Помогите выбрать АЦП

[Andrei sela]

Хочу сделать сестре подарок: осциллограф размером с ... фломастер.

Эта штука будет очень простой: без экранчика(ЖК дисплея), одноканальный, всё управление устройством программное и т. д.

С USB контроллеро определился, проги написал под всю электронику, что дома нашёл (комп само сабой и заодно под сотовый телефон набросал немного), но вот проблема немогу определиться с выбором АЦП: либо дорогие, либо частота нета, либо ...

А хочу я вот, что:

Частота 1 МГц

Разрядность 8 Bit

Тип выхода Паралельный(или как там это называется)

Питание +5В, однополярное

Цена Недорогой(гдето до 300 наших, деревянных)

Минимум управляющих сигналов

Одноканальный желательно, но многоканальные тоже пойдут

Посоветуйте хоть что нибудь, а то на просторах инета за неделю поиска просто заблудилса в этих преобразователях.

Заранее благодарю за содержательные ответы.

И, вообще, спасибо всем, кто откликнится.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[maxim.o]

Согласно совету Хоровица-Хилла (Искусство схемотехники 648 стр.), для цифрования колебаний еще не всякий АЦП хорош, надо бы АЦП с мгновенным преобразованием (во время написания книги, всякие такие были дороговаты)

Если тебе все равно придется тянуть шнурок к компьютеру, то какая разница, где осцилограф делать? Можно сделать и на просторах PCI карты, вот если модернизировать сотовый телефон до функции осцилографа...

Прошу прощения за неконкретную реплику.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Andrei sela]

Не, именно USB и именно размером с фломастер. Это дипломник сестры. А с контроллером USB я уже определился и даже купил его: FT245BM.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Arseniy]

Млжешь поискать АЦП Analog Devices или Maxim, а цены спрашивай у их представителей.

[Хвост]

В общем, уже сказали про крупнейших производителей АЦП - analog devices и maxim, у них на сайтах есть параметрический поиск, там все понятно даже непосвященному человеку. Еще хочу добавить www.ti.com и www.silabs.com

У последних есть микроконтроллеры со встроенными АЦП и USB-интерфейсом. Очень полезная и удобная штука. Кажется, подобные и у других производителей должны быть, но силабс на них специализируются.

[Andrei sela]

Чё за "силабс"?

Да, кстати по поводу ссылок на сайты, я там был, но либо цены кусаются, либо не совсем то, что надо.

Поконкретнее можно ссылочку или, что ещё лутше, маркировку(или как её там звать) микрухи.

[maxim.o]

По Хоровицу в 90-е годы АЦП с мгновенным преобразованием (т. е. за 1 такт, если иные типы преобразования, то могут врать) выпускали еще Hybrid Systems, TRW, Sony, Honywell. Все от 5 до 300 миллионов отсчетов в секунду. Самый дешевый 6-разрядный за 15$ от Hybrid Systems, 7-разрядный от TRW за 40$, большей разрядности в районе 100$. Прогресс с 90-х, конечно, двинулся для сильно востребованных компонентов, а которые не сильно востребованы, то для них мог и не двинуться.

Для осцилографа можно бы смириться и на 6 разрядов. Это 64 уровня дискретизации, глаз не больно покоробит, а для дела, наверное, и подавно сойдет.

Лучше частоту побольше ищи. Если у тебя по вертикали разрешение 1/256, то уместно и по горизонтали такую же иметь, а тогда АЦП с 1 миллионом отсчетов в секунду (как ты наверное хочешь) будет прилично показывать колебания до 2 килогерц, а это что за осцилограф?

А если и по вертикали разрешение 1/64 и по горизонтали не будем гнаться а, воздохнув, согласимся на 1/32, то вышепомянутый 15 долларовый АЦП, который дает 15 миллионов отсчетов в секунду, покажет уже 500 килогерц, хотя и не так красиво.

----------

Да, действительно, мгновенное преобразование и называется параллельным, или АЦП с параллельным кодированием.

