Ca inginer profesionist, de multe ori mă suprasolicită și simt stres. Când am nevoie de o pauză, mă așez la masă și încep să joc cu valurile. Îmi place să creez și să contemplăm semnale care au o varietate de forme și dimensiuni. Aceasta a devenit aproape pasiunea mea, care îmi amintește de magia valurilor în momente de stres.
În ciuda efectelor incredibile ale tehnologiei graficelor computerizate, crearea de figuri Lissajous și alte imagini de pe ecranul osciloscopului ne surprinde încă. Acestea sunt descrise detaliat pe o varietate de pagini online, unde puteți găsi întotdeauna câteva fotografii populare. Aproape fiecare inginer care a lucrat cu osciloscopul, la un moment dat, a urmărit aceste cifre. Jurnalele tehnice, inclusiv EDN, publică din când în când și materiale care descriu cum să atragă figuri interesante de la Lissajous. Figurile Lissajous, reprezentând în esență o relație între tensiunile și frecvențele celor două semnale, îi plăcea să folosească creatorii de filme fantastice vechi pentru a reprezenta "super tehnologiile".
Pentru a crea astfel de forme, aveți nevoie de două surse de semnal și de un osciloscop cu două canale cu modul "XY". În acest articol, am folosit osciloscopul Analog Arts SL987 cu un generator de forme de undă încorporat, dar puteți folosi orice osciloscop și orice oscilator. Figura 1 arată cum trebuie conectat ieșirea generatorului de semnal la intrarea CH1 (sau "X") a osciloscopului. Mai întâi de toate, ieșirea de sincronizare (SYNC) ar trebui să fie aruncată la sol cu un condensator de 470 μF pentru a reduce timpul de creștere și de cădere. Apoi, printr-un alt condensator de 470 uF care blochează componenta DC a semnalului, conectați-l cu un cablu coaxial la intrarea CH2 (sau "Y") a osciloscopului. Ca urmare, va fi generată o secvență sincronizată a impulsurilor triunghiulare grosiere, care va fi utilizată ca tensiune de scanare verticală.
Prin conectarea a două canale ale generatorului de semnal, puteți
a se vedea figurile Lissajous.
Condensatoarele de la ieșirea SYNC ale generatorului distorsionează impulsurile dreptunghiulare. La o frecvență a semnalului de ieșire de aproximativ 20 Hz, semnalul SYNC distorsionat va avea o formă pseudo-triunghiulară cu o amplitudine de vârf de vârf de 1,2 V. În figura 2, galbenul indică semnalul "X", albastru - "Y", iar figura rezultată Lissajous are o culoare roz.
Pentru a desena cifre Lissajous,
Trebuie utilizate canalele de osciloscop
ca intrări X și Y.
Prin comutarea oscilatorului în modul de undă arbitrar, puteți crea mai multe forme rafinate și complexe. De exemplu, generarea a două perioade de sinusoid cu o capacitate de memorie de 64 KB și o frecvență de eșantionare de 1,3 MHz vă permite să desenați cifra prezentată în Figura 3.
Și aceasta este o figură mai interesantă, Lissajous.
În anumite momente, semnalul generator trebuie să aibă simultan o amplitudine de -1 V și +1 V. Cum se poate face acest lucru? Puteți rezolva problema prin comutarea rapidă între diferitele tensiuni necesare. Nivelul de semnal pentru o perioadă scurtă de timp poate să rămână egal cu -1 V, apoi să sară rapid și scurt la +1 V, apoi din nou la -1 V și așa mai departe, perioadă după perioadă. Cu toate acestea, pentru ca acest circuit să funcționeze, trebuie să vă asigurați că generatorul de funcții are un timp scurt de creștere, iar lățimea de bandă a osciloscopului este suficient de mare.
Delfinii pe osciloscop? Cine ar fi crezut?
Puteți lua orice imagine alb-negru (adică o hartă a pixelilor care arată unde să porniți și unde să vă opriți semnalul). Am scris în Python o aplicație simplă care convertește o imagine într-un semnal care este salvat într-un fișier csv și poate fi încărcat într-un generator funcțional. Semnalul generatorului în sine este similar cu semnalul generos. Dar când vizualizați în modul XY cu scanare verticală, apar imaginile originale. Cum arată acestea este prezentată în Figurile 4 și 5.
Ce-ar spune Elvis când sa văzut pe ecranul osciloscopului?
De obicei, din imagini cu limite clare, cum ar fi, de exemplu, în desene animate, obțineți imagini clare. Efectul "zăpezii" în aceste imagini se datorează filtrului de ieșire al generatorului, care limitează banda de semnal. În mod ideal, pentru a exclude aceste efecte, aveți nevoie de lățimi de bandă infinite, atât oscilatorul cât și osciloscopul. Calitatea imaginii poate fi îmbunătățită prin utilizarea algoritmilor de procesare a semnalului digital. Dar oricum, este foarte frumos să vizionați imagini pe ecranul osciloscopului. Vă îndemn să vă vedeți singuri. Cu toate acestea, și te-am avertizat, această ocupație, deși dă o mare plăcere, dar poate provoca ceva de genul dependenței de droguri.
Trimiteți-le prietenilor: