第二版示波器测试

Nuker · 发表于 2010-5-1 11:22:49

3月底就找魏同学订了一套散件，由于种种原因，现在才放出测试结果。

先说焊接测试，AD8065是FET输入级运放，如果焊接时静电防护措施不当，极易损坏，我在焊接中挂掉一只，后面去电子市场买来换掉就可以了。

所有器件焊好后开始调试，配了一个电池盒，如图：

(原文件名:DSO_V2.JPG)

首先调试电源，一切正常。调试时不用将MCU板扣上，只需要将P9的第2/3脚短接即可上电。

接下来就是调试FPGA，JTAG配置FPGA -> NIOS flash programmer烧写pof和elf，搞定。

然后调试模拟前端，FPGA配置后，第160脚（TP）输出1KHz 3.3V方波，将此方波通过跳线接到P2/P5 BNC输入脚，调整输入补偿电容，使波形升降沿平整。

(原文件名:Jumpper_1KHz.jpg)

接下来烧写M16，将MCU板扣到FPGA板上，一切功能正常。

调试过程中发现以下问题，不知道大家有没有遇到：

使用内部1KHz方波测试时，发现方波高电平时又纹波干扰，峰峰值大约150mV，经检查LM2596 3.3V输出正常，但是经过滤波电感L3以后，3.3V电源上有150mV p-p的纹波，频率大概在4KHz左右，不知由于什么原因产生。

(原文件名:Ripple_1KHz_1.jpg)

(原文件名:Ripple_1KHz_2.jpg)

个人认为以下功能需要改进：
1. 双通道显示时AD/DC切换无效
2. 各通道波形在屏幕上显示位置（Y方向）无法调整
3. 触发点在屏幕上位置（X方向）无法调整

rube · 发表于 2010-5-1 12:25:25

接下来就是调试FPGA，JTAG配置FPGA -> NIOS flash programmer烧写pof和elf，搞定。

——jtag是怎样的？好买吗？我也准备入一套散件

xiaobendan · 发表于 2010-5-1 13:05:07

那个屏是多大的，价格几何？

Nuker · 发表于 2010-5-1 14:55:33

USB 回复【1楼】rube 永丰庵
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USB Blaster在Quartus中配置FPGA，下载sof文件即可。

yjn820317 · 发表于 2010-5-5 08:31:45

学习中！先顶起！

amity · 发表于 2010-5-6 07:52:19

楼主的调试方法好啊

yemingxp · 发表于 2010-5-9 11:05:54

请问如果不接信号，屏幕有没有基线显示？（就是0V基准线）

Nuker · 发表于 2010-5-9 12:14:41

有的，还看得到底噪。
其他同学有没有遇到跟我类似的纹波问题？

tangfree · 发表于 2010-5-9 18:01:00

楼主不错啊，这是迄今为止第一篇关于第二版示波器的调试贴，过程比较详细。我的板子也早就焊接完成了，平时很忙没太多的时间去调试，只是零星的看过几次。我在调试过程当中也碰到一些问题。希望借楼主的经验一起解决。
我的板子FPGA和MCU程序都下载进去了，我在测试直流5v信号时看不到波形，右侧界面没有电压值显示，但是本底可以显示。

测量5v信号 (原文件名:示波器.JPG)
从图可以看到，表示电压值的波形线已经到了最顶端，但是显示电压却是0。很奇怪。所以我从其他地方入手去找原因。
首先了解原理，应该比较简单的，前级就是进行交直流切换并对输入信号进行衰减。实际5v输入时，电阻衰减后的电压是2.5v，k1没有动作。经过8065缓冲后驱动AD603。ad603的增益通过VG控制，其一端是1.2v的基准，另一端使用FPGA输出的PWM波经过滤波后得到可调的电压值。通过改变电压值改变AD603的增益。放大后送入后级AD8065组成的减法器进行调理，最后送入ADC.
实际的情况是：上电后界面是默认进行交流测量的，将其切换到直流，实际测量A点的波形是规则的方波，频率是1.5khz，占空比是24.3%，滤波后的电压值是0.8V左右。B点的频率是1.5k，占空比是33%。平均-1.07V。进行电压档的增加和减少时占空比会变化，频率不变。也就是说，在进行电压档却换时，FPGA通过调节占空比调节了AD603的增益，达到调节输入信号幅值的目的。但是在603后面的一级运放没看明白，反相端是负电压，同相端是正电压，相减后变成同相电压加上 |反相端电压| ，将电压值抬高了。可是AD的输入范围只有1v的范围，实际在测量5v信号的时候，ad的输入电压已经到了3v以上。不知何解，程序我还没有细看，可能表述不清。

pwm滤波 (原文件名:PWM跟随.JPG)

yemingxp · 发表于 2010-5-9 18:42:39

请教，原本CH1的波形是接近于0的一条直线，且没有跳动，但当我把menu.h里面的参数unsigned char ch_mux=2;从1修改为2后，波形跳动了，且是对应于硬件CH1的，请问是什么原因？

Nuker · 发表于 2010-5-14 19:26:43

8楼 tangfree：
PWM0和PWM1是用来调整两个通道AD603的增益。
PWM0和PWM1是用来调整两个通道DC-Offset的，在不同量程DC-Offset的初始值是不同的，AD603后面的一级运放是典型的加法电路。

tangfree · 发表于 2010-5-15 19:40:05

8楼的问题已经找到了，是3.3v驱动不了5v的继电器引起的。使得输入信号过大，所以那条直线一直在天上飘呢。

楼主，你可测试过直流信号，我的波形电平有变化，但是右手边的电压显示值一直都是接近0v。这个让我不解，应该是有问题的。

我知道后面一级做了加法电路，只是从你的波形可以看出，没有输入信号时，小箭头基本就是0v的基线位置，但我的基线波形在箭头的明显下方，1通道和2通道还不一样，但基本状况是一致的。不知楼主有没有这种情况，如何解决。

tangfree · 发表于 2010-5-17 22:04:21

我测试下来，也有楼主的纹波，即便将电感短接也是有的。测量2596输出，有明显的三角纹波，所以波形一直在浮动。下部打算把2596改用5v的，再用1117-5改善一下试试效果。再一次证明了开关电源是模拟电路的杀手。

HuWenjin · 发表于 2010-5-22 11:13:52

作个标记，我的板子也快到了

tangfree · 发表于 2010-5-22 15:43:50

昨天把2596换成了7805，后面跟了1117-3.3，成为了全模拟电源供电了，结果测试板子自带方波还是有明显波动，看来与电源无关，是AD采集的问题了。

HuWenjin · 发表于 2010-5-22 16:29:51

你是不是要加一个屏蔽的？坛子里有贴子的，找找看

tangfree · 发表于 2010-5-23 19:18:44

回楼上，不是加屏蔽可以解决的，输入到AD的波形是用示波器测过的，有些毛刺，但还是稳定的，到LCD显示出的波形就有明显的水波浪般的波动，低电平和高电平都有波动。

HuWenjin · 发表于 2010-5-24 12:47:43

都是高人，标记一下，也准备开始焊接调试了

第二版示波器测试

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