my_avr 提供的第一版简易原理图，欢迎大家发表意见

smallsnail · 发表于 2009-3-25 16:07:02

模拟 (原文件名:第一版原理图模拟部分，my_avr 提供.jpg)

数字 (原文件名:第一原理图数字部分，my_avr提供.jpg)

详细内容见附件！
我画的原理图，有些地方未经仔细推敲，错误难免，请指正，谢谢！
还有很多不全面的地方，请大家补充，我当苦力来画。
AD6 工程打包：
AD6 工程打包ourdev_427899.zip(文件大小:62K) (原文件名:STM8 Oscillograph (2009-3-25 15-21-00).zip) 
PDF格式：
PDF 格式ourdev_427900.pdf(文件大小:923K) (原文件名:STM8 Oscillograph.pdf) </font>

smallsnail · 发表于 2009-3-25 16:18:03

探头的那个10倍衰减电路怎么实现啊？

armok · 发表于 2009-3-25 16:20:23

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

armok · 发表于 2009-3-25 16:21:05

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 16:22:18

电平平移不好。用到-Vpp，而且需要调节。
考虑一下我另外贴出的电路，使用基准电压源。只要电阻偏差不大，输出就是基准电压源的中点值。而且这个软件校正也容易。
是使用VDDA作基准电压源？还是STM8内部有？

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 16:27:14

打算把输入阻抗设计成多少？

my_avr · 发表于 2009-3-25 16:27:33

回【4楼】 ZealotNH 发仔

电平平移部分我考虑可以进行正、负平移，所以采用-Vpp
OFFSET输入我还没有考虑好怎么处理。是否可以用STM8的PWM经过低通之后作为OFFSET电平呢？

my_avr · 发表于 2009-3-25 16:28:55

需要补充一点：

通道自校正怎么处理？

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 16:32:55

给出输入阻抗、量程。今晚回去也想一想，线路。

dvhome · 发表于 2009-3-25 16:33:06

建议使用外部基准

另外，如果使用了程控放大器，那4053就不用了吧？？

AC和DC耦合的切换

能否使用两个运放来做？？

Microchip公司的 MCP6S22 数字可编程增益放大器

两个输入通道

可编程增益 1,2,4,5,8,10,16,32

-3db 带宽 2MHz ~ 12MHz

有了这个，只需要在前端加一个电平平移电路就可以了，这个前端的运放要求就不高了，因为不需要增益，OP07、TL082都可以胜任了。

而且，MCP6S22有两个输入端，就可以做到AC、DC的无缝切换了

smallsnail · 发表于 2009-3-25 16:34:00

还有一个探头增益的调节，即需要产生一个3V1KH在的方波信号。

smallsnail · 发表于 2009-3-25 16:37:55

【7楼】 my_avr
需要补充一点：

通道自校正怎么处理？
--------------------------------
需要CPU自己生成相关信号，由软件控制继电器选择当前进行通道自校准还是测量通道外部的信号。平时都是切换到外部输入信号端，只有在需要自校准时才由继电器切换过来，进行自校准。
这就需要在软件上设置一个功能，即自校准。

dvhome · 发表于 2009-3-25 16:52:26

(原文件名:未标题-1.jpg)

黄色部分是DC耦合
蓝色部分是AC耦合

天蓝色的部分是电平平移

紫色部分，土黄色框内的是数字可编程增益放大器 MCP6S22

smallsnail · 发表于 2009-3-25 16:55:31

【12楼】 dvhome

软件如何控制DC耦合、AC耦合 ?

dvhome · 发表于 2009-3-25 16:57:50

MCP6S22 是双通道的呀

一个是AC耦合输入

一个是DC耦合输入

软件上直接切换AD输入端口就是了

my_avr · 发表于 2009-3-25 16:58:41

【13楼】 smallsnail 燕青

DC耦合、AC耦合直接输入到STM8的两个AD通道，STM8采样即可

xh89595009 · 发表于 2009-3-25 16:59:52

该加个波形相位调整电路，波形平移
放大器是不是需要加几个补偿电容
74HC4053是不是有点落后了，阻抗，隔离会不会问题

my_avr · 发表于 2009-3-25 17:00:17

【12楼】 dvhome
应该是：

黄色部分是DC耦合
蓝色部分是AC耦合

不知道我理解有没有错

smallsnail · 发表于 2009-3-25 17:03:17

【17楼】 my_avr 应该是：

黄色部分是DC耦合
蓝色部分是AC耦合

不知道我理解有没有错
------------------------------------

理解的没有错误！

smallsnail · 发表于 2009-3-25 17:07:21

【15楼】 my_avr

【13楼】 smallsnail 燕青

DC耦合、AC耦合直接输入到STM8的两个AD通道，STM8采样即可
-------------------------------------------------
两路同时工作功耗是不是大了一些，我建议再加一个控制电路，在某一路不工作时把电源给关掉，以减小功耗！

