scoop ontwerp

Vrij moeilijk.

Eerst een liniaire (instelbare) verzwakkingstrap.
Je zult dit signaal moeten kunnen triggeren.
Daarna een ADC. Hoe precies wil je hem hebben ? 8 bit of misschien zelfs 16 bit.
De frequentie van je scoop zal maximaal 30 MHz zijn, waarbij je bij maximaal 5 MHz een beetje bruikbaar signaal krijgt.
En dit moet naar een schermpje gestuurd worden.

De gehele ingangstrap moet storingsvrij zijn (afscherming), en het signaal moet zo onvervormt mogelijk de ADC in.

Bij TI kan je **gratis** samples bestellen, dus daar zou ik een goede ADC vandaan halen en misschien nog meer....

Waarom digitaal???
Moet je voor die samples niet toevallig een bedrijf o.i.d. hebben?
anders ga ik ook eens wat proberen

Op 7 januari 2005 22:22:34 schreef zweetvoetje:
Moet je voor die samples niet toevallig een bedrijf o.i.d. hebben?

Uhm Zweetvoetje & Co ofzo.

zoiets d8 ik aan

[edit]p.s. ik weet dat die LPT (Long Tail Pair) niet goed is hiervoor maar kon ff niet zo snel iets bedenken voor die geinverteerde ingang want anders moet je een opamp vinden en die de goeie frequentie bereik heeft en daar ze nog steeds nogal kut mee veel geklooi voordat je het goed hebt. Maar heb een idee met fets maar dat moet ik nog ff uitzoeken, aangezien je die kan zien als dynamische weerstand:P:P

[Bericht gewijzigd door Captnoord op vrijdag 7 januari 2005 22:59:20 ]

Voor samples van TI kan je gewoon een eigen verzonnen bedrijfsnaam invullen. Ik bestel weleens samples daar. Binnen 3-4 dagen heb je de componenten en dat vind ik behoorlijk snel tegenover andere leveranciers.

Terug naar de scoop:

Je moet ervoor zorgen dat je ADC wordt gesynchroniseerd met je microcontroller. Anders zou de microcontroller data kunnen inlezen wanneer het net veranderd.

Nu kan je nog niets hardwarematig verzwakken.
Ook zou ik aan een overspanningsbeveiliging denken

Maxim. of Analog devices. Die hebben convertors tot 250 Megasample per seconde. Of een GaAs Cascaded Flash omzetter zoals Agilent in hun scoops gebruikt. Set er een grote fifo achter , PowerPC processor voor management, eraan Halve gig SDRAM ethernet Kleuren LCD 1280 by 1024, FFT's erop, ethernet interface , webserver. K'zie hem zo al voor mij staan. Kwijl.

Nu even serieus.

Ik zou hem zo maken

ingangstrap : 2 relais. ene die kiest tussen 1 meg of 50 ohm en eentje die een capaciteit in pad kan schakelen ( AC/DC ) Daarna een programmeerbare verzwakker Kijk eens gewoonweg naar een passieve weerstandsdeler met daarachter een DG409 of DG408 Nu een goede opamp (AD811 / AD812) erachter met een schakelbare gain ( opnieuw weerstanden via DG408 )

Nu zijn we met signaalconditioning klaar. Dit signaal gaat naar een trigger detector gemaakt met een snelle comparator. Het DC signaal dat je aanbiedt aan die comparator is direct je triggger level.Wanneer trigger afgaat start je een teller die een Ram adresseert. Die ram krijgt data van een mooie 12 bit A/D omzetter met signbit. Je dumpt de ram vol. Eenmaal aan het eind van de memory gekomen gaat er een interrupt naar de processor die nu de controle over de ram overneemt en de ram 'offload' en terug vijgeeft voor de volgende trigger. De snelheid waarmee de ram geladen wordt ( de klok zeg maar ) is dan direct je tijdbasis.

Je kan ook fifo's gebriken plaats van rams dan hoef je je zelfs niet bezig te houden met multiplexing.

ondertussen kan de cpu zich bezighouden met visualiseren van de data. Probeer vooral niet om de data in 'real time' door die CPU te sleuren ( daar is 60Mhz veeel te traag voor) . je zal een scoopje overhouden wat nauwelijks 1 megasample kan doen. Daar kun je signalen deftig mee verwerken van maximum 100 Kilohertz. ( ik bedoel meten , er is wel een of andere wiskudeknobbel die kan bewijzen dat je maar 2 maar sneller moet zijn dan je signaal om de vorm te zien, maar om echt te meten , en vooral achter 'Glitches' op zoek te kunne gaan zal je straffere toeren moeten uithalen.

