PIC30F4011 Osiloskop Spektrum Analizörü 128×64 glcd

Osiloskop, 1Mohm empedanslı dirençli bir zayıflatıcı, AC veya DC kuplajı için bir kapasitör takmak veya çıkarmak için bir anahtar ve ardından birkaç amplifikatörden oluşan bir giriş katından oluşur. İlk amplifikatör, bir birlik kazanç ters çevirme tamponudur, ardından PGA ve ADC için sinyali .5Vcc (2.5V) civarında ortalamak için bir seviye kaydırma devresi gelir.

dsPIC üzerindeki ADC piminden hemen önceki aşama, 1/8 kazanç (zayıflama * kazanç) vermek için 1, 2, 4, 8, 16 ve 32 kazançlarla kullanılan bir Microchip MCP6S21 PGA’dır (programlanabilir kazanç amplifikatörü). , ¼, ½, 1, 2 ve 4, çok çeşitli giriş sinyallerinin görselleştirilmesine izin verir. PGA doğrudan dsPIC üzerindeki bir ADC pinine bağlanır. Örnekleme hızı, bir zamanlayıcı tarafından kontrol edilir ve örneklemenin yalnızca ADC dönüştürme saati tarafından kontrol edildiği en yüksek örnekleme hızı dışında, yalnızca zamanlayıcı periyodu değerini değiştirerek neredeyse tüm örnekleme hızlarına izin verir.

Alındıktan sonra, işaretsiz tamsayı değerli örneklerin karesi alınır ve MAC komutu ve 40 bitlik akümülatörlerin rahatlığı kullanılarak toplanır. Bu değerin karekökü daha sonra bulunur ve ondalık biçime dönüştürülür ve ekranın metinsel bilgilere ayrılmış 32×64 piksellik bölümünde görüntülenir. Veriler daha sonra 96×64 dalga formu görüntüleme alanına sığacak şekilde dönüştürülür.

Spektrum Analizörü:

Spectrum Analyzer, Microchip DSP kitaplıklarını kullanmak için veri formatı işaretsiz tamsayı yerine kesirli olarak işaretlenmiş olmasına rağmen, osiloskopla aynı giriş yükselticilerini kullanır. Elde edildikten sonra, veriler bir Hann penceresi kullanılarak pencerelenir ve FFT işlevlerinde taşmayı önlemek için ölçeklenir. Veriler daha sonra frekans alanına dönüştürülür, logaritmik olarak ölçeklenir ve ardından görüntülenir. Verileri ölçeklendirirken, temeli içeren bölme bulunur ve ilgili frekans bulunur ve ekranın metin bölümünde görüntülenir.

Yazılım:

Yazılım, her biri için giriş amplifikatörünün kazancını, örnekleme oranını ve modu ve tetikleme seviyesini gösteren bir değer elde etmek için ADC modülünü kullanarak üç potansiyometrenin her birini tarar. Yazılım daha sonra zamanlayıcı periyodunu ayarlayarak ve kazanç komutunu SPI yoluyla göndererek bu parametreleri ayarlar. Program daha sonra SRAM’de depolanan örneklerin alınmasını bekler. Dönüşümler ve ölçeklendirme, osiloskop modu için kaydırma ve spektrum analizörü modu için FFT ve logaritmik ölçekleme gerçekleştirilir.

Donanım:

Donanımda amaç sadelikti. Güç kaynağı, pozitif ve negatif kaynaklar için standart 7805 ve 7905’i kullanır. Pozitif ve negatif beslemeler elde etmek için merkezden kademeli bir transformatör kullanılır, ancak bir voltaj çiftleyici versiyonu da test edilmiş ve tatmin edici bir şekilde çalışmıştır. Gerilim bölücü, %1 dirençlerle yapılmalıdır, ancak %5’lik bir direnç dizisi kabul edilebilir doğruluk sağlar ve bu prototipte kullanılır. Giriş zayıflatıcı, PGA ile birleştirildiğinde makul bir kazanç aralığı elde etmek için sinyali 1/8 azaltır, ancak oran daha yüksek veya daha düşük genlikli giriş sinyallerine izin verecek şekilde kolayca değiştirilebilir.

