Dispositivos de medição virtuais são criados com base em dispositivos de áudio de computador. Como um medidor de frequência virtual, um osciloscópio virtual, um espectrômetro virtual. Os dispositivos são conectados ao microfone ou entrada de linha da placa de som, o sinal é medido por um chip ADC. A frequência (largura) do sinal depende da frequência de amostragem da placa de áudio, geralmente 22 kHz. Vários programas de instrumentos foram revisados: Frequency Counter 1.01, Simple Audio Spectrum Analyzer, Music Tuner v1.2 e OSZI v1.0

Arroz. 1. Microfone com suporte para áudio de alta definição

Nas configurações, após “ligar”, os níveis de ganho do sinal de entrada são definidos para o microfone ou entrada de linha: primeiro, os valores mínimos, depois aumentando os níveis para atingir os valores ideais. A forte amplificação do sinal causa distorção e sobrecarga. A profundidade de bits e as taxas de amostragem devem ser selecionadas o mais alto possível. No meu caso, a profundidade de bits é de 16 bits, a frequência de amostragem é de 96.000 Hz fig. 1 ou seja A frequência máxima por canal é 48 kHz. Para combinar os níveis do sinal de entrada, você precisa de um pequeno adaptador na Fig. 2. O adaptador filtra e suaviza o sinal recebido. O sinal medido é fornecido ao conector de áudio de 3,5 mm, pino 1. É necessário controlar a tensão do sinal de entrada - a tensão de entrada é segura para este adaptador até 9V, a faixa ideal é de 1 a 2,5V. Para alta tensão, é necessário o desenvolvimento de um circuito adaptador diferente, opções de “transformador”. O circuito não é isolado galvanicamente, portanto mantenha a polaridade, menos para menos, mais para o lado do capacitor.

Arroz. 2. Circuito adaptador para virtual: frequencímetro; osciloscópio; espectrômetro

Dispositivos virtuais

Em geral, qualquer pessoa pode criar seus próprios instrumentos virtuais em um PC. A única limitação de tais dispositivos é a baixa taxa de amostragem da placa de som, devido à qual as medições digitais terminam em frequências de 48 kHz. IMHO, esses assistentes virtuais serão úteis para qualquer radioamador em tarefas simples.

Um osciloscópio é a ferramenta mais importante para observar e medir parâmetros de circuitos eletrônicos. Trata-se de um dispositivo cujas imagens são uma representação gráfica da tensão (no eixo vertical) versus tempo (no eixo horizontal).

Recursos funcionais

A principal função de um osciloscópio é fornecer um gráfico de tensão ao longo do tempo. Normalmente, o eixo Y representa a tensão e o eixo X representa o tempo. Isso pode ser útil:

• para medir parâmetros como frequências de clock, ciclos de trabalho de sinais modulados por largura de pulso, atraso de propagação ou tempos de subida e descida de sinais de sensores;
• alertar o usuário sobre a presença de falhas no sistema ou interceptadores;
• para pesquisa (observação, registro, medição) de parâmetros de amplitude e tempo.

Para informação. As faixas de medição são enormes. Por exemplo, em um osciloscópio relativamente barato você pode ajustar de 5 mV/cm a 5 V/cm (escala vertical) e de 2 µs/cm a 20 s/cm (escala horizontal).

Outros recursos do dispositivo:

1. Exibir e calcular a frequência e amplitude de um sinal oscilante;
2. Mostrar tensão e tempo. Esta função é mais frequentemente utilizada em laboratórios experimentais;
3. Ajude a resolver quaisquer componentes defeituosos do projeto, revisando o resultado esperado;
4. Mostrar alterações na tensão CA ou CC.

Para entender melhor as funções do dispositivo, você precisa se familiarizar com os termos utilizados e o que eles representam:

