محمد خوزستان
22nd March 2010, 18:53
مدار داخلی اسیلوسکوپ
شايد شما هم از اون دسته افرادي هستيد ، که مايلند يک مدار اسيلوسکوپ داشتهباشند ، که قابليت اتصال و نمايش شکل موج ورودي را روي کامپيوتر داشته باشه . مداريکه تصميم به توضيح در موردش رو دارم از طريق پورت پرينتر به کامپيوتر وصل ميشه . نرم‌افزار اين اسيلوسکوپ به زبان C هست و در محيط Turbo C نوشته شده.
توضيح مدار
سيگنال ورودي به يکيکسوساز تمام موج شامل op-amp هاي A1,A2 و يک مدار آشکار کننده عبور از صفر(Zero Crossing detector)که توسط LM3914 ساخته شده اعمال ميگردد. در نيم سيکل‌هاي مثبت D3 روشن و D4 خاموش است. در نتيجه op-amp هاي A1,A2 بصورت معکوس کننده ولتاژ عملمي‌نمايند و با توجه به اينکه
R2=R3=R4=R5=R6=R=330Ω
مقدار ضريب تقويت ايندو op-amp يک است. لذا خروجي op-amp ، A2 (پين 7 آي سي) برابر با ولتاژ ورودي (Vi) است. در نيم سيکل منفي D3 خاموش و D4 روشن است. لذابازدن يک KCL در پايه 2 ، op-amp ، A1 با فرض اينکه ولتاژ اين پايه را V بناميمخواهيم داشت :
Vi/R + V/(2R) + V/R = 0
V = -(2/3)Vi
و در نهايت ولتاژ خروجي (Vo) در پايه 7 op-amp ، A2 از رابطه زير بدست مي آيد :
Vo = ( 1 + R/2R ) V = ( 1 + R/2R ) (-2Vi/3) = -Vi
پس در نيم سيکل‌هايمنفي سيگنال خروجي مثبت خواهد بود. آشکار کننده عبور از صفر جهت مشخص کردن اينکهسيکل مثبت يا منفي است طراحي شده. اگر اين قسمت درست عمل نکند باعث عدم نمايش صحيحسيگنال ورودي ، بر روي کامپيوتر خواهد شد. مدار آشکار ساز عبور از صفر وجود نيمسيکل منفي را با يک کردن پين 15 کانکتور پورت پرينتر به PC اطلاع ميدهد.در واقعمدار آشکار ساز عبور از صفر از طريق بيت D3 پورت وضعيت (379Hex) با کامپيوتر درارتباط است .
خروجی یکسوساز تمامموج به ورودی مدار نمونه گیر (Sample and Hold) شامل A3,A4,IC6,T1 و خازن C3 اعمالمی‌شود.این مدار از سیگنال ورودی در زمان های معین نمونه برداری کرده و جهت تبدیلبه فرمت دیجیتال در اختیار ADC قرار میدهد.
زمانیکه بیسترانزیستور از طریق پین 1 (بیت D0 از پورت 37A ) کانکتور پورت پرینتر صفر شود ،هدایت ترانزیستور قطع شده و ولتاژ کلکتور آن بالا میرود. بالا رفتن ولتاژ کلکتورترانزیستور T1 باعث بسته شدن کلید داخل IC6 میشود. در نتیجه سیگنال آنالوگ ورودی بهخازن اعمال شده و آنرا به اندازه سطح ولتاژ سیگنال شارژ میکند.
هنگامیکه کلید مجدداباز شد توسط اعمال سطح ولتاز منطقی یک ، از پین 1 پورت پرینتر به بیس ترانزیستور T1 ، ولتاژ ذخیره شده در خازن از طریق بافر (A1) به پین 6 آی سی ADC0804 جهت تبدیل بهفرمت دیجیتال داده میشود. هرچه تعداد نمونه‌های گرفته شده از شکل سیگنال ورودیبیشتر باشد ، شکل موج بدست آمده دقیقتر خواهد بود.
ADC0804 دارای یک مدارتولید کننده پالس ساعت داخلی است ، واز طریق قطعات بیرونی که به آن متصل میشوندمقدار آن قابل تعیین است. با توجه به مقادیر R1=10k و C4=150pf زمان تبدیل مقدارآنالوگ به دیجیتال تقریبا 100 میکرو ثانیه است.
از آنجایی که از طریق پورت پرینتر فقط می‌توان در هر لحظه 4 بیت اطلاعات را خواند. لذا با استفاده از آی سی 74244 که بصورت مالتی پلکسر 2 به 1 هشت بیتی استفاده شده این مشکل مرتفع شده است.