Изменено 2 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[Andrei sela]

Почему именно 1МГц: пропускная способность usb контроллера 12 MBit/с, или всёже сделать осцил мегов на эдак 50 - 100, но с оперативой примерно на 500 000 выборок?

Посоветуйте, что лутше. Т.к. данное устройство предназначено не только для моей сестры, но и для массового производства. Чтобы вы приобрели в томже Чипе и Дипе: осцил на 1МГц с кол-вом выборок ограниченым только оперативой компа за ~700 - 900 рублей, или с виду такой-же, но на 100МГц и примерно на 500 000 выборок примерно за 1000 - 1500 рублей? Позалуйсто, пишите, всё что думаете, если не пропустит цензура в лице админа, то пишите в асю: 464136480.

[maxim.o]

Прошу прощения, я глупость написал про высокоскоростной АЦП, сегодня только додумался. Это от того, что я начинающий и совсем неопытный.

Для осцилографа, сейчас думаю, пойдет и 10 килогерц, и будет показывать хотя бы и 100 мегагерцный сигнал. Потом и параллельный АЦП можно обойти, если раздобыть устройство, которое фиксирует (запоминает) аналоговый сигнал на входе АЦП до конца преобразования. Судя по Хоровицу такие бывают, т. к. он предлагал такой вариант, а может современные АЦП уже такое включают и даже в составе дешевых контроллеров.

Если так разобраться:

Мы измеряем повторяющийся сигнал (осцилографы другие и не меряют, высокоскоростная оцифровка нужна, если ждать уникального всплеска сигнала за долгое время в высокоточном физическом эксперименте, но там денег и не экономят). Итак, какой то уровень начинающегося периода сигнала запускает АЦП, он выдает оцифровку, хотя бы и очень медленно, после эти цифры передает контроллеру, а тот даже сразу компьютеру. Когда все это кончится, АЦПу предлагается оцифровать следующий раз, пропустив хоть миллион колебаний. Скажем, миллион первое колебание темже уровнем запускают часы, а те отсчитав некую задержку включают АЦП, прочее все тоже. Таким образом найдется вторая точка нашей кривулины. С двойной задержкой найдем третью и т. д. Длина задержки такая, чтобы их достаточно уложилось на весь диапазон изображения сигнала (например 1024 штуки, зачем больше, монитор все равно не покажет, тогда если по вертикали на разрешение возьмем 1 байт, то на всю картинку хватит 1 килобайта, картинку может поначалу запомнить и контроллер, а после передать как нибудь компьютеру, хоть это может ни к чему). Такой картинке достаточно обновляться 10 раз в секунду, глаз все равно больше не восприимет.

Максимальную частоту изображаемого сигнала определят минимальные разности между фиксированными задержками часов. Если взять тактовый генератор с частотой 1 гигагерц, то получится изображение 1 мегагерца в высококачественной картинке или 50 мегагерц в некачественной, а если на высокочастотный диапазон добавить набор задержек организованных аппаратным способом, тогда они могут поделить такт генератора на свое количество и увеличить разрешение. Впрочем все это вольные фантазии, прошу прощения за дилетантское вмешательство, в натуральных цифровых осцилографах может все получше устроено.

Вот, собираюсь изучать Атмегу8, там вроде свой генератор на 16 мегагерц, АЦП больше 10 килогерц (вдруг есть и фиксация входящего сигнала), тогда, если б он и с УСБ управился, то одними своими силами показывал кое-какой сигнал 1 мегагерц с разрешением 1/16 по горизонтали за 60 рублей.

Желаю успеха.

Изменено 7 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[Andrei sela]

maxim.o огромное спс за содержательный, а главное полезный ответ. И кслову добавь ещё ~50руб и купи AT43USB355, это микроконтроллер ATmel-а, там есть и USB, и ADC, а ADC у ATmega8 способен на 200 кГц но, только при частоте кварца 3,2МГц, 6,4МГц и 12,8МГц и заодно внутренний генератор у атмег 1МГц, а если надо либо больше, либо меньше то надо ставить либо кварц, либо RC-цепь, либо активный генератор и САМОЕ ГЛАВНОЕ просто так это не работает, там ещё надо ему(контроллеру) сказать прошивкой FUSE битов тип генератора и его частоту, ЭТО ЗАДАЁТСЯ ВРУЧНУЮ, А НЕ В ПРОШИВКЕ!!! И вообше я ещё много чего знаю про микроконтроллеры, так что обращайся. И вообще лутше в асю, но на форум тоже пойдёт.