1. A largura de banda indica a faixa de frequências que o dispositivo pode medir com precisão;
2. A precisão do ganho mede a precisão com que o sistema vertical atenua ou aumenta o sinal. O valor é indicado em erro percentual;
3. A base de tempo ou precisão horizontal indica a precisão com que o sistema horizontal representa o tempo de um sinal. Isto é exibido como um erro percentual;
4. O tempo de subida é outra maneira de descrever a faixa de frequência utilizável de um instrumento. O tempo de subida deve ser levado em consideração ao medir pulsos e passos. O instrumento não pode exibir com precisão pulsos com tempo de subida mais rápido que o tempo de subida especificado pelo osciloscópio;
5. A sensibilidade vertical mede o quanto um amplificador vertical pode aumentar um sinal fraco. A sensibilidade vertical é geralmente especificada em mV/div (milivolts por divisão). A tensão mais baixa que um osciloscópio de uso geral pode detectar é normalmente cerca de 1 mV por divisão vertical da tela;
6. Velocidade de varredura – Esta configuração especifica a rapidez com que o traço pode se mover pela tela. Isso geralmente é especificado em ns/div (nanossegundos por divisão);
7. A taxa de amostragem em um osciloscópio digital indica quantas amostras por segundo o conversor A para D pode realizar. A taxa de amostragem máxima geralmente é especificada em MPs (megapixels por segundo). Quanto mais rápido o osciloscópio puder fazer a amostragem, mais precisamente ele poderá representar os detalhes sutis do sinal. A taxa de amostragem mínima também pode ser importante se você precisar observar sinais que mudam lentamente durante longos períodos de tempo. Normalmente, a taxa de amostragem muda com as alterações feitas no controle para manter um número constante de pontos de forma de onda no registro da forma de onda;
8. O comprimento do registro de um osciloscópio digital indica o número de formas de onda que o dispositivo pode adquirir por registro. A duração máxima da gravação depende da sua memória. É possível obter uma imagem detalhada do sinal durante um curto período de tempo, ou uma imagem menos detalhada durante um longo período de tempo.

Convertendo um computador em um osciloscópio

Existem dois métodos de conversão:

1. A primeira é conectar um circuito PIC à E/S da placa do microcontrolador. Um kit com o programa apropriado permitirá ler sinais digitais ou analógicos e retornar os resultados através da porta serial do computador. Você também pode criar sinais PWM, sinais sonoros, pulsos e controlá-los a partir de um computador;
2. O segundo método é gratuito; cada PC possui ADCs integrados e uma placa de som. Usando-os, você pode converter um computador em um osciloscópio instalando software e soldando um divisor de entrada. Programas semelhantes podem ser facilmente encontrados na Internet. Um deles é o Osciloscópio Digital V3.0.

Programa "Computador - osciloscópio"

Após iniciar o programa, aparecerá na tela uma imagem muito semelhante a um osciloscópio normal. A entrada linear da placa de som é usada para fornecer o sinal. Fornecer um sinal para a entrada só é possível com uma limitação - não mais que 0,5-1 V, portanto é necessário soldar o divisor de entrada de acordo com o circuito simples mostrado na figura.

Uma vantagem importante do programa é o osciloscópio de armazenamento virtual. O trabalho pode ser pausado, a oscilografia restante na tela pode ser salva na memória do computador ou impressa. Existem muitos controles no painel frontal que permitem aumentar ou diminuir as unidades de tempo e tensão.

Uso na vida cotidiana

Um osciloscópio online é uma ferramenta essencial para qualquer engenheiro elétrico. Pode ser usado como medidor de utilidades. Por exemplo, permite perceber que o consumo de eletricidade é maior nos meses de inverno do que nos meses de verão, ou que o consumo de eletricidade diminuiu após a compra de um frigorífico mais eficiente, ou que o consumo de eletricidade aumenta quando se liga um forno micro-ondas. Na maioria das vezes, é mais importante analisar esses padrões nos sinais do que as próprias leituras de tensão.

O medidor inteligente exibe o sinal em tempo real. Nos seus gráficos você pode ver que menos eletricidade é usada durante a semana, quando os membros da família não estão em casa, mas na escola ou no trabalho. Esta é uma informação que não pode ser obtida de outra forma.

Um osciloscópio é um dos instrumentos-chave em qualquer laboratório de engenharia de rádio para uso industrial, bem como em uma oficina de rádio comum. Usando tal dispositivo, você pode determinar falhas em circuitos eletrônicos, bem como depurar sua operação ao projetar novos dispositivos. No entanto, o preço desse tipo de aparelho é muito alto e nem todo radioamador pode comprar tal coisa. Este artigo é dedicado à questão de como fazer isso. Existem muitas maneiras de fazer tal dispositivo, mas a base é a mesma em todos os lugares: uma placa de som de PC serve como placa que receberá os pulsos e um adaptador especial está conectado. para isso. Serve para combinar os níveis dos sinais medidos e a entrada da placa de áudio do computador.

Osciloscópio em um computador: software

Um dos principais elementos do referido dispositivo é um programa que visualiza os pulsos medidos no monitor. Há uma grande seleção desse tipo de software, mas nem todos os utilitários funcionam de maneira estável. O programa osciloscópio Osci do kit AudioTester é especialmente popular entre os rádios amadores. Possui uma interface semelhante a um dispositivo analógico padrão, há uma grade na tela que permite medir a duração e a amplitude do sinal; É fácil de usar e possui uma série de funções adicionais que programas deste tipo não possuem. Mas todo radioamador poderá escolher o software que mais gosta para trabalhar.

