多目的測定器(デジタルストレージオシロ DSO)

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■2005/2/13 アナログ入力をつけました。 A/DはナショナルセミコンダクタのADC08200(8bit、200MHz)です。


アナログ1ch+デジタル16ビットを同時に測定可能です。

アナログ信号はリレーでAC/DCの切り替えと1/10ATT切り替えをした後FET(2SK241)の定電流負荷ソースフォロワーのバッファーののちアナログデバイセズのAD603(可変利得アンプ、帯域90MHz)でレンジ切り替えし、TI(BB)のOPA620のバッファーでADC08200をドライブします。 一息で書いてしまった。

リレーは富士通コンポーネントのFTR−B3GB4.5Zで、一巻線ラッチングです。 一時期、秋月で3個/100円でした。
LM385でつくった1.25VをADC08200の基準電圧にしています。
オフセット調整はFETバッファーの定電流源の電流値を可変しています。 ゲイン調整はAD603です。 どちらもFPGAでPWMをつくってD/Aをし、制御しています。

■3.3Vのパルス(Cycloneからだしている)を取り込んだところ
dso1.png

上の8つは取り込んだA/Dデータをデジタル信号としてみているもの、一番下がそれをアナログ表示しているものです。
50mV/divと表示されていますがプローブで1/10になっているので実際は500mV/divになります。
ロジアナのbit16..23をA/D入力として使いました。 200MHz(5ns)でサンプリングすると2048ワードあるので約10μs分が取り込めます。
1divをA/Dデータ値の24にしているので10divで240となり上下に8ずつ余裕があります。

■同じ波形の立ち上がりを拡大したもの(サイン補間)
dso2.png

サイン補間は前後5サンプル合計10サンプルから計算しています。 ハミング窓関数をかけています。
窓関数をかけないでもっとサンプル数を増やしてもいいのですが計算量が増えてしまいます。 いろいろ実験したところこれぐらいが適当なようです。
サンプリング周波数が低い(A/Dや前段のアンプの帯域がもっとある)場合も補間をかけるのがよいのかどうか自信がないです。

■同じく直線補間のとき
dso3.png

サンプリング点はちょうど時間軸のスケール(5nsごと)上にあります。

立ち上がりは約5nsでプローブ(秋月で買った100MHzのもの)の立ち上がり時間は3.5nsなので信号の立ち上がりが十分に速いと仮定すれば回路の立ち上がりは約3.6nsとなり帯域は約100MHzと計算できます。




いままでのロジアナに追加でアナログ部分をつけたので操作がいまいちです。 オシロとして使うには専用のアプリにしたほうがいいかもしれません。 でも実際のオシロの画面をまねるのはいやです。 黒地に緑の表示なんて見にくいと思うのですが世の中のPC上のオシロのアプリにはそういうものが多いですね。



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