Als tijdbasisgenerator kan je een DDS synthesizer van Analog device gebruiken

Een vraagje nog. waarom wil je per se een ARM based processor gebruiken ? Das zo ongeveer het grootste kreng wat er is om development tools voor te vinden. Alleen de tools van Arm zelf trekken op iets, maar die kosten dan ook een ARM en een been , en dan nog liefst in combinatie met probes van Lauterbach zodat je deftig code kan debuggen.

Dit zou betrekkelijk goedkoop moeten zijn. Processorbordje met plug'ins die een volledige acqiaitieeenheid bevatten. Wil je meer kanalen ? Zet er gewoon parallel.

Hmm stof tot nadenken. zal er eens een nachtje over slapen.

@free_electron

Kijk daar heb ik wat aan, ik had echt geprobeerd realtime te sample, thanks voor de tip. De LPC2106 is een uC van Philips en met de Keil uVision3 kan je echt veel doen zolang je onder een bepaalde groote qwa compilatie zit. werkt erug goed, de arm is niet zo duur opzich 12 euro, daar doet een AT MEGA erg onder met zijn 8 euro.
Groeten Captnoord
[edit] Display mischien een optie.

[Bericht gewijzigd door Captnoord op vrijdag 7 januari 2005 23:21:25 ]

keil .. njeeeehh 2 kilobyte is de limiet dacht ik.

Kijk eens naar SDCC als ompiler ( small device c compiler. op sourceforge . is open source project )

dit is mijn idee.

als postprocessor zou ik eer geneigd zijn om daa reen USb 2.0 poort achter te zwieren en de rest op PC te doen. veel makkelijker om te ontwikkelen.

Er moet iets anders zijn dan een relais... maar al de andere mogelijkheden hebben een capaciteit enzo, vervelend!

Wel ervoor zorgen dat de ingangsimpedantie goed is...

Voor het afbeelden lijkt me toch een tweedehands pc met geluidskaart een goede en simpele oplossing (<50 euro denk ik). Je stuurt gewoon je samples in je ram via een D/A naar je line-in van de geluidskaart en en beeldt de golfvorm af op je scherm met een simel programmaatje. Kun je het later ingewikkelder doen als je wilt.

een paar typenummers :

AD9850 of AD9852 voor de DDS. Voordeel van een DDS is dat je eender welke frequentie kan programmeren van 0.1 hertz tot 125Mhz ( 950 ) of 300 MHz (9852) in stappen van 0.1 Hz. ding kost 5 euro of zo. je kan dan ook kromme sampler waarden maken voor bv tv triggering etc.

AD8079 voor de buffer amp met eigen gainsysteem
of
AD8321 voor buffer ( heeft programmeerbare gain van -21x tot 20x

AD8561 als comparator

AD9865 of AD9215 als A/d zijn 10 bitters die zonder problemen 150 megasample halen.

Fifo:
Cypress CY7C4821 (1 kilo diep of 4831 (2kilo diep )
De fifos zijn 9 bit maar dual. we kunne dus direct een 2 kanaal scoop aken met 1 fifo.

Fifo is duurste van de ganse troep. zit rind de 25 euro.

Alle componenten zijn gekozen om minstens sneller te zijn daan 100Mhz.

met dit spul ( moet kunnen alles samen voor onder de 100 euro ) heb je een twee kanaal 100Ms per sencode 8 + sign bit oscilloscoop.

Ik zou dit als module maken.
Je hebt klein backplanetje daarop processortje met USB ( a la FTDI245 ) de rest doe je op PC.
De timebase is comon dus dat kan ook apart moduletje zijn

Wil je 4 6 of act kanalen ? geen probleem . je plugt moduletjes bij

Wil je later logic analyser : A/D en ingand weg. en woord comparator erop. Baf. klaar. 1 kaartje = 18 kanalen logic analyser.
we kunne nu ook al met woordomparator worken. we draaien dan een digital trigger. Is niet zo moeilijk. het kleine betje snelle logica wat we nodig hebben stoppe we in een lteratje of een xilinx. Hoeft maar klein dingetje te zijn . Its a la Max 7064 met 44 pinnetjes. Heeft teller , clock switch en comparator aan boord . is alles.

En als CPu een Cygal 8051F126. Is een 8051 die tot 100 mips draait. Daar zal die philips ARM moeten voor plooien.

