Zaloguj się
Wszystkie
20 października 2026
3
- 16 wejść cyfrowych w standardzie 1,8 V, 3,3 V lub 5 V, zabezpieczonych przed zbyt dużym napięciem
- 3 wejścia analogowe o dokładności nieco ponad 7 bitów, zabezpieczone przed zbyt dużym napięciem
- 4 dodatkowe wejścia cyfrowe w standardzie 3,3 V, zabezpieczone przed zbyt dużym napięciem
- Częstotliwość próbkowania sygnałów cyfrowych: 240 MHz
- Wejścia analogowe mają regulowaną czułość w zakresie 0,33...120 Vpp (wartość międzyszczytowa)
- Maksymalna wspólna częstotliwość próbkowania przetwornika analogowo-cyfrowego wynosi 2,4 MHz
- Wszechstronne oprogramowanie PulseView z funkcją dekodowania różnych protokołów szeregowych
- Zasilanie i podłączenie: przez USB
Analizator logiczny stanowi podstawowe narzędzie do wyszukiwania błędów i uszkodzeń w układach cyfrowych, niezależnie od tego, czy chodzi o obwód logiczny o stałej topologii, czy też o system oparty na mikrokontrolerze. Elementy układów cyfrowych są obecnie łączone z mikrokontrolerami nie tylko poprzez magistralę równoległą, lecz również przez interfejsy szeregowe I²C, I³C, SPI i UART. Sygnały cyfrowe często wyzwalają przebiegi analogowe lub są przez nie wyzwalane. Obserwacja wszystkich tych sygnałów to typowy obszar zastosowania oscyloskopu sygnałów mieszanych (MSO).
Opisywany tu analizator nie ma wprawdzie ambicji bycia zaawansowanym oscyloskopem sygnałów mieszanych, tym niemniej zapewnia wszechstronną funkcjonalność analizatora logicznego przy możliwości synchronicznego rejestrowania i oglądania do trzech sygnałów analogowych. Ma zwartą konstrukcję i jest stosunkowo niedrogi.
Układ ogólny
Sercem jest moduł Raspberry Pi Pico. Szybki programowalny blok wejścia/wyjścia (PIO = Programmable Input/Output) układu RP2040 pobiera sygnały cyfrowe, a wbudowany w ten układ przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) rejestruje przebiegi analogowe. Wszystkie sygnały są przekształcane do postaci szeregowej i przesyłane do komputera sterującego poprzez łącze USB.
Dekodowanie i wyświetlanie przebiegów odbywa się w programie open source PulseView.
Zarówno kanały analogowe, jak i cyfrowe są zabezpieczone przed przepięciami i dopasowane do wymaganych poziomów napięciowych wejść mikrokontrolera. W części cyfrowej zastosowano translatory logiczne i zabezpieczające diody Schottky’ego. Kanały analogowe wyposażono we wzmacniacze buforujące, zabezpieczenia diodowe, przełączniki AC/DC oraz potencjometry regulacji wzmocnienia.
Parametry
Podstawowym parametrem analizatora logicznego jest – tak jak w przypadku oscyloskopu cyfrowego – częstotliwość próbkowania, określająca maksymalną częstotliwość sygnału, jaki można prawidłowo wyświetlić, a zatem – co może istotniejsze – najmniejszy przyrost czasowy sygnału, jaki można rozróżnić.
Moduł Raspberry Pi Pico może próbkować do dwudziestu sygnałów cyfrowych z imponującą częstotliwością 240 milionów próbek na sekundę. W tym celu częstotliwość taktowania układu RP2040 została „podkręcona” ze standardowych 133 MHz do 240 MHz, co jednak mieści się w bezpiecznych granicach. Osiągnięta częstotliwość próbkowania zależy od liczby aktywnych kanałów oraz wymaganej liczby rejestrowanych próbek. Maksymalna szybkość rejestracji spada, gdy ilość rejestrowanych danych przekracza pojemność wewnętrznego bufora mikrokontrolera i dane te muszą być na bieżąco przesyłane strumieniowo przez łącze USB. Więcej szczegółów można znaleźć w instrukcji obsługi zawartej w plikach do tego projektu (www.siliconchip.au/Shop/6/452).
Przypis redaktora: Częstotliwość 240 MHz przekracza określoną przez producenta maksymalną częstotliwość 133 MHz dla układu RP2040 przy znamionowym napięciu rdzenia, a zatem jest wynikiem podkręcania układu.
Scalone przetworniki poziomów logicznych obsługują szesnaście wejść cyfrowych w standardzie 5 V, 3,3 V lub 1,8 V (D2...D17). Cztery ostatnie wejścia cyfrowe, D18...D21, nie są wyposażone w przetworniki poziomów i są przeznaczone dla sygnałów o poziomie logicznym 3,3 V.
Wszystkie wejścia analogowe i cyfrowe są zabezpieczone przed przepięciami dodatnimi i ujemnymi. Wejścia cyfrowe tolerują poziomy napięcia od –5 V do +20 V. Górną granicę wejściowego napięcia analogowego określa wytrzymałość kondensatora na wejściu, wynosząca 250 V napięcia stałego, choć ze względów bezpieczeństwa przyłożone sygnały nie powinny przekraczać 25 V wartości skutecznej i 60 V wartości szczytowej.
Sygnały analogowe mogą być sprzężone stałoprądowo lub zmiennoprądowo. Każdy kanał zawiera odpowiedni przełącznik wyboru. Maksymalna czułość wejść analogowych wynosi 330 mV dla pełnego zakresu. Wejścia są próbkowane z dokładnością nieco ponad 7 bitów, co przy maksymalnej czułości przekłada się na krok przetwarzania 2,5 mV.
Maksymalna częstotliwość próbkowania sygnałów analogowych jest ograniczona częstotliwością przetwarzania analogowo-cyfrowego wynoszącą 2,4 MHz. Częstotliwość ta jest dzielona między aktywne kanały analogowe (a zatem jeśli obserwujemy trzy kanały, to częstotliwość próbkowania spada do 800 kHz; przypis redaktora).
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
