QDSO - карманный цифровой осциллограф
Шутка относительно Фокуса и Астигматизма предполагала, что 20-летние вовсе не поймут, о чём речь, а 60-летние - улыбнутся 
.
На плате многие детали почему-то стоят криво, но к пайкам претензий нет, они красивые. И промыта плата отлично, никаких признаков белых или грязных разводов нет. Только вокруг входного разъёма грязь была под скотчем, видимо его допаивали опосля. Протёр спиртом, стало тоже красиво. В принципе можно было бы всю плату профлюсить (спирто-канифолью) и пропаять, но не понятно, как защитить разъёмчик экранного шлейфа. Если туда попадёт грязь - это капец всему. Более тонкие технологии мне не подвластны. А там ещё и подстроечные кондёрики есть, тоже могут залипнуть.
Вся плата буквально усеяна конденсаторами по питанию. Их несколько десятков. На каждой питающей ножке ИМС - по своему кондёрику рядышком, даже по два разного размера. Каждый функциональный узел осциллографа имеет свой развязывающий дросселёк по дорожке питания. В лучших, как говорится, традициях... Не могу поверить, что тут могут вылезти какие-то дефекты. Впрочем я уже убеждался, что керамические конденсаторы умеют быть невероятной гадостью... Со временем может быть потыкаю в каждый конденсатор другим конденсатором, вдруг что-то найдётся. Или сгорит ...
Идея с утечкой в кнопках мне не понятна. Кнопки же подают логические уровни. Амплитуда большая: либо ноль либо три Вольта. Утечка привела бы к неустойчивому дребезгу команд, но не к "зудению" сигнала. А все кнопочки работают безупречно чётко. И так же чётко (и отлично засинхронизированно!) стоит сигнал помехи на экране. Так что пока не буду лезть туда Омметром.
Спец: частота дискретизации 200 миллионов отсчётов в секунду. Т.е. один отсчёт через каждые 5 нс.
Очень интересное наблюдение. Пила помехи точнёхонько вписывается в 5нс. Период ровно 10нс, частота 100МГц. А я вручную считал "метки" помехи на синусоиде известной частоты, не доверяя дефективному прибору... .
Сейчас поточнее выставил маркер на осциллограмму помехи, но мерялка частоты всё равно беспорядочно беснуется, показывая (в основном) от 8 до 13 МГц. Возможно ей просто не хватает амплитуды сигнала.
Пользовательская замена прошивки в этом осциллографе не предусмотрена. В USB-разъёме сигнальные контакты не задействованы, карт памяти нет. Лишь на самой плате есть дырки под разъём для программирования (это я так предполагаю).
Попробовал включать осциллограф при зажатой какой-нибудь кнопке. После инициализации срабатывает та функция, кнопку которой я держу нажатой. Единственное исключение - кнопка "Меню". С ней осиллограф включается и экран гаснет, пугая меня . Светодиод Питания продолжает гореть. После выключения-включения ранее выставленные скорость развёртки и чувствительность (которые осциллограф запоминает при выключении) сбрасываются на другие значения. Помеха же как была так и остаётся.
Несколько жучков-паучков остаются нераспознанными или распознаны неуверенно:
US1M в SOT-23-5;
RV1F в SOT-23-5;
GABQ в SOT-23-6;
и даже 20-выводная ИМС, в третьей строке маркировка PHL 245 Y. На фотографии её неплохо видно, но "8" и "В" я не отличаю. Гугл ничего похожего не подсказал. Дорожки от неё идут к контроллеру зарядки аккумулятора, три дорожки к процессору...
В старом осциллографе QDSO стоял АЦП AD9288 (даташит на английском);
В новом осциллографе QDSO-A стоит АЦП MXT2088 (даташит на китайском).
Из сравнения цоколёвки и характеристик кажется, что это одна и та же микросхема.
По-английски будет проще разбираться, чем по-китайски.
Поразбирался .