Dados técnicos

Portanto, para fazer um osciloscópio a partir de um computador, é necessário montar um atenuador especial (divisor de tensão) que possa cobrir a faixa mais ampla possível da tensão medida. A segunda função desse adaptador é proteger a porta de entrada da placa de som contra danos que podem ser causados ​​por altos níveis de tensão. Para a maioria das placas de áudio, a tensão de entrada é limitada a 1-2 volts. Um osciloscópio de um computador é limitado pelos recursos da placa de som. Para cartões de orçamento varia de 0,1 Hz a 20 kHz (sinal sinusoidal). O limite inferior de tensão que pode ser medido é limitado pelo nível de fundo e ruído e é de 1 mV, e o limite superior é limitado pelos parâmetros do adaptador e pode ser de várias centenas de volts.

Dispositivo divisor de tensão

Um osciloscópio de um computador possui um circuito elétrico muito simples. Ele contém apenas dois diodos zener e três dependem da escala do osciloscópio virtual utilizado. Este divisor foi projetado para três escalas diferentes, com proporções de 1:1, 1:20 e 1:100. Assim, o dispositivo terá três entradas, cada uma delas conectada a um resistor. A resistência nominal do resistor de entrada direta é 1 MΩ. O fio comum é conectado através da conexão reversa de dois diodos zener. Eles são projetados para proteger a placa de som contra sobretensão quando a chave está na posição "entrada direta". Os capacitores podem ser conectados em paralelo aos resistores; eles equalizarão o componente amplitude-frequência do dispositivo.

Conclusão

Este osciloscópio de computador não é elegante, mas um design de circuito simples permitirá atingir uma ampla faixa de tensões medidas. O referido dispositivo ajudará no reparo de equipamentos de áudio ou pode ser usado como dispositivo de medição de treinamento.

Como fazer um osciloscópio digital a partir de um computador com as próprias mãos?

Dedicado aos radioamadores iniciantes!

Como montar o adaptador mais simples para um osciloscópio virtual de software, adequado para uso em reparos e configurações de equipamentos de áudio. https://site/

O artigo também fala sobre como medir a impedância de entrada e saída e como calcular um atenuador para um osciloscópio virtual.

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Sobre osciloscópios virtuais.

Certa vez, tive uma ideia: vender um osciloscópio analógico e comprar um osciloscópio digital USB para substituí-lo. Mas, depois de passear pelo mercado, descobri que os osciloscópios mais econômicos “começam” em US$ 250 e as críticas sobre eles não são muito boas. Dispositivos mais sérios custam várias vezes mais.

Então resolvi me limitar a um osciloscópio analógico, e para construir algum diagrama para o site, use um osciloscópio virtual.

Baixei vários osciloscópios de software da rede e tentei medir alguma coisa, mas não deu em nada, pois ou não foi possível calibrar o dispositivo ou a interface não era adequada para capturas de tela.

Já havia abandonado esse assunto, mas quando procurava um programa para medir a resposta em frequência, me deparei com o pacote de software “AudioTester”. Não gostei do analisador deste kit, mas o osciloscópio Osci (doravante o chamarei de “AudioTester”) acabou sendo o ideal.

Este dispositivo possui uma interface semelhante a um osciloscópio analógico convencional, e a tela possui uma grade padrão que permite medir amplitude e duração. https://site/

As desvantagens incluem alguma instabilidade de trabalho. O programa às vezes congela e para redefini-lo é necessário recorrer à ajuda do Gerenciador de Tarefas. Mas tudo isso é compensado pela interface familiar, facilidade de uso e algumas funções muito úteis que não vi em nenhum outro programa deste tipo.

Atenção! O pacote de software AudioTester inclui um gerador de baixa frequência. Não recomendo usá-lo porque ele tenta controlar o próprio driver da placa de áudio, o que pode resultar no silenciamento permanente do áudio. Se você decidir usá-lo, cuide de um ponto de restauração ou de um backup do sistema operacional. Mas é melhor baixar um gerador normal em “Materiais adicionais”.

Outro programa interessante para o osciloscópio virtual Avangard foi escrito pelo nosso compatriota O.L.

Este programa não possui a grade de medição usual e a tela é muito grande para fazer capturas de tela, mas possui um voltímetro de amplitude e um medidor de frequência integrados, o que compensa parcialmente a desvantagem acima.