Lijkt mij verduiveld interessant hobbyprojectje.

mail mij eens

vincent underscore himpe apestaart hotmail punt com

Op 7 januari 2005 23:35:06 schreef Evil Aedolon:
Er moet iets anders zijn dan een relais... maar al de andere mogelijkheden hebben een capaciteit enzo, vervelend!

Wel ervoor zorgen dat de ingangsimpedantie goed is...

misschien wel. alhoewel. ik heb net eens in de servicemanuals van de Trektopnix en Agilent (ex HP) scoops gekeken. zij doen het ook met relais. sluiten gewoon de cap kort. Ditto voor de 50 ohm omschakeling.

Jup en phillips en vast nog anderen.

Vaak reed relais in dil formaat, dus voor de afmetingen hoef je dat niet te laten.

Op 7 januari 2005 23:52:24 schreef free_electron:
[...]

misschien wel. alhoewel. ik heb net eens in de servicemanuals van de Trektopnix en Agilent (ex HP) scoops gekeken. zij doen het ook met relais. sluiten gewoon de cap kort. Ditto voor de 50 ohm omschakeling.

Ja, logisch ook... met een transistor oid voeg je meteen capaciteiten en inductanties toe

Trouwens, verduiveld interessant hobbyprojectje maar ook verduiveld ingewikkeld printontwerp

Trouwens, ben jij geen ST Application Engineer? Waarom allemaal analog spullen?

is 10 bits niet wat weinig? bij 600Vp-p heb je dan een resolutie van 0.5V

[Bericht gewijzigd door Evil Aedolon op zaterdag 8 januari 2005 01:08:10 ]

Voor de ingangsverzwakker enz. heeft mijn LeCroy ook relais. Je hoort hem altijd zo lief klikken als hij zichzelf aan het calibreren is.

1 of 2 k is wel heel erg weinig geheugen. Een lang geheugen is voor vele toepassingen erg handig.
Bijvoorbeeld: je triggert op een sporadisch en kort durende fout conditie en je wilt zien of daar (op een ander punt) voorafgaand rare dingen gebeuren.

Een goede triggering is het halve werk. Handig om veel opties tot de beschikking te hebben. Ben je bijvoorbeeld op zoek naar spike's op een signaal dan is het handig om de triggercondities daarvoor in te kunnen stellen, zie het voorbeeld hieronder.

Dan de software. Dit is iets dat een scoop erg universeel kan maken indien dit goed en met uitgebreide opties geschreven is. Daar gaat erg veel tijd in zitten.

Inderdaad! Maar 32k wordt al redelijk duur... en lecroy is vast één van de duurste (en beste) scoopmerken te wereld...
Worden vast veel betaald die ontwerpers...

Software lijkt me ook gigantisch veel werk, maar in het begin kan het nog eenvoudig natuurlijk... uitbreiden... uitbreiden

32 k is nog erg weinig. (De nieuwste versie is volgens mij uitbreidbaar tot max. 64 Mpoints)

Tektronix en Agilent maken ook goede scoop's, maar dat zijn niet die dingetjes die je in advertenties en catalogi ziet staan. En Agilent voorzag (voorziet) zijn scoop's van een muis. Dat is niet handig, zie maar eens zo'n ding tussen de kabels en losse onderdelen door te manoeuvreren.

lecroy heb ik toch ook nog nooit in een advertentie gezien hoor... en ik denk als je dit ding al werkend krijgt met 2k dat je al blij mag zijn! Dit lijkt me toch niet zo een klein eitje (vooral met die software enzo heel vies)

Lecroy is volgens mij een factor duurder (beter?) dan tektronix (toch van die standaard modelletjes en die waverunner van jou is toch min of meer een standaardmodel niet?)

Hoeveel geheugen heeft dat "dingetje"? Hopelijk kan ik mij studie afronden ooit zal voor volgend decennium zijn kan ik ook zo een dingetje betalen. (hopelijk)

En nog steeds vraag ik me af waarom een st application engineer analog producten voorstelt?

Goed: als ik ooit mijn studie wil afronden moet ik morgen wel wat studeren: Slaapwel

Mijn LeCroy was toen die tijd goedkoper dan een vergelijkbaar model van Tektronix.
Mijn LT344L (al een tijd uit productie) heeft 4 kanalen met elk 1 Mpoint geheugen en een max. samplespeed van 500 MHz (25 GHz RIS) Die modellen van Tektronix waarmee geadverteerd wordt en door bv. ElQuip en Farnell verkocht worden hebben slechts 27 k geheugen.