Никаких "аналоговых" элементов настройки, могущих уплыть, для этого АЦП нет. Источник опорного напряжения используется встроенный в микросхему. Да и то он на выход не влияет (вроде), только на диапазон входных напряжений.
Всё остальное управление - логические нули и единицы.
Единственное, за что можно зацепиться - это высокие требования к CLK, которым в даташите отведен целый раздельчик. Этот АЦП содержит два независимых (почти) канала; данные из второго канала выводятся с задержкой на пол-такта после первого (я так понял перевод).
Интересно, может ли какой-то дефект тактовых импульсов приводить к выводу пилы на экран вместо прямой линии? Например, скважность не ровно два, или на один из каналов не вовремя приходят CLK относительно другого канала АЦП. По дорожкам на плате видно, что тактирующие импульсы для обоих каналов АЦП берутся прямо с процессора (с разных его выводов).
Если и "может", то всё равно не понятно - КАК? Как получить такой дефект CLK? Уплывает кварц процессора?
ИМС АЦП может, согласно даташита, работать на 40, 80 или 100 МГц. Какая его частота в QDSO-A - пока наверняка не ясно (вроде 100МГц должно быть). Но если 100МГц (на каждый канал по 100МГц, а вместе - как бы 200, что равно частоте выборки), и пила-помеха - тоже 100МГц. Интересное совпадение.
Аналоговые входы обоих АЦП соединены вместе. На них и подаётся исследуемый сигнал.
Примечание, не имеющее отношения к делу (но любопытное ) : В тексте на AD9288 написано про "высокостабильный встроенный ИОН". А по графику - какое-то позорище, под нагрузкой Опорное напряжение добряче проседает, будто там даже не поганенький стабилитрон, а просто делитель из резисторов. Ну и ну...
PS: Попробовал нагреть Кварц пальцами, затем паяльником. На пилу-помеху это не произвело никакого впечатления, ни по амплитуде, ни по частоте. Зато её осциллограмма прыгала вверх-вниз от прикосновения к некоторым другим частям платы. При замедлении развёртки оказалось, что это помеха 50Гц
Tadas, в этом осциллографе нет никаких других вариантов отображения сигнала. Просто включил его и получил "луч".
Сергей К, курсорных измерений тоже нет.
Признаюсь, что нужды в них у меня никогда не возникало. Всегда хватало сетки на экране, особенно с кнопкой "Pause".
Пилу-помеху удивительно намертво держит синхронизация. Нет ни малейшего движения осциллограммы пилы в стороны. Похоже это заслуга не синхронизации, а просто совпадение частоты дефекта с частотой работы какого-то узла осциллографа. Вернее на экране мы видим сам дефект, а не "колебание с частотой".
Лишь по амплитуде пики подёргиваются. Но это подёргивание есть всегда у всех трёх моих цифровых осциллографов. А если развёртку сильно замедлить, то видна как будто амплитудная модуляция моего исследуемого сигнала каким-то другим. Это, кажется, особенность (недостаток) работы любого цифрового осциллографа.
Примечательно, что в том осциллографе-УСБ-приставке, который я описывал на первой страничке как недостаточно высокочастотный, имеется несколько вариантов отображения: нормальный, высокое разрешение, усреднение, пиковый. Иногда очень помогает отсеять помехи и лучше рассмотреть нужный сигнал (особенно совместно с фильтром в УВО). Есть и курсорные измерения, которыми я так и не воспользовался ни разу. И программа под Windows доведена до ума, все функции работают, есть спектроанализатор. Под Андроид прога попроще, но то, что она умеет делать - делает безупречно, ничего не зависает.
Плюс гальваническая равязка, как встроенная в сам осциллограф, так и благодаря выводу на смартфон/планшет, в том числе и по БлюТусу. Входное напряжение до 600в и никаких щупов с их мерзопакостной ёмкостью! На коллекторе/стоке сетевых обратноходов смело смотрю выбросы. Очень добротный прибор, отечественная разработка времён до Сталкера , когда КПК только-только появлялись. Его бы сейчас переработать в конструкцию поизящнее и на бОльшие частоты - и цены бы ему не было.
