцію та знижує її вартість.The use of an analog-to-digital converter of a computer sound card in a small-sized digital oscilloscope simplifies its design and reduces its cost.

Введення другого вхідного каналу та атенюатора, розрахованого для роботи з напругою до 500Introduction of a second input channel and an attenuator designed for operation with voltages up to 500

В, підвищує інформативність параметрів сигналів.B, increases the informativeness of signal parameters.

Структурна схема пристрою представлена на Фіг. 1. Осцилограма проходження імпульсного струму через металевий зразок залежно від робочої напруги представлена на Фіг. 2.The structural diagram of the device is shown in Fig. 1. The oscillogram of pulse current passing through a metal sample depending on the operating voltage is presented in Fig. 2.

Пропонований пристрій містить дві щуп-голки 1 (Фіг. 1), дві клеми заземлення 2, атенюатор 3, розрахований для роботи з вхідною змінною напругою до 500 В, роз'єм ТНА5 3,5 мм 4, який приєднується до входу І іпе іприї або Міс іприї звукової карти 5 персонального комп'ютера 7.The proposed device contains two probe needles 1 (Fig. 1), two grounding terminals 2, an attenuator 3, designed to work with an input alternating voltage of up to 500 V, a TNA5 3.5 mm connector 4, which is connected to the input of the Ipe ipri or Miss ipriy sound card 5 of a personal computer 7.

АЦП (6) звукової карти комп'ютера використовується для перетворення аналогового сигналу у цифровий.ADC (6) of a computer sound card is used to convert an analog signal into a digital one.

Коефіцієнт ділення атенюатора для кожного каналу може відрізнятися залежно від його призначення: -171 - максимальна робоча напруга «5 В; - 1:10 - максимальна робоча напруга «50 В; - 1:100 - максимальна робоча напруга «500 В.The attenuator division factor for each channel may differ depending on its purpose: -171 - maximum operating voltage "5 V; - 1:10 - maximum working voltage "50 V; - 1:100 - maximum working voltage "500 V.

Частота дискретизації та розрядність АЦП залежить від класу звукової карти комп'ютера та знаходяться в інтервалі 20-192 кГц та 8-24 біт, відповідно.The sampling frequency and bit rate of the ADC depends on the class of the computer's sound card and is in the range of 20-192 kHz and 8-24 bits, respectively.

Пристрій працює наступним чином. Аналоговий сигнал, який вимірюється між кінцем щупа- голки 1 і клемою заземлення 2, проходить через атенюатор 3, внаслідок чого його амплітуда зменшується до безпечної для звукової карти персонального комп'ютера величини.The device works as follows. The analog signal, which is measured between the end of the probe needle 1 and the grounding terminal 2, passes through the attenuator 3, as a result of which its amplitude is reduced to a safe value for the sound card of a personal computer.

Послаблений сигнал від атенюатора З через роз'єм ТА5 3,5 мм 4 подається на входи і іпе іприї або Міс іприї звукової карти комп'ютера 5 та за допомогою АЦП 6 звукової карти комп'ютера перетворюється на цифровий, який за допомогою програми-емулятора ми спостерігаємо на екрані монітора персонального комп'ютера 7 та реєструємо у вигляді рисунка чи таблиці. Для роботи в двоканальному режимі потрібна наявність стереофонічного входу мікрофона звукової карти.The attenuated signal from the attenuator C through the TA5 3.5 mm connector 4 is fed to the inputs and IPE iprii or Mis iprii of the computer sound card 5 and with the help of the ADC 6 of the computer sound card is converted into a digital signal, which is converted into a digital signal using an emulator program we observe on the screen of a personal computer monitor 7 and register in the form of a figure or table. To work in two-channel mode, the presence of a stereo microphone input of a sound card is required.

Перевірка роботи пристрою проводилась під час дослідів по електроіїмпульсній обробці зразків зі сплаву ЗП-718ИД. Як програма-емулятор використовувалась Мізца! Апаїузег, яка знаходиться в мережі Іпіетеї у вільному доступі. Для отримання імпульсів електричного струму був вибраний метод прямого розряду батареї конденсаторів через металевий зразок. Загальна ємність конденсаторів - 400 мкФ, максимальна робоча напруга - 10 КВ, максимальна запасена енергія - 20 кДж. Для визначення параметрів імпульсного струму використовували додатковий опір (75 мВ, 300 А).The operation of the device was verified during experiments on electroimpulse processing of ZP-718ID alloy samples. Mizza was used as an emulator! Apaiuzeg, which is in the network of Ipieteia in free access. The method of direct discharge of a battery of capacitors through a metal sample was chosen to obtain electric current pulses. The total capacity of the capacitors is 400 μF, the maximum operating voltage is 10 KV, the maximum stored energy is 20 kJ. An additional resistance (75 mV, 300 A) was used to determine the pulse current parameters.

Характерна осцилограма проходження імпульсного струму через металевий зразок залежно від робочої напруги представлена на фіг. 2.A characteristic oscillogram of pulsed current passing through a metal sample depending on the operating voltage is presented in Fig. 2.

Таким чином, запропонований пристрій на основі звукової карти ПК придатний для вирішення багатьох науково-дослідних задач, окрім того, на порядок дешевший за сучасні професійні АЦП осцилографи, які представлені на ринку.Thus, the proposed device based on a PC sound card is suitable for solving many scientific and research problems, besides, it is an order of magnitude cheaper than modern professional ADC oscilloscopes on the market.

