Осциллограф на звуковой карте.
Устройство осциллографа - всего 4 детали:
Сопротивление 100 кОм - 1 шт.
Сопротивление 10 кОм - 1 шт.
Стабилитроны 1.9 V - 2 шт.
Схема 1
На входы A и B подаем исследуемый сигнал, с выходов C и D принимаем на звуковую карту (линейный вход или микрофон). Стабилитроны желательно до 1.9 V. Вход А - щуп. Вход В - "Крокодил" - к земле. Выход C - Канал L или R. Выход D - Земля (общий). Исследуемые сигналы не более 15 V! Оплётка проводов - Земля. Длина проводов без оплётки (к щупу) не больше 30 см. Иначе сигнал начинает зашумляться.
Распайка штеккера.
Первое измерение.
"Крокодил" к минусу, щуп - к исследуемому контакту. В качестве щупа я использую микро зацеп, позволяющий зацепиться за любую ножку и спокойно отойти к монитору для наблюдения за сигналом.
А вот и первый сигнал! Можно сместить сигнал к краю экрана осциллографа, и, затем, водить мышкой. При Этом будет указано время в милисекундах того места, где находится указатель мыши.
Схема 2: Можно всего три детали
Любителям минимизации. Это называется двуханодный стабилитрон. Желательно до 2 Вольт.
Схема 3: Можно и двухлучевой
Тогда все программы, приложенные ниже позволят снимать два сигнала с разных точек, передаваемые по левому и правому каналам.
Настройка звука
Памятка: Если подключили схему к линейному входу, проверьте, чтобы он был включён. При этом микрофон лучше отключить (для меньшего шума).
Программы
В связи с тем, что internet изменчив, и ссылки меняются или становятся недоступными здесь выложены несколько программ. При этом авторские права остаются за авторами этих программ. Более новые версии ищите в интернете.
Все программы протестированы под Windosws XP. Пригождаются все три - у каждой свои преимущества.
Проведём первый эксперимент. Для примера, во всех трёх программах рассмотрим один и тот же сигнал, получаемый с фотодиода, измеряющего свет от энергосберегающих ламп.
WINSCOPE
Oscilloscope 2.51 (Konstantin Zeldovich) Скачать zip (92 Kb) 150 Kb на диске. 3.5 Kb в памяти.
Прим.: Странно, но в начале график был плавным, а теперь вот таким ступенчатым.
Osc10
SB Oscillograph v 1.02 (Max Feoktistov) Скачать zip (18 Kb) 19 Kb на диске. 2.9 Kb в памяти.
Прим.: После выхода из программы в памяти каждый раз остаётся osc10.exe .
Wave Tools
Oscilloscope (Paul Kellett) Скачать zip (1.3 Mb) 2.4 Mb на диске. В пакете: Осциллограф, измеритель, генератор, анализатор.
Прим.: После выхода из программ в памяти остаются ntvdm.exe и wowexec.exe .
Xoscope (Для LINUX UBUNTU)
Xoscope — это программный осциллограф, который использует вход звуковой карты. Включает отображение 8 сигналов, переключатель длительности времени, математические функции, память, измерения величин, и загрузку/сохранение в файл.
Oscilloscope DSSI
The Oscilloscope is a DSSI plugin with a GUI that displays the audio input in an oscilloscope view. It can be useful when working with modular synths, to view the waveforms with at different places in the synth graph.
Результат
В результате можно сравнить отличия в освещённости при использовании ламп накаливания (красная линия) и энергосберегающих ламп (синяя линия). На горизонтальной оси стоят отметки в миллисекундах (20 миллисекунд = 50 Герц).
Лампы накаливания дают более стабильный свет, видна синусоида с небольшой амплитудой. Разогретая нить накаливания продолжает излучать свет в момент когда ток в электросети переменного тока меняет направление. Частота мерцания равна 100 Герц.
Энергосберегающие лампы дают более мерцающий свет - амплитуда графика в четыре раза больше. График похож на модуль функции синуса, то есть, он уже не такой плавный как синусоида, при смене направления тока видны остроконечные провалы в освещении. На графиках выше так же заметно, что один из полупериодов смещён относительно другого, в результате чего мы видим график с более низкими провалами по освещённости через каждые 20 миллисекунд. График такой функции повторяется с частотой 50 Герц.
Вывод по эксперименту
Вспомните мерцание 60 Герц у старых электронно-лучевых мониторов. Дискомфорт для глаз. Напряжение. Усталость. Энергосберегающие лампы дают резкое мерцание с периодичностью 50 Герц. Вот почему свет от них воспринимается менее комфортно по сравнению со светом от ламп накаливания. P.S.
В этом эксперименте сравнивались между собой два графика освещённости моего домашнего-рабочего места полученные с помощью простого фотодиода и осциллографа из четырёх деталей. Это вам не сертифицированные исследования на дорогостоящей аппаратуре. Вы можете продолжать исследования в этом направлении и, тогда, возможно, производители сделают энергосберегающие лампы более комфортными для наших глаз. Что дальше? Или что ещё почитать?
Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?
Автор: Andrey Illarionov Октябрь 2009 г. (дополнено сентябрь 2011).