"Остапа понесло"...
К чести QDSO надо отметить безупречную работу кнопки "Auto", мигом выводящую на экран с удобной амплитудой и развёрткой любой поданный сигнал.
За неимением лучших идей вчера припаял провод к иголочке, посадил его прямо на минус аккумулятора и потыкал иголкой в нулевые выводы микросхем и прочих деталей по всей плате.
Затем керамическим конденсатором (новым, из ленты, и проверенным) 22мкФ 10в потыкал (тоже иглой) во все питающие выводы микросхем.
Если мой внешний конденсатор был незаряжен (умышленно разряжен после цепей с другим напряжением), то в момент тычка экран гас, осциллограф сбрасывался и тут же снова запускался (от чего Сергей К и предостерегал). Довольно грубая работа с моей стороны, но ничего, хвала создателю, не сгорело. Главное, что пилообразная помеха к моим потугам осталась совершенно равнодушной. Как была на экране, так и оставалась.
Единственной непротыканной деталью остался сам дисплей со своим шлейфом на 40 контактов. Цоколёвки на него нет, мне понятно лишь питание 21в, которое выглядит нормальным. В его повышающем преобразователе на РН01 прикосновение к сопротивлениям обратной связи приводит к мерцанию экрана (тоже рискованный эксперимент). Даташит на контроллер дисплея пока не понятен, буду читать для начала на русском языке принципы управления ЖК-индикатором.
Те три нераспознанных ИМС в SOT-23, судя по прозвонке дорожек и отсутствию прочих подходящих деталей, являются преобразователями в плюс/минус 2,8в для УВО и преобразователем на 3в для цифровых ИМС. Никаких катушек возле них нет!
По подсказке одного из участников форума стала известной и 20-ногая ИМС.
Это STM8S103F3.
А я S103 читал как SL03, потому и не нашел. Вот как её обозвали в ПДФ:
Access line, STM8S 8-bit MCU, up to 8 Kbytes Flash, data EEPROM, 10-bit ADC, 3 timers, UART, SPI, I2C.
Внутри осциллографа-компьютера ещё один микрокомпьютер? Трах-тибидох...
Кто-то это всё придумал, а кое-кто и в готовом разобраться не способен 
.
Похвалить чистоту платы я поторопился. Вчера, тщательно рассматривая плату в двойные бинокуляры, заметил наплывы твёрдого и хрупкого, как канифоль, но совершенно прозрачного флюса вокруг выводов крупных деталей: разъём входной, разъём питающий, включатель питания, реле, кнопки. Теперь сижу и думаю, не последовать ли мне совету промыть плату кисточкой в спирте. Тем более что между некоторыми выводами микросхем, куда никакой иголкой не подлезть, просматриваются какие-то вроде прилипшие соринки. Или добью окончательно этим промыванием, или ничего не изменится . Пока попробовал прошуршать ИМС кисточкой. Типа вымести возможные загрязнения между ног. Безрезультатно.
Заметил (давно) такую странность, что старый QDSO практически мгновенно реагирует на входной сигнал (почти как аналоговый осциллограф), а новый QDSO-A - c заметной задержкой. Я успеваю сватиться рукой за щуп и убрать руку, и только потом на экране появляется и пропадает эта наводка. Иногда такая тупость раздражала: ткнёшь щуп в схему и сидишь ждёшь, когда же появится осциллограмма .
Измерил точнее питающие напряжения.
Для аналоговой части плюс 2,8в и минус 2,76в. Это как раз подходит для входных ОУ OPA354.
Для цифровой части 2,96в. Вроде хватит, хотя могли бы и 3,3в сделать . Возможно ограничение идёт из-за аккумулятора (3-4в) и понижающего преобразователя.