Analog bir kapsama benzer şekilde, hangi zayıflatıcının kullanılacağını değiştirmek için bir anahtar kullanılabilir, ancak basitlik ve minimalist bir kullanıcı arayüzü adına bu tasarımda böyle bir özellik hariç tutulmuştur. 1 Mohm giriş bölücünün tamponlanması, +5/-5 voltluk raylardan çıkan bir op-amp’tir. Standart bir voltaj takipçisi, çıkış ofseti 2,5v veya dsPIC’in dijital kaynağının yarısı için yapılandırılmış bir birlik kazancı ters çeviren op-amp’e kademeli olarak bağlanır. Dirençli bir voltaj bölücü ve voltaj takipçisi, ikinci op-amp’e ve ADC’ye arayüz oluşturmak için çıkışı 2,5v civarında ortalanmış PGA’ya 2,5v referansı sağlar. Cihazın çeşitli özelliklerini ayarlamak için kontrol görevi görmek üzere dsPIC’e üç potansiyometre bağlanmıştır.

Böyle bir cihaz, daha da güçlü bir sorun giderme aracı olacak şekilde genişletilebilir. Birden çok özdeş giriş amplifikatörü kullanılarak kapsam, yalnızca gereken maksimum örnekleme hızıyla (750 kps/kanal sayısı) sınırlanarak çok daha fazla kanala genişletilebilir. Bu, minimum ince ayar ile ürün yazılımına kolayca eklenebilir. Daha büyük bir ekran, bir kerede daha fazla bilginin, belki de daha uzun bir dalga biçiminin görüntülenmesine izin verir, ancak bu, yerleşik denetleyicilere sahip grafik LCD’lerin fiyatı nedeniyle maliyette önemli bir artışa neden olur.

Sonunda, spektrum analizörü olan, parçaları 100 dolardan daha ucuza mal olan, uygun pazarlık avcılığıyla (ve geliştirme araçları hariç) ve mükemmel bir öğrenme deneyimi olan şık küçük bir kapsamım var. dsPIC’ler, çok şey yapabilen kullanışlı bir mikrodenetleyici yelpazesidir ve artık repertuarımın hoş bir parçasıdır.

A Simple Scope and Spectrum Analyzer Facing the demise of my Tektronix 2213 in an somebody transport traveling, I featured the mind of either purchase an costly CRT to get it running again, or payment my nights aquatics ebay for other ambit. Having two not so uppercase options, and having conscionable mark with copious amounts of withdraw experience, I definite to upright sort my own. Patch it power not feature the unvaried bandwidth or accuracy of the old Tektronix, it is a accessible lowercase device that I’m trusty will be quite efficacious once I block tinkering with it, and it has several nifty features that a nimiety

The oscilloscope consists of an input stage consisting of a resistive attenuator with 1Mohm impedance, a switch to remove or insert a capacitor for AC or DC coupling, followed by several amplifiers. The first amplifier is a unity gain inverting buffer, followed by a level shifting circuit to center the signal around .5Vcc (2.5V) for the PGA and ADC.

The stage immediately preceding the ADC pin on the dsPIC is a Microchip MCP6S21 PGA (programmable gain amplifier), which is used with gains of 1, 2, 4, 8, 16 and 32 to give gains (attenuation * gain) of 1/8, ¼, ½, 1, 2, and 4, allowing for a wide range of input signals to be visualized. The PGA is connected directly to an ADC pin on the dsPIC.

The Spectrum Analyzer:

The Spectrum Analyzer uses the same input amplifiers as the oscilloscope, although the data format is signed fractional instead of unsigned integer in order to utilize the Microchip DSP libraries. Once acquired, the data is windowed using a Hann window and scaled to prevent overflow in the FFT functions. The data is then transformed to the frequency domain, scaled logarithmically, then displayed. When scaling the data, the bin containing the fundamental is found and the associated frequency is found and displayed in the text portion of the display. Author: Jaime Garnica