[maxim.o]

Еще, чтобы что то делать для промышленного производства, я конечно не специалист, но мне кажется, нужно сначала изучить потребность в устройстве и что именно в нем особенно необходимо, для чего хорошо быть электронщиком с годовым, как минимум, опытом тесной работы с осцилографом в наборе популярных задач, иметь еще 5 таких электронщиков в общении. А если самому таким электронщиком не быть, то иметь такого в друзьях. После изучить, как это реализовано в уже производимых устройствах. После, имея идеи как что сделать, изучать по каталогам базу имеющихся компонентов (трудно поверить, что если бы можно что было сделать хорошее дешево, то китайцы этого еще не делали). А ежели нет приличных компонентов, а штука нужная, не нацелиться ли на разработку нового кристалла (а ну, появится у нас солидный производитель... мне уж делать тут нечего - мое имя занято, а тебе в самый раз )

Потом, я в осцилографах не специалист, год в институте на радиолабах возился с простейшим. Но сколько мне представляется, осцилографу, который не для баловства, нужен вход для внешнего запуска горизонтальной развертки, а это еще один щуп или еще один отвод от твоего (плюс к двум имеющимся у твоего фламастера - земля и сигнал). А если такой щуп есть, а в ход все равно пущен контроллер, то ничего не помешает сделать второй канал осцилографу с этого второго щупа. Для это отдельного канала АЦП не нужно. АЦП сначала отрисовывает картинку для одного сигнала, а потом следом, для другого, синхронизуя их одним из этих сигналов. У нас на лабах такая штука была сделана из советского одноканального осцилографа для изучения работы процессора. Как раз для таких вещей наверное очень полезно иметь два канала.

Если есть на кристалле несколько каналов АЦП, то полезно их все задействовать для обработки одного сигнала. Внешние задержки разделяют их работу по времени в долю такта синхронизующего генератора и они отмечают разные точки одного сигнала в пределах одного такта. Притом нет нужды в точной кратности этих задержек (т. е. чтобы делили такт поровну, можно где попало, лишь всегда на одном и томже месте, контроллеру или компьютеру просто надо знать где именно и расставлять все точки на свои места). Правда все это пока безопытные фантазии, надо бы еще поднять вопрос о четкости работы АЦП, т. е. чтобы он цеплял сигнал в точности через одно и тоже время после команды на оцифровку.

[Speccy]

1.... чтобы что то делать для промышленного производства .....,

2....Но сколько мне представляется, осцилографу, который не для баловства....

1. Ещё придётся перелопатить кучу документации вроде ГОСТов и иже с ними, и выяснится что раз прибор измерительный, то он подлежит сертификации "с пристрастием" в соответствующих органах за "соответствующую сумму" либо за "мзду". Очень геморное занятие.

2. Чтобы переплюнуть представленные на рынке модели "осциков не для баловства" при помощи отечественной супер-пупер модели..... это пока утопия. Придумать можно, реализовать, короче говоря пройти все этапы разработки. Сделать лучше чем у буржуев. Но это только в одном экземпляре. Как только начнётся серийное производство, окажется что повторяемости не будет, а будет брак. Таковы отечественные реалии (например наш автопром).

Для примера: http://www.as-atis.ru/mpiscb_pr.htm

Я не знаю сколько инженеров и программистов трудились над этим осциллографом (он на фото слева от ноутбука), не хочу их обидеть, но это чудо работает под чистым ДОСом, подключается одновременно к портам USB (только питание), COM, LPT ноутбука. Работать с ним мягко говоря не совсем удобно (или совсем не удобно) по многим причинам.

А ведь то же наверное задумывали что-то суперское.

Я всё к тому, что для увеличения собственного опыта осцик можно и нужно сварганить. Но не надо думать пока про п.1 и п.2.

