Misurare le onde quadrate senza oscilloscopio?


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Ho uno Z80 che si sta comportando male e voglio controllare i segnali. Tuttavia non possiedo un oscilloscopio, quindi sto cercando un altro modo per controllare le onde quadrate sui pin.

Fondamentalmente ho solo bisogno di determinare se sta emettendo qualche segno di vita, non mi interessano i bit di per sé . C'è un modo?


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Sei in grado di controllare o modificare l'orologio? Esegui abbastanza lentamente (DC, o un singolo passo l'orologio) e le onde diventano tensioni, controlla con un metro.
Colin,

Anche un DVM che presta attenzione agli ingressi e alle uscite Vcc con modalità AC e DC dirà se è attivo. Ma soluzioni sicuramente economiche online
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,

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Anche se al momento potresti non essere interessato ai segnali effettivi, potresti scoprire che ti interesserai in seguito. Esistono analizzatori logici a basso costo che possono essere acquistati dai fornitori cinesi per circa $ 8. Arrivare al lavoro può essere un po 'complicato, poiché in genere sono pubblicizzati come compatibili con il software Saleae Logic, ma in realtà non lo sono - credo che Saleae abbia aggiunto qualcosa per impedire che i cloni funzionino ad un certo punto - tuttavia sono compatibili con il software Sigrok open source. E a 24 MHz * 8 canali, sono più che adeguati per capire cosa sta succedendo con uno Z80.
Jules,

un DMM economico dovrebbe dirti la tensione media; se non VCC o zero, è un'onda quadra.
dandavis,

Inserire un LED + resistenza tra il pin e la terra. Quindi tra il pin e VCC. Se il LED si illumina debolmente entrambe le volte, sai che il perno sta oscillando (o debolmente tirato in entrambe le direzioni, ma è meno probabile)
user253751

Risposte:


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Se hai alcune parti elettroniche, puoi creare un circuito che rende un LED che diventa più luminoso con la frequenza.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Link allo schema.

  • Grafico superiore = corrente tramite LED, più corrente => più luminoso
  • Grafico in basso = cosa stai cercando di misurare

Nella simulazione sto usando uno sweeper di frequenza come input per vedere come il circuito si comporta a frequenze diverse. Come puoi vedere, maggiore è la frequenza, più luminoso diventa il LED.

A questo non importa davvero se si tratta di onde quadrate, onde triangolari o altre forme di onde. Finché la loro ampiezza è superiore a 1,4 V e superiore a 1 kHz, dovresti vedere il LED acceso.

Se aumenti le dimensioni di 1 nF a qualcosa di più grande, il LED si illuminerà con frequenze più basse.

Il transistor non è magico, non farà bruciare il LED. La resistenza da 1 kΩ in serie con il LED limiterà la corrente.

Se si dispone di pochissime parti, è possibile rimuovere la resistenza da 1 µF, 10 kΩ e il diodo che punta verso destra. Ma se lo fai, il LED potrebbe essere troppo scuro.


modificare

È inoltre possibile rimuovere il LED, la resistenza da 1 kΩ, il transistor NPN e collegare la resistenza da 10 kΩ a terra in modo che sia in parallelo con il condensatore da 1 µF. È quindi possibile misurare la tensione attraverso il resistore da 10 kΩ che potrebbe essere più facile da leggere piuttosto che la luminosità di un LED.

Quel circuito che ho appena descritto è quasi un rilevatore di inviluppi .

Questo è il circuito di cui sto parlando.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

  • Grafico superiore = tensione attraverso la resistenza da 10 kΩ
  • Grafico inferiore = spazzatrice di frequenza, nel tuo caso il segnale che vuoi misurare.

Ecco il circuito che sto proponendo, nero su bianco. Non nascosto dietro le parole.


Quanto velocemente si scarica il condensatore da 1 µF (dopo aver applicato un segnale abbastanza alto)?
Peter Mortensen,

@PeterMortensen Informazioni 5×(1 µF)(10 kΩ)=50 ms. Il fattore 5 è perché 5 costanti di tempo porteranno la carica nel condensatore a circa l'1% della sua carica originale. - Ma 1 µF è lì solo per accumulare la carica da 1 nF e comportarsi allo stesso tempo come un filtro passa basso.
Harry Svensson,

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Possibilmente usare una sonda logica

Di solito ci sono tre LED di colore diverso sul corpo della sonda:

I LED rosso e verde indicano rispettivamente gli stati alto e basso

Un LED giallo indica un impulso

C'è una tabella con alcune specifiche tipiche su questo sito Web .

Inizialmente ho copiato il tavolo, ma poi ho notato un avviso sul copyright. La tabella fornisce una frequenza massima tipica di 20 Mhz, tuttavia il primo che ho trovato in una ricerca su un sito Web di un fornitore di elettronica ha dichiarato che la sua sonda logica è salita a 50 Mhz.


