趣味のオシロスコープの構築

少しの間考えていたプロジェクトがあり、その開発中のある時点で、オシロスコープが必要になることに気付きました。さて、問題ではありません。

オシロスコープを購入する代わりに、私は（少なくとも）自分で設計し、できれば結果を作成したいと決めました。物事を簡単にするために、Raspberry Piを使用してすべての楽しい計算と視覚化を行うことを考えています（AVRにFFTを実装する気はありません、ありがとうございました）。

正直に言うと、オシロスコープについて読むほど混乱が生じます。なぜオシロスコープは単なるADCではないのですか？このようなもの（適切な過電圧保護と前置増幅）を一方の回路に接続し、もう一方の回路に適切にプログラムされたCPUを接続するとしたら、それはオシロスコープではないでしょうか？

[過去には、単純なデジタル回路でしか作業していませんでした。主に理論的なコンピューター科学者です！-そして、私は今、アナログエレクトロニクスに頭を包もうとしています。そのため、これに対する答えが非常に明白である場合は謝罪します...]

基本的に、（デジタル）オシロスコープは単なるADCであり、サンプルを保持するメモリもあります。その後、サンプルがメモリから読み出されて表示されます。

実用的な実装の問題により、市販のオシロスコープは複雑になります。入力信号は、ADCの範囲に合わせて適切にスケーリングする必要があります。つまり、非常に正確なゲイン値を持つ非常に正確な減衰器および/または増幅器が必要です。最小の歪みで波形を測定するために、最低でもMHz）。

また、アプリケーションによっては、ADCのサンプルレートを広いダイナミックレンジ（非常に正確に）に調整する必要があります。1ns /サンプルから1 s /サンプル（9桁）が一般的です。

次に、いつサンプリングを開始するか、さらに重要なことには、サンプリングを開始するかを知るという問題があります。これはトリガーとして知られています。アプリケーションによってトリガーのニーズが異なります。また、市販のスコープには、それらを収容するための幅広い選択肢があります。

趣味のプロジェクトとすぐに使用できる機器を区別し、適切な選択をすることが重要です。これは、他の人にとって正しい選択である必要はありません。

今年の別のプロジェクトで使用する機器が欲しい場合は、購入します。新しいものであるか、要件と予算に基づいて使用される可能性があります。

趣味や教育プロジェクトとしてオシロスコープを構築したい場合は、ぜひ行ってください！楽しく教育的な経験をお祈りします。あなたは多くを学びます。反対意見に出くわす可能性があります。たとえば、ヨーロッパに行って絵本を買う代わりに、次の休暇で多くの時間とお金を節約できることを伝えます。彼らはポイントを逃しています！

（基本的な）デジタルオシロスコープは、実際にはフロントエンド（ADCおよびおそらくトリガー回路を含む）、組み込みコンピューター、ディスプレイ、およびソフトウェアで構成されています。

次の問題が発生する可能性が高いことをお勧めします。

• 時間。このプロジェクトは、希望するパフォーマンスや経験などに応じて、しばらく時間がかかります。
• コスト。同等の性能のものを購入するよりも費用がかかります。
• パフォーマンス。どんなパフォーマンスを求めていますか？入力範囲、時間分解能、フロントエンドが耐えなければならない電圧量を含みます。
• テスト。どのようにデバッグしますか？正しく動作することをどのように確認しますか？
• 安全性。120VACをプローブした場合、またはより高い電圧に達した場合はどうなりますか？

AVR 10MHz 50MS / sデジタルストレージオシロスコープからいくつかのアイデアを得ることができると思います。
完全な回路図とソースコードが含まれています。

ADCの結果を読み取ってRAMを埋める小さなCPLDを使用し、AVR mcuを使用してRAMデータを読み取ってPCに送信します

また、役に立つかもしれません：

• Bitscope回路図
• dsonano完全な回路図とソースコードを含みます
• ここにリストされている FPGAまたはmcuを使用したいくつかのDSO関連プロジェクト

openDSOプロジェクトページには、DSOで使用されるセクションを視覚化するのに役立つブロック図があります。

JYE Techには49ドルのオシロスコープキットがあります。

次の機能を備えています。

5M samples/second
8 bit resolution
256 sample memory depth
1MHz analog bandwidth
100mV/Div-5V/Div sensitivity
1MΩ impedance
50Vpeak-to-peak max input voltage
DC/AC coupling
Save and display up to 6 captures to memory
Transfer screen capture to PC as a bitmap file (serial adapter not included)
Backlit LCD display
FFT function available

Sparkfunもそれを運んでいますが、さらに10ドルです。

すべての表面実装部品はすでにはんだ付けされています。

ATmega 64を使用しています。独自のローリングのガイドとして使用したい場合は、Webサイトで回路図と部品リストを提供しますが、49ドル近くでそれを行うことができるかどうかは疑問です。ファームウェアのソースコードも利用可能です。

わずか30ドル（79.50ドル）で、5 MHzのアナログ帯域幅を持つユニットが組み立てられています。