Em parte porque em níveis baixos de sinal tanto o voltímetro quanto o frequencímetro começam a mentir muito.

No entanto, para um radioamador iniciante que não está acostumado a perceber diagramas em Volts e milissegundos por divisão, este osciloscópio pode ser bastante adequado. Outra propriedade útil do osciloscópio Avangard é a capacidade de calibrar independentemente as duas escalas disponíveis do voltímetro integrado.

Então, falarei sobre como construir um osciloscópio de medição baseado nos programas AudioTester e Avangard. É claro que, além desses programas, você também precisará de qualquer placa de áudio integrada ou separada, mais econômica.

Na verdade, todo o trabalho se resume a fazer um divisor de tensão (atenuador) que cobriria uma ampla faixa de tensões medidas. Outra função do adaptador proposto é proteger a entrada da placa de áudio contra danos quando alta tensão entra em contato com a entrada.

Dados técnicos e escopo.

Como existe um capacitor de isolamento nos circuitos de entrada da placa de áudio, o osciloscópio só pode ser utilizado com “entrada fechada”. Ou seja, apenas a componente variável do sinal pode ser observada em sua tela. Porém, com alguma habilidade, usando o osciloscópio AudioTester você também pode medir o nível do componente DC. Isso pode ser útil, por exemplo, quando o tempo de leitura do multímetro não permite registrar o valor da amplitude da tensão em um capacitor carregando através de um resistor grande.

O limite inferior da tensão medida é limitado pelo nível de ruído e pelo nível de fundo e é de aproximadamente 1 mV. O limite superior é limitado apenas pelos parâmetros do divisor e pode atingir centenas de volts.

A faixa de frequência é limitada pelas capacidades da placa de áudio e para placas de áudio econômicas é: 0,1 Hz... 20 kHz (para um sinal de onda senoidal).

Claro, estamos falando de um dispositivo bastante primitivo, mas na ausência de um dispositivo mais avançado, este pode servir.

O aparelho pode auxiliar no conserto de equipamentos de áudio ou ser utilizado para fins educacionais, principalmente se for complementado com um gerador virtual de baixa frequência. Além disso, com a ajuda de um osciloscópio virtual é fácil salvar um diagrama para ilustrar qualquer material, ou para postar na Internet.

Diagrama elétrico do hardware do osciloscópio.

O desenho mostra a parte de hardware do osciloscópio - “Adaptador”.

Para construir um osciloscópio de dois canais, você terá que duplicar este circuito. O segundo canal pode ser útil para comparar dois sinais ou para conectar sincronização externa. Este último é fornecido no AudioTester.

Resistores R1, R2, R3 e Rin. – divisor de tensão (atenuador).

Os valores dos resistores R2 e R3 dependem do osciloscópio virtual utilizado, ou mais precisamente das escalas que utiliza. Mas, como o “AudioTester” tem um preço de divisão múltiplo de 1, 2 e 5, e o “Avangard” tem um voltímetro embutido com apenas duas escalas interligadas por uma proporção de 1:20, então usando um adaptador montado de acordo com o acima o circuito não deve causar transtornos em ambos os casos.

A impedância de entrada do atenuador é de cerca de 1 megaohm. No bom sentido, esse valor deveria ser constante, mas o projeto da divisória seria seriamente complicado.

Os capacitores C1, C2 e C3 equalizam a resposta amplitude-frequência do adaptador.

Os diodos Zener VD1 e VD2, juntamente com os resistores R1, protegem a entrada linear da placa de áudio contra danos no caso de alta tensão acidental entrar na entrada do adaptador quando a chave estiver na posição 1:1.

Concordo que o esquema apresentado não é elegante. No entanto, esta solução de circuito permite, da maneira mais simples, atingir uma ampla faixa de tensões medidas usando apenas alguns componentes de rádio. Um atenuador construído de acordo com o esquema clássico exigiria o uso de resistores de alto megaohm, e sua impedância de entrada mudaria muito significativamente ao alternar as faixas, o que limitaria o uso de cabos de osciloscópio padrão projetados para uma impedância de entrada de 1 MOhm.

Proteção contra o "tolo".

Para proteger a entrada linear da placa de áudio contra alta tensão acidental, os diodos zener VD1 e VD2 são instalados paralelamente à entrada.

O resistor R1 limita a corrente dos diodos zener a 1 mA, a uma tensão de 1000 Volts na entrada 1:1.

Se você realmente pretende usar um osciloscópio para medir tensões de até 1000 Volts, então como resistor R1 você pode instalar resistores MLT-2 (dois watts) ou dois resistores MLT-1 (um watt) em série, já que os resistores não diferem apenas em potência, mas também de acordo com a tensão máxima permitida.

