[AD2] Analog Discovery 2 jako narzędzie dla początkującego elektronika.
: niedziela 22 sty 2017, 19:28
Prądu gołym okiem nie widać, dlatego w warsztacie elektronika znajduje się wiele różnych przyrządów pomiarowych. Pierwszym takim przyrządem, praktycznie każdego początkującego elektronika jest miernik uniwersalny. Do pewnego poziomu nauki wystarcza, do czasu kiedy nie trzeba zbadać sygnałów. Więc trzeba zakupić kolejne przyrządy pomiarowe, analizator stanów logicznych, oscyloskop, czasem też generator, itd. Nie dość że takie przyrządy do tanich nie należą to zajmują też sporo miejsca.
Tutaj chciałbym zaproponować pewną alternatywę, wszystkie wyżej wymienione urządzenia w jednym pudełku podłączanym do komputera po przez złącze USB, mianowicie Analog Discovery 2. Urządzenie jest bardzo wszechstronne, ale obsługa jest dość intuicyjna, wymaga to poświęcenia niewielkiej ilości czasu na naukę obsługi. Urządzenie można zakupić w sklepie Internetowym KAMAMI ( https://kamami.pl/analizatory-logiczne- ... 0-321.html ). Postaram się wszystko po kolei wytłumaczyć a najlepsza nauka jest po przez zabawę, więc zaczynamy.
Badanie wzmacniacza operacyjnego LM741.
Na początek, bardzo popularny ogólnego zastosowania wzmacniacz operacyjny, tani i prosty w użyciu, oprócz samego układu potrzebujemy jeszcze dwóch rezystorów w celu określenia jego wzmocnienia. Pierwszą rzeczą co trzeba zrobić to zajrzeć do noty aplikacyjnej ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf ), zawsze tak postępujemy z układem którego jeszcze nie znamy. Nas w tej chwili interesuje, maksymalne zakresy napięć wejściowych i zasilana, w zależności od wersji układu mamy od +/- 18V do +/- 22V maksymalny zakres napięcia zasilania oraz +/- 15V maksymalny zakres napięć wejściowych. My będziemy stosować +/- 5V napięcia zasilania i napięcia wejściowego, takie są maksymalne napięcia wyjściowe AD2. Z tego wynika, że raczej nie uszkodzimy układu. Kolejną interesującą nas rzeczą jest schemat typowej aplikacji oraz opis wyprowadzeń. Na podstawie w/w dokumentacji przygotowałem schemat połączeń.
Wzmocnienie wzmacniacza obliczamy ze wzoru Ku=1+(R2/R1), Ja zastosowałem R1=22k, R2=56k
W moim przypadku wzmocnienie napięciowe wyniesie około 3,5x, rezystory można zastosować w wielkościach od kilkuset omów do kilkuset kiloomów, np. 220R i 560R omów lub 220k i 560k, nie mogą to być zbyt małe rezystancje ponieważ będą obciążać wyjście wzmacniacza.
Podłączamy AD2 tak jak na schemacie, kabelki oznaczone 1- i 2- podłączamy do masy tak jak na zdjęciu, jest to wejście różnicowe oscyloskopu, my będziemy mierzyć napięcia względem masy więc drugie wejście podłączamy do masy.
Tak wygląda zmontowany układ na płytce stykowej.
Odpalamy program WaveForms, najpierw uruchamiamy zasilanie, wybieramy zakładkę Supplies i dla V+ wybieramy z rozwijanego menu 5V, natomiast dla V- analogicznie -5V. Klikamy przycisk z napisem Master Enable is Off, zmieni się napis na Master Enable is On, mamy wtedy włączone zasilanie układu.
Drugi krok to uruchomienie oscyloskopu, wybieramy zakładkę Welcome, klikamy Scope w tej zakładce klikamy przycisk Run i mamy uruchomiony oscyloskop.
Trzeci krok to uruchomienie generatora, analogicznie jak poprzednio w zakładce Welcome wybieramy Wavegen, domyślnie mamy ustawione, Sinus, 1kHz, 1V. Zostawiamy jak jest i naciskamy Run.
Przechodzimy na zakładkę Scope i możemy zacząć bawić się ustawieniami.
Jak widać, drugi kanał wyszedł poza zakres ekranu, aby go zmniejszyć, dla pierwszego i drugiego kanału i stawiamy parametr Range na 1V/div, należy to zrobić dla obydwóch kanałów w celu zachowania jednakowych proporcji pomiędzy nimi. Jak widać wzmacniacz działa prawidłowo zgodnie z obliczeniami. Napięcie sygnału wejściowego wynosi 1V natomiast wyjściowego 3,5V
Teraz w zakładce Wavegen możemy pozmieniać parametry sygnału z generatora, np. wybrać Type: Square, efekt:
Jeśli zwiększymy amplitudę generatora do 2V to przesterujemy wzmacniacz, efekt:
Kolejną przydatną cechą urządzenia AD2 jest w pełni automatyczne badanie charakterystyki przenoszenia. W tum celu w zakładce Welcome klikamy Network. Na domyślnych ustawieniach klikamy przycisk Single. po kilku sekundach mamy gotową charakterystykę.
W celu określenia górnej granicy pasma tego wzmacniacza, musimy znaleźć punkt w którym poziom sygnału wyjściowego spada o 3dB, w tym celu klikamy wskaźnik oznaczony Vertical i szukamy miejsca w którym mamy najwyższy poziom sygnału na 2 kanale.
