LCS - 1M - een Full-Featured, Low-Cost Hobby oscilloscoop (8 / 30 stap)

Stap 8: Circuit beschrijving - Analoog / Digitaal-Converter; Monster geheugen

De analoog-digitaalomzetter (ADC) is een centraal onderdeel van de oscilloscoop; het monsters van het analoge signaal en transformeert het in een digitale nummer die vervolgens wordt opgeslagen in het geheugen van de steekproef. Voor dit ontwerp die ik koos de Maxim MAX153 ADC, dat is een half-flash ADC staat te verwerven tot 1 miljoen samples per seconde met een resolutie van 8 bits (d.w.z. waarden van 0 tot 255). Dit was de snelste ADC die ik kon vinden die beschikbaar is in de duik pakket (beginners-vriendelijk!) als een gratis monster.

Dat sample-rate betekent het toepassingsgebied kan het produceren van zinvolle displays van signaal tot ongeveer 150 kHz (in dat geval zijn er ongeveer 7 monsters per periode). De ADC wordt gedreven door de dezelfde klok als de teller, en het biedt de bemonsterde gegevens in parallelle formaat (8 data lijnen).

Het geheugen van de steekproef is een oudere SRAM-chip met een grootte van 2 K x 8 (dat wil zeggen 2 Koctetten), die alleen de eerste 256 bytes wennen. Een gemakkelijk zou kunnen brengen in een grotere teller (enkel trapsgewijs een andere teller IC), maar ik koos om te houden van het neer aan een 8-bits adres uit twee redenen - ten eerste het snijdt neer op onderdelen en kosten, ten tweede, een record lengte van 256 monsters voldoende voor een zeer fatsoenlijke golfvorm weergave is, terwijl tegelijkertijd de vernieuwingsfrequentie van het scherm relatief vloeiend is (ik gemeten dichtbij 7 frames per seconde met een enkellijns ingeschakeld). Verdubbeling van de record lengte zou de vernieuwingsfrequentie ruwweg in tweeën gesneden.

Het circuit van de overname (ADC + SRAM) is verdubbeld, dat wil zeggen een verzameling voor elk van de werkingssfeer van die twee kanalen.

Het totale ontwerp zou kunnen worden een gemakkelijk verlengd tot meer dan twee kanalen - Voeg gewoon meer sets van ADCs en SRAMs in parallel, evenals meer I/O expanders terug de SRAM om inhoud te lezen.

Een kleine kink in de kabel dat kostte me een tijdje om te debuggen is de volgende: de teller is een rimpel-teller, dat wil zeggen niet alle output signalen knevel op precies hetzelfde moment. Dit betekent dat voor een korte periode het adres naar de SRAM min of meer willekeurig verandert. Als u van de SRAM schrijven inschakelen op gedurende die tijd houdt, krijgen de gegevens op die willekeurige adressen overschreven door de huidige steekproef. Ik heb de golfvormen die waren herkenbaar maar had plotselinge abrupte veranderingen elke paar cycli. De oplossing was voor het aansluiten van de ingang van de /WE naar een kopie van het kloksignaal van passende fase zodat het schrijven wordt uitgeschakeld wanneer het adres van de teller verandert.