O capacitor C1 também deve ter uma tensão máxima permitida de 1000 Volts.

Um pequeno esclarecimento sobre o que foi dito acima. Às vezes você deseja observar um componente variável de amplitude relativamente pequena, mas que, no entanto, possui um componente constante grande. Nesses casos, é preciso ter em mente que na tela de um osciloscópio com entrada fechada só é possível ver a componente da tensão alternada.

A imagem mostra que com uma componente constante de 1000 Volts e uma oscilação da componente variável de 500 Volts, a tensão máxima aplicada à entrada será de 1500 Volts. Porém, na tela do osciloscópio veremos apenas uma onda senoidal com amplitude de 500 Volts.

Como medir a impedância de saída de uma saída de linha?

Você pode pular este parágrafo. Foi pensado para os amantes dos pequenos detalhes.

A impedância de saída (impedância de saída) de uma saída de linha projetada para conectar telefones (fones de ouvido) é muito baixa para ter um impacto significativo na precisão das medições que realizaremos no próximo parágrafo.

Então, por que medir a impedância de saída?

Como usaremos um gerador virtual de sinais de baixa frequência para calibrar o osciloscópio, sua impedância de saída será igual à impedância de saída da saída de linha da placa de som.

Certificando-nos de que a impedância de saída é baixa, podemos evitar erros grosseiros ao medir a impedância de entrada. Embora, mesmo nas piores circunstâncias, seja improvável que este erro exceda 3...5%. Francamente, isso é ainda menor que o possível erro de medição. Mas sabe-se que os erros têm o hábito de “aumentar”.

Ao utilizar um gerador para reparar e sintonizar equipamentos de áudio, também é aconselhável conhecer sua resistência interna. Isto pode ser útil, por exemplo, ao medir ESR (Resistência Equivalente em Série) ou simplesmente a reatância de capacitores.

Graças a esta medição, consegui identificar a saída de impedância mais baixa na minha placa de áudio.

Se a placa de áudio tiver apenas um conector de saída, tudo ficará claro. É uma saída de linha e uma saída para fones de ouvido (fones de ouvido). Sua impedância geralmente é pequena e não precisa ser medida. Estas são as saídas de áudio usadas em laptops.

Quando há até seis soquetes e mais alguns no painel frontal da unidade de sistema, e cada soquete pode receber uma função específica, a impedância de saída dos soquetes pode diferir significativamente.

Normalmente, a impedância mais baixa corresponde ao conector verde claro, que por padrão é a saída de linha.

Um exemplo de medição da impedância de diversas saídas de placas de áudio diferentes configuradas nos modos “Telefones” e “Saída de linha”.

Como pode ser visto na fórmula, os valores absolutos da tensão medida não desempenham um papel, portanto essas medições podem ser feitas muito antes da calibração do osciloscópio.

Exemplo de cálculo.

U1 = 6 divisões.

U2 = 7 divisões.

Rx = 30(7 – 6) / 6 = 5(Ohm).

Como medir a impedância de entrada de uma entrada linear?

Para calcular o atenuador da entrada linear de uma placa de áudio, você precisa saber a impedância de entrada da entrada linear. Infelizmente, é impossível medir a resistência de entrada usando um multímetro convencional. Isso se deve ao fato de existirem capacitores de isolamento nos circuitos de entrada das placas de áudio.

As impedâncias de entrada de diferentes placas de áudio podem variar bastante. Então, essa medição ainda terá que ser feita.

Para medir a impedância de entrada de uma placa de áudio usando corrente alternada, você precisa aplicar um sinal senoidal com frequência de 50 Hz à entrada através de um resistor de lastro (adicional) e calcular a resistência usando a fórmula fornecida.

Um sinal senoidal pode ser gerado em um gerador de software de baixa frequência, cujo link está em “Materiais Adicionais”. Os valores de amplitude também podem ser medidos usando um osciloscópio de software.

A imagem mostra o diagrama de conexão.

As tensões U1 e U2 devem ser medidas com um osciloscópio virtual nas posições correspondentes da chave SA. Não há necessidade de conhecer os valores absolutos da tensão, portanto os cálculos são válidos até que o dispositivo seja calibrado.

Exemplo de cálculo.

Rx = 50 * 100 / (540 – 100) ≈ 11,4(kOhm).

Aqui estão os resultados das medições de impedância de várias entradas de linha.

Como você pode ver, as resistências de entrada diferem significativamente e, em um caso, quase uma ordem de grandeza.