W moim przypadku wyszło niewiele ponad 11dB, teraz szukamy punktu w którym sygnał jest niższy o 3dB, wyszło 36kHz. Nawet taki sam układ 741, wykonany przez innego producenta a nawet przez tego samego ale z innej partii produkcyjnej może mieć różne parametry częstotliwościowe. Pasmo może się różnić w dość znacznym zakresie.
Tutaj chciałbym zaproponować pewną alternatywę, wszystkie wyżej wymienione urządzenia w jednym pudełku podłączanym do komputera po przez złącze USB, mianowicie Analog Discovery 2. Urządzenie jest bardzo wszechstronne, ale obsługa jest dość intuicyjna, wymaga to poświęcenia niewielkiej ilości czasu na naukę obsługi. Urządzenie można zakupić w sklepie Internetowym KAMAMI ( https://kamami.pl/analizatory-logiczne- ... 0-321.html ). Postaram się wszystko po kolei wytłumaczyć a najlepsza nauka jest po przez zabawę, więc zaczynamy.
Badanie wzmacniacza operacyjnego LM741.
Na początek, bardzo popularny ogólnego zastosowania wzmacniacz operacyjny, tani i prosty w użyciu, oprócz samego układu potrzebujemy jeszcze dwóch rezystorów w celu określenia jego wzmocnienia. Pierwszą rzeczą co trzeba zrobić to zajrzeć do noty aplikacyjnej ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf ), zawsze tak postępujemy z układem którego jeszcze nie znamy. Nas w tej chwili interesuje, maksymalne zakresy napięć wejściowych i zasilana, w zależności od wersji układu mamy od +/- 18V do +/- 22V maksymalny zakres napięcia zasilania oraz +/- 15V maksymalny zakres napięć wejściowych. My będziemy stosować +/- 5V napięcia zasilania i napięcia wejściowego, takie są maksymalne napięcia wyjściowe AD2. Z tego wynika, że raczej nie uszkodzimy układu. Kolejną interesującą nas rzeczą jest schemat typowej aplikacji oraz opis wyprowadzeń. Na podstawie w/w dokumentacji przygotowałem schemat połączeń.
Wzmocnienie wzmacniacza obliczamy ze wzoru Ku=1+(R2/R1), Ja zastosowałem R1=22k, R2=56k
W moim przypadku wzmocnienie napięciowe wyniesie około 3,5x, rezystory można zastosować w wielkościach od kilkuset omów do kilkuset kiloomów, np. 220R i 560R omów lub 220k i 560k, nie mogą to być zbyt małe rezystancje ponieważ będą obciążać wyjście wzmacniacza.
Podłączamy AD2 tak jak na schemacie, kabelki oznaczone 1- i 2- podłączamy do masy tak jak na zdjęciu, jest to wejście różnicowe oscyloskopu, my będziemy mierzyć napięcia względem masy więc drugie wejście podłączamy do masy.
Tak wygląda zmontowany układ na płytce stykowej.
Odpalamy program WaveForms, najpierw uruchamiamy zasilanie, wybieramy zakładkę Supplies i dla V+ wybieramy z rozwijanego menu 5V, natomiast dla V- analogicznie -5V. Klikamy przycisk z napisem Master Enable is Off, zmieni się napis na Master Enable is On, mamy wtedy włączone zasilanie układu.
Drugi krok to uruchomienie oscyloskopu, wybieramy zakładkę Welcome, klikamy Scope w tej zakładce klikamy przycisk Run i mamy uruchomiony oscyloskop.
Trzeci krok to uruchomienie generatora, analogicznie jak poprzednio w zakładce Welcome wybieramy Wavegen, domyślnie mamy ustawione, Sinus, 1kHz, 1V. Zostawiamy jak jest i naciskamy Run.
Przechodzimy na zakładkę Scope i możemy zacząć bawić się ustawieniami.
Jak widać, drugi kanał wyszedł poza zakres ekranu, aby go zmniejszyć, dla pierwszego i drugiego kanału i stawiamy parametr Range na 1V/div, należy to zrobić dla obydwóch kanałów w celu zachowania jednakowych proporcji pomiędzy nimi. Jak widać wzmacniacz działa prawidłowo zgodnie z obliczeniami. Napięcie sygnału wejściowego wynosi 1V natomiast wyjściowego 3,5V
Teraz w zakładce Wavegen możemy pozmieniać parametry sygnału z generatora, np. wybrać Type: Square, efekt:
Jeśli zwiększymy amplitudę generatora do 2V to przesterujemy wzmacniacz, efekt:
Kolejną przydatną cechą urządzenia AD2 jest w pełni automatyczne badanie charakterystyki przenoszenia. W tum celu w zakładce Welcome klikamy Network. Na domyślnych ustawieniach klikamy przycisk Single. po kilku sekundach mamy gotową charakterystykę.
W celu określenia górnej granicy pasma tego wzmacniacza, musimy znaleźć punkt w którym poziom sygnału wyjściowego spada o 3dB, w tym celu klikamy wskaźnik oznaczony Vertical i szukamy miejsca w którym mamy najwyższy poziom sygnału na 2 kanale.
W moim przypadku wyszło niewiele ponad 11dB, teraz szukamy punktu w którym sygnał jest niższy o 3dB, wyszło 36kHz. Nawet taki sam układ 741, wykonany przez innego producenta a nawet przez tego samego ale z innej partii produkcyjnej może mieć różne parametry częstotliwościowe. Pasmo może się różnić w dość znacznym zakresie.