[maxim.o]

Похоже на то.

Конечно, начинать надо с простого.

Впрочем добавить канал мне кажется нет никакого дополнительного труда: подключил один щуп к АЦП - получил одну картинку, переключил на другой - получил другую, потом опять на 1-й... и так с частотой 10 герц. Все задержки отсчитываются от какого-то общего сигнала.

Кстати вспомнил, что когда изучали работу процессора, то картинки с двух каналов: тактового генератора и с к-л ноги процессора, синхронизовались RESETом процессора, т. е. с еще одного вывода к осцилографу.

Спасибо за предложение помощи в освоении контроллеров. Пока сам вхожу в курс дела, а там буду иметь в виду.

Изменено 7 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[Andrei sela]

По схеме, каналов можно налепить скоко душе угодно, с контроллером на 16мегагерц можно успеть преобразовать, а главное засунуть в оперативу все данные с АЦП(причём не только с одного, а хоть с 10 штук) при частоте выборки сигнала до 100мегагерц! И всёже помогите выбрать недорогой АЦП примерно на 50-100мегов.

Да, кстати, по поводу "...чтобы что то делать для промышленного производства..." этим уже занимается один(а может и не один) из всем извесного Intel-а , так, что с этим проблем, надеюсь, невозникнет.

[Speccy]

По схеме, каналов можно налепить скоко душе угодно, с контроллером на 16мегагерц можно успеть преобразовать, а главное засунуть в оперативу все данные с АЦП(причём не только с одного, а хоть с 10 штук) при частоте выборки сигнала до 100мегагерц! И всёже помогите выбрать недорогой АЦП примерно на 50-100мегов.

Вот, к примеру, не дороже 300 рублей в России, 11 ног, 3х3 мм , продвинутая бздыкалка от www.silabs.com под именем C8051F300-GM. 500 киловыборок в секунду.

http://www.silabs.com/public/documents/tpu...n/C8051F30x.pdf

Правда интерфейс только последовательный, но достаточно добавить преобразователь FT232BM Pb-free (или более старый аналог FT232RL) от FTDI (сайт не помню) и должно получиться USB.

[maxim.o]

Вот еще что придумалось. Берем, скажем, четыре четырехоперационника, делаем из них 16 компараторов на 16 уровней. Приоритетный шифратор дает четырехразрядный код. Получился 4-разрядный праллельный АЦП. Оцифровываем сигнал, получаем грубую картинку. После ЦАП подает эту оцифровку на дифференциальный усилитель с исходным сигналом. То что получилось оцифровываем еще раз. Это будет поправкой к первой оцифровке. Все вместе эквивалентно 8 разрядному АЦП. Там конечно надо все продумать и скоординировать, а может вовсе почемуто не получится.

А так, напр., четырехоперационник LM324 - мелкий, стоит 4 руб., 1мегагерц верх. частота.

Если интересно, но я непонятно выразился, могу пояснить поподробней.

Изменено 9 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[Andrei sela]

По поводу "...Берем, скажем, четыре четырехоперационника, делаем из них 16 компараторов ..." очень интересно, но это просто для себя, или заменить операционник на более быстрый, скажем порядка 1 ГГц, а интересно т.к. а восновном цифровой чел, и с аналоговым сигналом работаю редко.

А вообщето хотелось бы АЦП на 100 мега выборок в секунду и с паралельным выходом, а с последовательным я просто не успею их сохранить в оперативе.

[maxim.o]

Еще вариант. ЦАП (напр. контроллера) дает некий уровень, а компаратор отсекает те моменты, когда этот уровень входящим сигналом превышается. Эти моменты каким то образом фиксируются контроллером для отрисовки картинки. Потом ЦАП меняет уровень и т. о. все их перебирает...

Т. е. мы отрисовываем не зависимость амплитуды сигнала от времени, а наоборот.

Тут на первый взгляд нужен не АЦП а точные часы, напр. генератор 1ГГц и счетчик который успевает его обсчитывать. Может еще это как то можно организовать.