Como calcular um divisor de tensão (atenuador)?

A amplitude máxima ilimitada da tensão de entrada da placa de áudio, no nível máximo de gravação, é de cerca de 250 mV. Um divisor de tensão, ou como também é chamado de atenuador, permite expandir a faixa de tensões medidas de um osciloscópio.

O atenuador pode ser construído utilizando diferentes circuitos, dependendo do coeficiente de divisão e da resistência de entrada necessária.

Aqui está uma das opções de divisor que permite tornar a resistência de entrada um múltiplo de dez. Graças ao resistor adicional Rext. você pode ajustar a resistência do antebraço do divisor para algum valor redondo, por exemplo, 100 kOhm. A desvantagem deste circuito é que a sensibilidade do osciloscópio dependerá muito da impedância de entrada da placa de áudio.

Portanto, se a impedância de entrada for 10 kOhm, a relação de divisão do divisor aumentará dez vezes. Não é aconselhável reduzir o resistor do braço do divisor, pois ele determina a resistência de entrada do dispositivo e é o principal elemento na proteção do dispositivo contra altas tensões.

Então, sugiro que você mesmo calcule o divisor com base na impedância de entrada da sua placa de áudio.

Não há erro na imagem; o divisor começa a dividir a tensão de entrada já quando a escala é 1:1. Os cálculos, é claro, precisam ser feitos com base na proporção real dos braços divisores.

Na minha opinião, este é o circuito divisor mais simples e ao mesmo tempo mais universal.

Um exemplo de cálculo de divisor.

Valores iniciais.

R1 – 1007 kOhm (resultado da medição de um resistor de 1 mOhm).

Rin. – 50 kOhm (escolhi a entrada de maior impedância das duas disponíveis no painel frontal da unidade de sistema).

Cálculo do divisor na posição do interruptor 1:20.

Primeiramente, utilizando a fórmula (1), calculamos o coeficiente de divisão do divisor, determinado pelos resistores R1 e Rin.

(1007 + 50)/ 50 = 21,14 (uma vez)

Isto significa que a relação de divisão total na posição da chave 1:20 deve ser:

21,14*20 = 422,8 (uma vez)

Calculamos o valor do resistor para o divisor.

1007*50 /(50*422,8 –50 –1007) ≈ 2,507 (kOhm)

Cálculo do divisor na posição da chave 1:100.

Determinamos a relação de divisão geral na posição do interruptor 1:100.

21,14*100 = 2114 (uma vez)

Calculamos o valor do resistor para o divisor.

1007*50 / (50*2114 –50 –1007) ≈ 0,481 (kOhm)

Para facilitar os cálculos, confira este link:

Se você for usar apenas o osciloscópio Avangard e somente nas faixas 1:1 e 1:20, então a precisão da seleção do resistor pode ser baixa, já que o Avangard pode ser calibrado independentemente em cada uma das duas faixas disponíveis. Em todos os outros casos, você terá que selecionar resistores com a máxima precisão. Como fazer isso está escrito no próximo parágrafo.

Se você duvida da precisão do seu testador, você pode ajustar qualquer resistor com precisão máxima comparando as leituras do ohmímetro.

Para fazer isso, em vez de um resistor permanente R2, um resistor de sintonia R* é instalado temporariamente. A resistência do resistor de corte é selecionada de modo a obter um erro mínimo na faixa de divisão correspondente.

Em seguida, a resistência do resistor de corte é medida, e o resistor constante já está ajustado à resistência medida pelo ohmímetro. Como ambos os resistores são medidos com o mesmo dispositivo, o erro do ohmímetro não afeta a precisão da medição.

E estas são algumas fórmulas para calcular o divisor clássico. Um divisor clássico pode ser útil quando uma alta impedância de entrada do dispositivo (mOhm/V) é necessária, mas você não deseja usar um cabeçote divisor adicional.

Como selecionar ou ajustar resistores divisores de tensão?

Como os rádios amadores muitas vezes têm dificuldade em encontrar resistores de precisão, falarei sobre como você pode ajustar resistores comuns para uma ampla gama de aplicações com alta precisão.

Os resistores de alta precisão são apenas várias vezes mais caros que os normais, mas em nosso mercado de rádios são vendidos por 100 peças, o que torna sua compra pouco aconselhável.

Usando resistores de ajuste.

Como você pode ver, cada braço do divisor consiste em dois resistores - um constante e um trimmer.

Desvantagem: complicado. A precisão é limitada apenas pela precisão disponível do instrumento de medição.

Seleção de resistores.