Зо Джерела інформації: 1. А.с. 866502 СССР, МПК с0О18 29/02. Запоминающий осциллограф с цифровьм измерением параметров считанного сигнала |Гекст| /«В.Н. Свитенко, В.В. Кулемза; заявл. 12.12.79; опубл. 23.09.81, Бюл. Мо 35. - 5 с. 2. Заявка 2004131374 РФ, МПК СО01А 19/00. Устройство для измерения низкочастотного напряжения (Текст) /В.К. Шухостанов, В.Е. Акинин; опубл. 10.04.2006.From the sources of information: 1. A.s. 866502 USSR, IPC c0O18 02/29. Memory oscilloscope with digital measurement of read signal parameters |Hext| /"V.N. Svitenko, V.V. Kulemza; statement 12.12.79; published 23.09.81, Bull. Mo 35. - 5 p. 2. Application 2004131374 of the Russian Federation, IPC СО01А 19/00. Device for measuring low-frequency voltage (Text) /V.K. Shukhostanov, V.E. Akinin; published 10.04.2006.

З. Пат. 2010238 РФ, МПК СОВА 13/20. Цифровой осциллограф (Злектронньй ресурсі /А.Г.Z. Pat. 2010238 of the Russian Federation, IPC SOVA 13/20. Digital oscilloscope (Zlektronnyi resursi /A.G.

Милехин, А.М. Кузнецов; заявл. 03.04.92; опубл. 30.03.94. - Режим доступа: пОру/Лимлу теераїепі. ги/раїепів/2010238. 4. Пат. 2402024 РФ, МПК СОТА 19/00. Цифровой малогабаритньй О5В осциллограф |Тексті /В.Н. Прянишников, Д.В. Прянишников, В.В. Соснов, П.Ю. Шершуков; заявл. 10.08.09; опубл. 20.10.10, Бюл. Мо 29. - 11 с.Milekhin, A.M. Kuznetsov; statement 04/03/92; published 30.03.94. - Access mode: pOru/Limlu teraiepi. gy/raiepiv/2010238. 4. Pat. 2402024 of the Russian Federation, IPC SOTA 19/00. Digital small-sized O5V oscilloscope | Texts / V.N. Pryanishnikov, D.V. Pryanishnikov, V.V. Sosnov, P.Yu. Shershukov; statement 10.08.09; published 20.10.10, Bull. Mo. 29. - 11 p.m.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA 45 Цифровий малогабаритний осцилограф, що містить аналого-дифровий перетворювач (АЦП), атенюатор, персональний комп'ютер, який відрізняється тим, що використовується АЦП звукової карти комп'ютера з роз'ємом ТА5, має два вхідних канали, кожен з яких має щуп-голку, дві клеми заземлення та атенюатор, розрахований для роботи з напругою до 500 В.45 A digital compact oscilloscope containing an analog-to-digital converter (ADC), an attenuator, a personal computer, characterized by the fact that it uses the ADC of a computer sound card with a TA5 connector, has two input channels, each of which has a probe - a needle, two grounding terminals and an attenuator designed for operation with a voltage of up to 500 V.
UAU201810368U 2018-10-19 2018-10-19 DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer UA133152U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201810368U UA133152U (en) 2018-10-19 2018-10-19 DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201810368U UA133152U (en) 2018-10-19 2018-10-19 DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA133152U true UA133152U (en) 2019-03-25

Family

ID=65859515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201810368U UA133152U (en) 2018-10-19 2018-10-19 DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA133152U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adolfsson et al. SAMPA chip: the new 32 channels ASIC for the ALICE TPC and MCH upgrades
US5508607A (en) Electronic test instrument for component test
CN104991210B (en) The evaluation method and caliberating device of a kind of local discharge detection device
Vivek et al. Low cost raspberry pi oscilloscope
UA133152U (en) DIGITAL oscilloscope based on the sound card of a computer
CN104076178B (en) A kind of oscillograph with improvement Trigger Function
Carrato et al. A scalable High Voltage Power Supply System with system on chip control for micro pattern gaseous detectors
Janković et al. Microcontroller power consumption measurement based on PSoC
CN114578676A (en) Atomic relaxation time measuring system of hydrogen atomic clock
Lee et al. Time domain measurement system for conducted EMI and CM/DM noise signal separation
Pershenkov et al. Fast Switching of the Polarity of Dual Mode Ion Mobility Spectrometer
CN203858268U (en) Oscilloscope interface switching device
SU974278A1 (en) Oscilloscopic meter of pulse train amplitude and time dstortions
CN110133708A (en) A kind of measuring device and measuring method of core pulse signal
DE3629534C3 (en) Method for measuring the impedance of an electrical bipolar by means of coherent scanning
Forrester et al. Panoramic mass spectrometer observation
Brignell Automatic measurement of the electric strength of liquid dielectrics
SU788005A1 (en) Digital measuring oscilloscopic device
Prince et al. Digital wire analyzer of mechanical tension, electrical continuity, and isolation
Jadhav et al. Development of 4/16-channel data acquisition system using Lab VIEW
SU417733A1 (en)
Lunca et al. Wideband Three-axis Magnetic Field Sensor
CN209296909U (en) A kind of circuit and electronic device for radar receiver detection
Linke et al. Partial discharge behaviour in GIS with fluoronitriles: analysis of pressure dependence and PD measurement methods
Sutphin Subnanosecond high voltage attenuator