Изменено 9 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[maxim.o]

...Берем, скажем, четыре четырехоперационника, делаем из них 16 компараторов ...

Я тут невольно описал работу полумгновенного (или полупараллельного) АЦП, который оцифровывает не за 1 такт, как параллельный, а за два микроцикла: в первом грубая оцифровка, во втором уточнение. Такие есть в натуре и стоят дешевле. Для нашего случая надо только, чтобы второй микроцикл он начинал не сразу после конца первого, а дождавшись, когда сигнал опять доберется до соответствующего момента, где он (сигнал) в точности повторяется. Может есть и такие готовые АЦП с внешней синхронизацией своей работы. А если есть дешевый АЦП с аналоговой фиксацией входящего сигнала, то такой также хорош, как я выше писал.

А если обобщить, то можно так.

Мы отрисовываем повторяющийся сигнал. Осцилограф не цифровой диктофон, и не звуковая карта, чтобы фиксировать совершенно все, что поступает на его вход. Достаточно выхватывать определенные моменты повторяющегося всплеска сигнала и их спокойно оцифровывать. Можно выхватить один и тот же момент (в нескольких последовательных всплесках) несколько раз и произвести несколько последовательных уточнений. Тогда можно взять и АЦП с последовательным приближением (т. е. 8 разрядов последовательно определяются за 8 микроциклов - он кажется один из самых дешевых), но только чтобы он имел возможность внешней синхронизации своей работы. Такой в принципе можно соорудить и самому из ЦАП и компаратора, а поскольку они могут быть в составе контроллера, то сделать это даже программным способом. (Если конечно эти компоненты в составе контроллера достаточно качественные).

От оцифровщика требуется не скорость оцифровки, а четкость работы, т. е. чтобы сигнал (или результат его сравнения с уровнем от ЦАП) захватывался в четко определенные, с предельно малой погрешностью, моменты времени.

Можно оценить и необходимую скорость оцифровки. Если заранее известно, что отрисовывается абсолютно не меняющийся сигнал, то его можно цифровать часами. Но если ему позволить медленно меняться (амплитуду и/или форму), то надо и достаточно отрисовать его за 100милисекунд (время релаксации глаза) и показывать не единичную фотографию сигнала, а некий видеофильм. Если, скажем, сигнал за время одной фотографии (100милисекунд) изменит амплитуду в 2 раза, то такое на любом осцилографе будет восприниматься, как безобразие, по которому визуально ничего не измерить. Разумно попустить ему меняться за 1 милисекунду на 0.1% и отсюда подбирать наихудшие параметры системы, чтоб осцилограф сильно не врал.

Изменено 10 ноября, 2006 пользователем maxim.o

[Andrei sela]

Модно поподробнее про "...От оцифровщика требуется не скорость оцифровки, а четкость работы, т. е. чтобы сигнал...", и желательно с примерами, а то чёто не очень въехал, получается АЦП-ом с частотой преобразования в 1Мгц и аналоговым триггером можно следить за сигналом, скажем, 1 ГГц , или всётаки нет? А если это действительно можно, то подкинь схемку этой хрени, желательно принципиальную, но пойдёт и структурная.

[Speccy]

Модно поподробнее про "...От оцифровщика требуется не скорость оцифровки, а четкость работы, т. е. чтобы сигнал...", и желательно с примерами, а то чёто не очень въехал, получается АЦП-ом с частотой преобразования в 1Мгц и аналоговым триггером можно следить за сигналом, скажем, 1 ГГц , или всётаки нет? А если это действительно можно, то подкинь схемку этой хрени, желательно принципиальную, но пойдёт и структурная.

Всё что изложил maxim.o уже так или иначе реализовано в интегральных схемах. Это всё различные принципы построения АЦП.

Можно следить с частотой преобразования 1Мгц за более высокочастотным сигналом. Если он периодический, и не требуется знать его форму например, а надо увидеть размах по амплитуде.

Я что-то не соображу, смысл то в этой ветке форума какой?

Надо было АЦП предложить, так предложение прозвучало.

Что, сейчас будем раздувать про осциллографы?