Outra maneira é selecionar pares de resistores. A precisão é garantida pela seleção de pares de resistores de dois conjuntos de resistores com grande dispersão. Primeiro, todos os resistores são medidos e, em seguida, são selecionados os pares cuja soma das resistências mais se aproxima do circuito.

Foi assim, em escala industrial, que os resistores divisores do lendário testador TL-4 foram ajustados.

A desvantagem deste método é que ele exige muito trabalho e um grande número de resistores.

Quanto maior a lista de resistores, maior será a precisão da seleção.

Ajustando resistores com lixa.

Mesmo a indústria não evita ajustar os resistores removendo parte do filme resistivo.

Entretanto, ao ajustar resistores de alta resistência, não é permitido cortar o filme resistivo. Nos resistores de filme MLT de alta resistência, o filme é aplicado a uma superfície cilíndrica na forma de uma espiral. Esses resistores devem ser limados com muito cuidado para não interromper o circuito.

O ajuste preciso dos resistores em condições amadoras pode ser feito usando a lixa mais fina - “lixa nula”.

Primeiro, a camada protetora de tinta é cuidadosamente removida do resistor MLT, que obviamente tem uma resistência menor, usando um bisturi.

O resistor é então soldado às “extremidades”, que são conectadas ao multímetro. Por meio de movimentos cuidadosos da pele “zero”, a resistência do resistor volta ao normal. Quando o resistor é ajustado, a área cortada é coberta com uma camada de verniz protetor ou cola.

O que é skin “zero” está escrito.

Na minha opinião, esta é a forma mais rápida e fácil, mas que, no entanto, dá resultados muito bons.

Construção e detalhes.

Os elementos do circuito adaptador estão alojados em uma caixa retangular de duralumínio.

O coeficiente de divisão do atenuador é alterado usando uma chave seletora na posição intermediária.

O conector padrão CP-50 é usado como conector de entrada, o que permite o uso de cabos e sondas padrão. Em vez disso, você pode usar um conector de áudio normal de 3,5 mm.

Conector de saída: conector de áudio padrão de 3,5 mm. O adaptador se conecta à entrada linear da placa de áudio por meio de um cabo com dois conectores de 3,5 mm nas extremidades.

A montagem foi realizada pelo método de montagem articulada.

Para usar um osciloscópio, você também precisará de um cabo com uma ponta de prova na extremidade.

É difícil para qualquer radioamador imaginar seu laboratório sem um instrumento de medição tão importante como o osciloscópio. E, de fato, sem uma ferramenta especial que permita analisar e medir os sinais que atuam no circuito, é impossível reparar a maioria dos dispositivos eletrônicos modernos.

Por outro lado, o custo destes dispositivos muitas vezes excede as capacidades orçamentais do consumidor médio, o que o obriga a procurar opções alternativas ou a fazer um osciloscópio com as próprias mãos.

Opções para resolver o problema

Você pode evitar a compra de produtos eletrônicos caros nos seguintes casos:

• Usar uma placa de som integrada (SC) em um PC ou laptop para esses fins;
• Fazendo um osciloscópio USB com suas próprias mãos;
• Refinamento de um tablet normal.

Cada uma das opções listadas acima, que permitem fazer um osciloscópio com as próprias mãos, nem sempre é aplicável. Para trabalhar totalmente com acessórios e módulos automontados, os seguintes pré-requisitos devem ser atendidos:

• A admissibilidade de certas restrições aos sinais medidos (pela sua frequência, por exemplo);
• Experiência com manuseio de circuitos eletrônicos complexos;
• Possibilidade de modificação do tablet.

Assim, um osciloscópio de placa de som, em particular, não permite medir processos oscilatórios com frequências fora de sua faixa de operação (20 Hz-20 kHz). E para fazer um decodificador USB para um PC, você precisará de alguma experiência na montagem e configuração de dispositivos eletrônicos complexos (como ao conectar a um tablet normal).

Observação! A opção em que é possível fazer um osciloscópio a partir de um laptop ou tablet pela abordagem mais simples se resume ao primeiro caso, que envolve a utilização de um disjuntor embutido.

Vejamos como cada um dos métodos acima é implementado na prática.

Usando o PO

Para implementar este método de obtenção de imagem, será necessário fazer um anexo de pequeno porte, composto por apenas alguns componentes eletrônicos acessíveis a todos. Seu diagrama pode ser encontrado na imagem abaixo.

O principal objetivo de tal circuito eletrônico é garantir a entrada segura do sinal externo em estudo na entrada da placa de som integrada, que possui seu “próprio” conversor analógico-digital (ADC). Os diodos semicondutores nele utilizados garantem que a amplitude do sinal seja limitada a um nível não superior a 2 Volts, e um divisor feito de resistores conectados em série permite que tensões com grandes valores de amplitude sejam fornecidas à entrada.