شايد شما هم از اون دسته افرادي هستيد ، که مايلند يک مدار اسيلوسکوپ داشتهباشند ، که قابليت اتصال و نمايش شکل موج ورودي را روي کامپيوتر داشته باشه . مداريکه تصميم به توضيح در موردش رو دارم از طريق پورت پرينتر به کامپيوتر وصل ميشه . نرم‌افزار اين اسيلوسکوپ به زبان C هست و در محيط Turbo C نوشته شده.
توضيح مدار
سيگنال ورودي به يکيکسوساز تمام موج شامل op-amp هاي A1,A2 و يک مدار آشکار کننده عبور از صفر(Zero Crossing detector)که توسط LM3914 ساخته شده اعمال ميگردد. در نيم سيکل‌هاي مثبت D3 روشن و D4 خاموش است. در نتيجه op-amp هاي A1,A2 بصورت معکوس کننده ولتاژ عملمي‌نمايند و با توجه به اينکه
R2=R3=R4=R5=R6=R=330Ω
مقدار ضريب تقويت ايندو op-amp يک است. لذا خروجي op-amp ، A2 (پين 7 آي سي) برابر با ولتاژ ورودي (Vi) است. در نيم سيکل منفي D3 خاموش و D4 روشن است. لذابازدن يک KCL در پايه 2 ، op-amp ، A1 با فرض اينکه ولتاژ اين پايه را V بناميمخواهيم داشت :
Vi/R + V/(2R) + V/R = 0
V = -(2/3)Vi
و در نهايت ولتاژ خروجي (Vo) در پايه 7 op-amp ، A2 از رابطه زير بدست مي آيد :
Vo = ( 1 + R/2R ) V = ( 1 + R/2R ) (-2Vi/3) = -Vi
پس در نيم سيکل‌هايمنفي سيگنال خروجي مثبت خواهد بود. آشکار کننده عبور از صفر جهت مشخص کردن اينکهسيکل مثبت يا منفي است طراحي شده. اگر اين قسمت درست عمل نکند باعث عدم نمايش صحيحسيگنال ورودي ، بر روي کامپيوتر خواهد شد. مدار آشکار ساز عبور از صفر وجود نيمسيکل منفي را با يک کردن پين 15 کانکتور پورت پرينتر به PC اطلاع ميدهد.در واقعمدار آشکار ساز عبور از صفر از طريق بيت D3 پورت وضعيت (379Hex) با کامپيوتر درارتباط است .
خروجی یکسوساز تمامموج به ورودی مدار نمونه گیر (Sample and Hold) شامل A3,A4,IC6,T1 و خازن C3 اعمالمی‌شود.این مدار از سیگنال ورودی در زمان های معین نمونه برداری کرده و جهت تبدیلبه فرمت دیجیتال در اختیار ADC قرار میدهد.
زمانیکه بیسترانزیستور از طریق پین 1 (بیت D0 از پورت 37A ) کانکتور پورت پرینتر صفر شود ،هدایت ترانزیستور قطع شده و ولتاژ کلکتور آن بالا میرود. بالا رفتن ولتاژ کلکتورترانزیستور T1 باعث بسته شدن کلید داخل IC6 میشود. در نتیجه سیگنال آنالوگ ورودی بهخازن اعمال شده و آنرا به اندازه سطح ولتاژ سیگنال شارژ میکند.
هنگامیکه کلید مجدداباز شد توسط اعمال سطح ولتاز منطقی یک ، از پین 1 پورت پرینتر به بیس ترانزیستور T1 ، ولتاژ ذخیره شده در خازن از طریق بافر (A1) به پین 6 آی سی ADC0804 جهت تبدیل بهفرمت دیجیتال داده میشود. هرچه تعداد نمونه‌های گرفته شده از شکل سیگنال ورودیبیشتر باشد ، شکل موج بدست آمده دقیقتر خواهد بود.
ADC0804 دارای یک مدارتولید کننده پالس ساعت داخلی است ، واز طریق قطعات بیرونی که به آن متصل میشوندمقدار آن قابل تعیین است. با توجه به مقادیر R1=10k و C4=150pf زمان تبدیل مقدارآنالوگ به دیجیتال تقریبا 100 میکرو ثانیه است.
از آنجایی که از طریق پورت پرینتر فقط می‌توان در هر لحظه 4 بیت اطلاعات را خواند. لذا با استفاده از آی سی 74244 که بصورت مالتی پلکسر 2 به 1 هشت بیتی استفاده شده این مشکل مرتفع شده است.