my_avr · 发表于 2009-3-25 17:13:01

【19楼】 smallsnail 燕青

我在【15楼】是回答你对【12楼】 dvhome的图的疑问

---------------

其实我也有你的担心，不过【12楼】 dvhome的图有两个好处：
一个可以发挥MCP6S22两路通道和STM8多路AD通道的优势，
第二就是以后可以方便地改为双通道

smallsnail · 发表于 2009-3-25 17:48:16

可否采用双CPU的方案呢？

dvhome · 发表于 2009-3-25 17:48:31

【17楼】 my_avr
【18楼】 smallsnail 燕青

⊙﹏⊙b汗……

我传了图片没有再看，写错鸟 %……&%*……*

dvhome · 发表于 2009-3-25 18:05:02

输入最高电压，我觉得做到30V就可以了，泰克示波器的标配探头也是这样的参数

而我们的供电就使用 +5V、+3V、-3V

+5V给 LCM、STM8、MCP6S22供电

+3V、-3V 给前端运放供电

这样就可以算出前端运放输入的衰减倍数了

如果根据以上的电压配置，需要5号电池8节（1.5V的一次性电池和1.2V的充电电池）
因此不能使用7805，要用LDO，5V的输出推荐大厂的 LM1117

负压 -3V 这个不知道有没有现成的LDO，请大家推荐一款吧

dvhome · 发表于 2009-3-25 18:07:39

电源还是一个比较严重的问题哈

电池数量太多了一些

即使第一版用这样的方式做，第二版还是得想个更好的方案才行

smallsnail · 发表于 2009-3-25 18:08:04

【23楼】 dvhome
输入最高电压，我觉得做到30V就可以了，泰克示波器的标配探头也是这样的参数
---------------------------------------------------------------
好像是300V吧?
再确认一下？

ywl0409 · 发表于 2009-3-25 18:22:24

第一版就做+ - 50V的吧,以后再改进也可以的.

突然发觉LZ的输入电路有点问题,需要改下:
4053的最高模拟输入电压是有一个范围的,如果示波器的输入直接接到这上面的话,当电压过高的时候,4053就会死掉.

dvhome · 发表于 2009-3-25 18:30:26

【5楼】 ZealotNH 发仔

探头本身已经带了这部分的电路了吧？？
探头BNC输出是标准50欧的

你的意思是直接用万用表笔来做吗？？如果这样的话，是需要将输入阻抗部分做进去
输入阻抗，做到1M ，有没有问题？？

【21楼】 smallsnail 燕青
说说你具体的想法呀，我没有明白为什么用2个MCU

【25楼】 smallsnail 燕青
泰克 1012B标配探头上是写着最高输入电压是 30Vrms

还有更高规格的探头，但是可选附件，不是标配的

dvhome · 发表于 2009-3-25 18:33:52

输入电压很容易改，只需要修改前面的衰减度就OK了

电路架构都是不变的

cgbabc · 发表于 2009-3-25 18:36:19

74HC4053可靠性怎么样?会对信号误差有多少呢?

ywl0409 · 发表于 2009-3-25 18:47:11

还有个问题:
ADC的输入必须是正电压,所以电平平移部分,只要运放的正相端给一个1/2的ADC转换的最大范围的电压基准就可以了.电路改一下,-Vp可以省掉的.

ZealotNH · 发表于 2009-3-25 18:59:40

to: dvhome
测了谱源探头。已经明白了。
谱源的输入阻抗是1M 应该是反相输入

cjr82123 · 发表于 2009-3-25 19:07:28

继续关注!

my_avr · 发表于 2009-3-25 20:35:46

我汇总一下大家的想法：

1、电源部分：

   供电就使用 +5V、+3V、-3V

   +5V给 LCM、STM8、MCP6S22供电

   +3V、-3V 给前端运放供电

2、输入电压限制：+ - 50V

3、74HC4053之前要加保护电路

4、ADC的输入必须是正电压,所以电平平移部分,只要运放的正相端给一个1/2的ADC转换的最大范围的电压基准就可以了

ywl0409 · 发表于 2009-3-25 22:13:50

前端运放供电最好是+5V/-3V,这样输出电压的范围可以大些.