Um fio com um plugue de 3,5 mm na extremidade correspondente é soldado à placa com resistores e diodos no lado da saída, que é inserido no soquete do disjuntor denominado “Entrada Linear”. O sinal em estudo é fornecido aos terminais de entrada.

Importante! O comprimento do cabo de conexão deve ser o mais curto possível para garantir distorção mínima do sinal em níveis medidos muito baixos. Recomenda-se usar um fio de dois núcleos em uma trança de cobre (blindagem) como tal conector.

Embora as frequências passadas por tal limitador estejam na faixa de baixas frequências, esta precaução ajuda a melhorar a qualidade da transmissão.

Programa para obtenção de oscilogramas

Além do equipamento técnico, antes de iniciar as medições, deve-se preparar o software adequado. Isso significa que você precisa instalar em seu PC um dos utilitários projetados especificamente para obter uma imagem oscilográfica.

Assim, em apenas uma hora ou um pouco mais é possível criar condições para estudar e analisar sinais elétricos através de um PC estacionário (laptop).

Finalização do tablet

Usando o mapa integrado

Para adaptar um tablet normal para gravação de oscilogramas, você pode usar o método descrito anteriormente de conexão a uma interface de áudio. Nesse caso, certas dificuldades são possíveis, já que o tablet não possui entrada linear discreta para microfone.

Este problema pode ser resolvido da seguinte forma:

• Você precisa tirar um fone de ouvido do telefone, que deve ter um microfone embutido;
• Em seguida, você deve esclarecer a fiação (pinagem) dos terminais de entrada do tablet utilizado para conexão e compará-la com os contatos correspondentes no plugue do fone de ouvido;
• Se eles corresponderem, você poderá conectar com segurança a fonte de sinal em vez de um microfone, usando o acessório discutido anteriormente em diodos e resistores;
• Por fim, resta instalar no tablet um programa especial que possa analisar o sinal na entrada do microfone e exibir seu gráfico na tela.

As vantagens deste método de conexão a um computador são a facilidade de implementação e o baixo custo. Suas desvantagens incluem a pequena faixa de frequências medidas, bem como a falta de garantia de 100% de segurança do tablet.

Essas deficiências podem ser superadas usando decodificadores eletrônicos especiais conectados por meio de um módulo Bluetooth ou por meio de um canal Wi-Fi.

Acessório caseiro para módulo Bluetooth

A conexão via Bluetooth é realizada por meio de um gadget separado, que é um decodificador com um microcontrolador ADC integrado. Ao utilizar um canal independente de processamento de informações, é possível expandir a largura de banda das frequências transmitidas para 1 MHz; neste caso, o valor do sinal de entrada pode chegar a 10 Volts.

Informações adicionais. O alcance de ação desse acessório caseiro pode chegar a 10 metros.

No entanto, nem todos conseguem montar tal dispositivo conversor em casa, o que limita significativamente o alcance de usuários. Para quem não está preparado para fabricar um decodificador por conta própria, existe a opção de adquirir um produto acabado, que está disponível para venda gratuita desde 2010.

As características acima podem ser adequadas para um mecânico doméstico que conserta equipamentos de baixa frequência não muito complexos. Para operações de reparo mais trabalhosas, podem ser necessários conversores profissionais com largura de banda de até 100 MHz. Essas capacidades podem ser fornecidas por um canal Wi-Fi, já que a velocidade do protocolo de troca de dados neste caso é incomparavelmente maior do que no Bluetooth.

Osciloscópios set-top com transmissão de dados via Wi-Fi

A opção de transmissão de dados digitais usando este protocolo expande significativamente o rendimento do dispositivo de medição. Os decodificadores que funcionam com base neste princípio e são vendidos livremente não são inferiores em suas características a alguns exemplos de osciloscópios clássicos. Contudo, o seu custo também está longe de ser considerado aceitável para utilizadores com rendimentos médios.

Concluindo, notamos que tendo em conta as limitações acima, a opção de conexão Wi-Fi também é adequada apenas para um número limitado de usuários. Para quem decidir abandonar este método, aconselhamos tentar montar um osciloscópio digital que forneça as mesmas características, mas conectando a uma entrada USB.

Esta opção também é muito difícil de implementar, portanto, para aqueles que não estão totalmente confiantes em suas habilidades, seria mais sensato comprar um decodificador USB pronto e disponível comercialmente.

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