Heel vroeger in de elektuur hadden ze nog geadverteerd (laatste was volgens mij in 1984).
Ik had er ook ooit eens over gelezen dat LeCroy de detectoren (twijfel) en de data-acquisitie voor de CERN in Geneve gemaakt hadden. Dat geeft vertrouwen als ze zo'n botsingetje van deeltjes vast kunnen leggen. De markt voor dat soort apparatuur is niet geweldig groot. En omdat ze de kennis in huis hadden om kort durende gebeurtenissen vast te leggen, zijn ze maar scoops gaan maken.

Op 8 januari 2005 00:53:58 schreef Evil Aedolon:
[...]
Ja, logisch ook... met een transistor oid voeg je meteen capaciteiten en inductanties toe

Trouwens, verduiveld interessant hobbyprojectje maar ook verduiveld ingewikkeld printontwerp

Trouwens, ben jij geen ST Application Engineer? Waarom allemaal analog spullen?

is 10 bits niet wat weinig? bij 600Vp-p heb je dan een resolutie van 0.5V

1) Wij maken geen dergelijke spullen. Geen snelle A/D geen Fifo's geen DDs synths etc. We hebben ze wel maar ze maken altijd deel uit van een groter geheel. ze zijn niet als standaard component te krijgen. Ik kan natuurlijk een stukje custom silicium maken als je een paar miljoen wilt ophoesten voor de ontwikkeling

2) 10 bit : T'moet betaalbaar blijven. Er zijn 14 bit convertoren op die snelheden maar daar moet je diep voor in de buidel tasten en ze zijn verschrikkelijk moeilijk te pakken te krijgen ( zeker voor hobby doeleinden ) en als je dan nog eens met Ball-grid verpakkingen afkomt ..

3) printje : kan dubbelzijdig. Eigenlijk is er niet zoveel electronica. En door een aantal 'slimme' truukjes is de software eigenlijk ook heel eenvoudig. Je moet alleen de fifo uitlezen en plotten op het scherm. je kent je tijdschaal ( die heb je aan de DDS gegeven ) en je gainsetting. Ik denk dat dit in visual basic een dagje werk is om er iets moois van te maken.

Lecroy is inderdaad zowat de rolls-royce onder de scoops op de voet gevolgd door Agilent ( eg HP) Tektronix ( hedentendage 'trektopnix' ) heeft de laatste jaren veel van zijn pluimen verloren. Ze hebben altijd mooie en heel goede scoops gemaakt maar vanaf ze met die 'dunne' LCD toestelletjes gekomen zijn hebben ze de bal alleen nog maar misgeslagen. Tis een lang verhaal maar door hun meetprincipe komt het hier op neer : 'Measure with a micrometer , mark with chalc and chop with an axe'

Zet zo een ding op 10 millivolt per divisie en kijk naar het display. Je hebt 1 subdivisie ruis. Da's mooi ongeveer 2 millivolt dus. Zet het ding op 10 volt per divisie en je hebt nog altijd 1 subdivisie ruis. Das nu dus 2 volt !
Vanwaar komt ie ? Van de gainstage? nee . Van de A/D ?/ nee. Komt van hun CCD :charge coupled device (niet verwarren met een CCD uit een fototoestel. Is ook een chage coupled device maar van een ander type )sampler. Ze gebruiken een analoog geheugen ( emmertjegeheugen ) met een trage convertor erachter ( bespaart veeeeeel geld ) maar een CCD ruist. in de dure reeksen zijn ze hier gelukkig weer al vanaf gestapt.

Ander probleempje : Ze multiplexen hun ingangen over tijd. Een 4 kanaal machine heeft 2 omzetters ze meten eerst kanaal 1 en 3 , bij volgende trigger pass meten ze 2 en 4.

Dit kan zeer vreemde resultaten opleveren. vooral bij meten aan differentiele signalen. Ik ben zo een paar jaar terug eens 'gebeten'. Vroeger had je op een analog scoop ALT en CHOP. welnu de tek machiene had alleen ALT ( was een TDS540D. ding kostte toen tegen de 20.000 euro ). Dan sta je bij een klant en die ziet iets compleet anders op de scoop dan jij. Dan pak je ter verificatie een 'domme' analoge scoop en blijkt de klant gelijk te hebben. Na discussie met Tek kwam het hier op neer. Je moet Equivalent Time sampling afzetten. Okee gedaan. Dan kon ie nog net (in mijn tijdshaal ) aan 50 megasample draaien en dat is voor een 155 MHZ signaal NIET genoeg. Jaja de TDS kon 2Gigasample ... Een jaar later hebben we ze allemaal (5 stuks) weg gedaan en nieuwe gekocht van HP die 4 echte samplers hebben , geen last hebben van aliasing (ze detecteren wanneer ze aan het 'undersamplen' zijn en tonen dit met een gekleurde balk bovenop het signaal. Net zoals bij een goede oude analoge scoop) en geen viezigheid uithalen in het signaalpad.

comment op : 'Agilent scoops met een muis'. Als je eenmaal met zo een ding gewerkt hebt wil je geen andere meer.
in plaats van aan 35 knopjes te moeten draaien om het plaatje te zien wat je wilt, teken je gewoon een rechthoekje. de scoop 'zoomt' daar dan op in. En dit is GEEN software zoom. de tijdbasis en gainstages worden aangepast. Anders dan bij een normale scoop waar een tijdbasis in stapjes van 1 - 2 - 5 verspringt en de gain in decades of 1 - 2 - 5 stapjes, gaat een agilent scoop een willekeurige tijdbasis gebruiken en gain gebruiken. als ik een tijdbasis wil van 12.5 nS per divisie met een vertikale van 310 millivolt per divisie, dan kan ie dat.

Waves verplaatsen : ditto, geen gefoeter meer met AC/DC , offsets , signalen die buiten beeld vallen etc. Je pakt je live waveform vast en 'versleept' hem op het scherm.

En je hebt mooi een knopje per functie. Geen gezoek in 300 menus met 22 lagen zoals bij Tek naar een of andere functie.

enfin smaken verschillen. Terig naar dit scoop projectje.

2K geheugen kunnen we uitdiepen naar meer door de fifo te verdiepen. echter de snelle fifos zijn duur. Ik zal eens rondneuzen. Voor hobby denk ik dat 2k redelijk diep is als je display maar 1024 pixel breed is dan heb je dus 2 schermen .

Zoals ie er u uitziet zitten er eigenlijk maar 7 ic's op het bordje.
twee ingangamp
twee A/D
een Fifo
een kleine altera waar de trigger unit en glue logic inkomt ( die onderandere de relais kan controleren , de digitale comparator bevat en timing gate )
een DDs synth.
oppervlakte : halve eurokaart ( 10 bij 8 centimeter )

Dit geeft een 100 megasample scoop 2 kanalen met 9 bit ( 8 + signbit)wil je meer kanalen dan zet je 2 bordjes parallel.

Er zitten GEEN exoten of dure ic's in . alles is verkrijgbaar bij belgische en nederlandse 'hobby' leveranciers : be.digikey.com of nl.digikey.com

Okee er zit wat SMD op maar niks ergs.
De altera is niks om bang van te zijn vervangt alleen maar wat TTL ic's maar is stukken sneller ( moet 100MHz kunnen draaien. gewone TTLs leggen bij 15 al het loodje , en de F reeks vreet stroom en laat het bij 50 to 60 ook afweten. )

Zal proberen tegen morgennamiddag een beetje meer info te geven.

Op 7 januari 2005 23:35:06 schreef Evil Aedolon:
Er moet iets anders zijn dan een relais... maar al de andere mogelijkheden hebben een capaciteit enzo, vervelend!

Wel ervoor zorgen dat de ingangsimpedantie goed is...

Waarom per se een relais? Je kunt toch ook gewoon een 3-polige schakelaar gebruiken. De ingang gaat zodoende of via een seriecapaciteit of direct naar het verdere systeem. De derde positie zet het systeem aan ground zodat je je offset kunt bijregelen.

jep. das natuurlijk ook een manier.
Maar is toffer als je dat onder software controle hebt.

Damn waar moet ik beginnen, okey
@Evil Aedolon, ik dacht aan een reed relais
@richardbloe, O please en ja dan bemonsteren op 96Khz niet om je af te zeiken of zo maar dat is geen optie
@free_electron, Respect Krijg ik me toch een stoot info naar me toe geslingert waar ik veel aan heb nogmaals respect.

verder had ik ook aan de software gedacht en eigelijk 2 dingen opgemerkt. eerste dat ik me al langer met software op een pc bezig hou, daardoor vindt ik het ook een uitdaging om het een keer niet op een pc te doen. Oja dat was de 2e dus de uitdaging.

Respect to all ik heb genoeg idee'n opgedaan.
Groeten Captnoord

hmm ik ben zeker wel geintereseerd in zo'n pc scoop. waar free_electron het over had. maar er is lijkt mij geen bestaande software voor dus hoe zou dat dan geregeld moeten worden ?