ifree64 · 发表于 2009-3-25 22:32:16

我比较倾向于dvhome的方案，有两个通道以后扩展为双通道就很容易了。

benladn911 · 发表于 2009-3-25 22:56:23

按键上不能这样并联电容，用久了就会发现按键会出问题。
其他的就不参与了，呵呵。

dvhome · 发表于 2009-3-26 01:49:58

【33楼】 my_avr

没有必要使用 74HC4053 了吧？？

阻抗在不同频率下都不一样，阻抗的离散性也比较大，软件上很难控制增益标准的统一。

【36楼】 benladn911 AVR猎手
这个能具体说说吗？？我以前做的项目从来都没有加过电容。不知道这样会有什么样的利弊呢？

【34楼】 ywl0409 老黄牛
运放输出范围没有必要那么大，运放的输出电压要受到后面MCP6S22和STM8的最大输入电压限制。

my_avr · 发表于 2009-3-26 08:39:03

回【37楼】 dvhome

采用DC、AC双路输入的话，确实不需要74HC4053了，我再修改原理图

my_avr · 发表于 2009-3-26 08:40:24

输入端采取什么样的保护措施？大伙有没有好建议？

vipcff · 发表于 2009-3-26 14:31:23

电平平移的offset网络谁提供的呀？单片机？PDF里没搜到！

ZealotNH · 发表于 2009-3-26 15:22:03

【39楼】 my_avr

输入端采取什么样的保护措施？大伙有没有好建议？

高阻，运放输入端嵌位，浮地。

my_avr · 发表于 2009-3-28 11:19:24

修改了原理图，再讨论一下

点击此处下载 ourdev_429382.pdf(文件大小:994K) (原文件名:STM8 Oscillograph(20090328).pdf)

my_avr · 发表于 2009-3-28 11:23:40

问题：

1、模拟部分的信号输入是否先做衰减之后才进入可调增益放大器？

2、输入保护的措施是否可靠？

3、STM8的IO分配是否得当？

4、PWM通过低通滤波产生平移电平是否可行？

5、电路结构是否合理？

ZealotNH · 发表于 2009-3-28 11:48:50

输入第一级是电压跟随。
1 AC隔离直需要对地电阻，这是最基本的HPF。
2 这样输入直接导致测量电压范围就是运放的最大输出摆幅。
3 OFFSET 是简单的二价LPF，后加电压跟随，输出范围就是 0～5V。
你把OFFSET接到电平平移电路的反相了，结果是输出电平向下平移，而不是向上平移。
4 最后一级电压跟随，没多大意义。
5 输入的嵌位二极管，看不懂怎么接，但作用不大。
6 可调增益与电平平移前后，要看最终用什么方案，用什么芯片。
7 ADC基准电压建议用基准电压芯片，就算用TL431也比这样接要好。
8 液晶背光串个限流电阻，NPN管写成PNP。
液晶对比度直接用电阻分压，没必要用电位器。

ZealotNH · 发表于 2009-3-28 11:52:08

做硬件设计的人似乎很久没见了……

my_avr · 发表于 2009-3-28 12:02:14

回ZealotNH 发仔：

1、同意你1、2、8点的意见，这些都是我的失误

2、你提到的第3点，平移电路是反向输入，可调增益放大器也是反向，则最后输出到ADC的就是正向的了，不存在上下移动方向不对的问题

3、你提到的第4点，主要是考虑STM8的AD输入阻抗和可调增益放大器的输入阻抗可能不匹配

4、你提到的第5点，我的这个是同向输入，应该是这样进行嵌位的。你在另一贴里的二极管嵌位是针对运放反向输入的，可防止共模输入过大

5、TL431是不可调的吧？除非用数字电位器

6、我不是专门搞硬件设计的，请见谅

ZealotNH · 发表于 2009-3-28 12:10:38

我也不是做硬件出身，半路出家的。
做事有冲劲就是好。
我是有构思确没心情画图。老油条了。

ZealotNH · 发表于 2009-3-28 12:13:05

第3点你用EWB模拟看看，不多说了。

my_avr · 发表于 2009-3-28 12:18:00

呵呵，第三点确实有问题，我把两个通道都做同样的处理了

DC耦合是可行的，AC耦合就存在你说的问题了

ifree64 · 发表于 2009-3-28 13:23:47

建议BUTTON5不要占用SPI_SCK这个引脚，程控放大也许会用到spi

my_avr · 发表于 2009-3-28 13:45:15

【50楼】 ifree64

好的，修改。

kunnsd · 发表于 2009-3-29 09:30:26

关注……

LiAsO · 发表于 2009-3-29 09:42:14

我被待定两个字打败了。。。。。
楼主发了向下支持的protel99se的ddb包吧。ad6早删掉了。

LiAsO · 发表于 2009-3-29 09:43:23

上面绝对没有说风凉话的意思，这样做还是严谨为好，等高手指点后再确定

smallsnail · 发表于 2009-3-30 10:13:56

建议具体参数用multisim或PSPICE仿真！

my_avr 提供的第一版简易原理图，欢迎大家发表意见

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