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Funzionerebbe a 4 MHz (presumendo Z80A)?
Peter Mortensen,

@PeterMortensen Ho aggiunto alla mia risposta.
HandyHowie,

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Come HandyHowie menziona una sonda logica è uno strumento buono, economico, da avere nel tuo arsenale.

Un altro trucco rapido è quello di farti un piccolo filtro passa alto con un condensatore e una resistenza.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

Se il segnale è DC non si dovrebbe vedere alcuna tensione AC sul misuratore.


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Non vedrai alcuna tensione sul misuratore se il segnale è AC, a meno che non sia un misuratore AC.
Hot Licks,

@HotLicks ya avrei dovuto dirlo.
Trevor_G,

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E i valori mostrati sopra assumono un misuratore ad alta impedenza. Per la mia vecchia unità da 20 K ohm / volt, il cappuccio da 1nF sarebbe un circuito aperto.
Hot Licks

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Controlla anche gli analizzatori logici .

Questi dispositivi possono in genere analizzare 8 canali contemporaneamente e utilizzare il PC per la visualizzazione / impostazione, la connessione avviene tramite USB.

Ne ho uno cinese, per circa 5 euro e funziona molto bene. Lo sto usando più spesso del mio oscilloscopio molto vecchio. Ma l'analizzatore logico può essere utilizzato solo per segnali digitali (TTL).


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Controlla se il tuo DMM ha una modalità contatore di frequenza. In tal caso, potresti essere in grado di utilizzare quella funzione per controllare i segnali. Se il contatore dice 0, probabilmente non hai alcun output. Se il contatore è molto maggiore di 0, probabilmente stai bene.

http://en-us.fluke.com/training/training-library/test-tools/digital-multimeters/how-to-measure-frequency-with-a-digital-multimeter.html


Funzionerebbe per un segnale nell'ordine di 4 MHz?
Peter Mortensen,

Molto probabilmente no. Non ho mai provato con il mio DMM, ma è un cheapo, quindi probabilmente non lo farà. -edit- Il Fluke 83 e 87 misurano fino a 200 KHz, ma non lo considero un DMM cheapo.
Benji007,

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Per onde quadrate fino a un paio di KHz (ad es. Cosa si otterrebbe sulle linee di indirizzo di maggiore rilevanza di un bus):

Invia il segnale a un LED, prendi un piccolo specchio e scuotilo come una ventola.

Alimentalo a un amplificatore e un altoparlante.


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Prendi un multivibratore monostabile, aggiungi un resistore led + alla sua uscita. Lascia che la lunghezza dell'impulso sia abbastanza lunga da essere notata, diciamo 500 millisecondi.

Puoi anche usare un D-flipflop CMOS che è collegato per resettarsi attraverso un filtro passa-basso RC (R = 470kOhm, C = 1uF) ma questo utilizza in modo improprio IC => non usare quel metodo nella progettazione.

L'ingresso del multivibratore monostabile o D-ff è un ingresso logico adeguato. Inoltre, è possibile rilevare impulsi sparsi al di sotto del microsecondo. Molti rivelatori di impulsi, che si basano su un raddrizzatore + un amplificatore a transistor per pilotare un led, caricano un condensatore, che può causare un sovraccarico del segnale e gli impulsi brevi e sparsi vengono lasciati inosservati.

Il sovraccarico in un segnale bus lancia il programma fuori dal binario, il collegamento della sonda equivale alle istruzioni del computer GOTO HELL.


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Non ho visto questo suggerimento: Arduino Uno può essere usato come generatore e registratore di segnale economico ($ 20-25 USD). Basta collegare la sorgente all'ingresso analogico, accumulare letture e stampare i risultati tramite la porta seriale. Penso che dovrebbe funzionare fino a pochi Hz

Tutto ciò che serve è una coppia di fili e un cavo USB-B.


Uno è circa un ordine di grandezza troppo lento per quello.
pipe,

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@pipe Quanto generoso! Ciò presuppone che tu ti prenda la briga di strappare fuori ogni piccola parte delle possibili prestazioni dal dispositivo. Altrimenti, due ordini di grandezza sono troppo lenti. :)
piojo,

L'ADC dell'AVR raggiunge il massimo a circa 15kS / s, un po 'più con precisione degradata, ma in nessun luogo vicino a MHz.
JimmyB,

Il campionamento degli ingressi digitali può essere molto più veloce, tuttavia, a F_CPU = 20MHz, difficilmente ti avvicinerai a 1MS / s in un flusso contiguo.
JimmyB,

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@piojo Grazie, ho fatto le mie ricerche per essere sicuro. ;)
pipe
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