"Настоящий" (с катушкой-гантелькой) преобразователь даёт 21-21,2в.
С AMS1117 идёт 1,19-1,20в - очень точно (согласно даташита). Это питание ядра процессора. Рядом с корпусом процессора имеются большие конденсаторы для этих 1,2в. А вот питание входных/выходных линий, которое должно быть, по моему разумению, 2,96в - не нашел! Других больших конденсаторов, как около всех других ИМС, возле процессора нет! И все дорожки тоненькие.
Нашел 2 ПДФа:
AMS1117 1A Low Dropout Voltage Regulator. Advanced Monolithic Systems;
AMS1117 1A Adjustable/Fixed Low Dropout Linear Regulator.
С удивлением обнаружил, что это разные ИМС. Первая (не моя) имеет напряжение
1.232-1.268 Вольт, а вторая (моя)
1.176-1.224 Вольт.
При понижении напряжения аккумулятора с 4,2в до 3,2в напряжение 2,96в, питающее цифровые ИМС, держится стабильно. Осциллограф продолжает работать при разряде аккума до 3,0в. Включается осциллограф при напряжении не менее 3,1. Значок аккумулятора на экране осциллографа вполне адекватно отображает степень заряженности.
Те же 2,96в стабильны при напряжении на УСБ-разъёме от 5,2в до 3,7в.
В самых отдалённых частях платы 2,96в превращается в 2,95в. Кажется 0,01в - совсем не опасно.
Далее прямо на линию 2,96в припаялся внешним БП. Включал его сначала при включенном родном питании осциллографа, а затем даже без него. Удивительным образом весь осциллограф работал без полного питания. Плавно подавал на цифровые ИМС от 2,7в до 3,6в (рискуя сжечь стабилизатор реверсным напряжением). Но пила-помеха при этом лишь едва заметно смещалась вверх-вниз по экрану, и ещё менее заметно изменялась по амплитуде. Иначе говоря, я ничего подозрительного не нашел. Да и характер помехи не располагает подозревать жужжание-зудение по питанию. Ведь бока пилы - идеально прямые. Похожая пила получается в функциональном генераторе, состоящем из интегратора и компаратора. То есть начальный участок заряда-разрядка конденсатора.
Этот эксперимент проводился при закороченном входе АЦП, иначе осциллограмма заметно смещалась вверх-вниз, питание ведь неправильное.
У Кварца обнаружилось не 2, а 3 вывода: земля, питание, выход. Похоже он не кварц, а готовый генератор (его видно на фотографиях, что это?). Как много, однако, изменилось со времён КР580ВМ86 . Попробовал посмотреть этим же, ремонтируемым осциллографом, что на выводах этого "кварца"? На четвёртом, питающем выводе - ровнёхонько 3в, как и должно быть. На первом выводе, который вроде не задействован, присутствует около 2,7в. А вот на выходе "кварца" осциллограф показывает половину питания без каких-либо признаков колебаний. А я втайне надеялся увидеть хоть какие-то холмики на месте импульсов... Выход этого псевдокварца добросовестно идёт на два вывода процессора, спаянные между собой. Других связей по дорожкам не видно.
Других деталей вокруг "кварца" нет. Только кондёры по питанию.
Просмотрел два даташита на Cyclone, 470 и 168 страниц, и цоколёвку процессора не нашел! Как это так? Или действительно "просмотрел" таблицу на 144 вывода?
Сочиняю эти сообщения на протяжении всего дня, по мере появления мыслей и выполнения работ, поэтому изложение кое-где плохо структурировано. Написать лучше не получается .
Попробовал при включенном осциллографе понажимать одновременно по две кнопки одновременно в разных комбинациях, надеясь получить вход в какое-нибудь настроечное меню. Нифига не вышло. Выполняется одна команда, наверно от первой нажавшейся кнопки.
Какие вообще бывают комбинации кнопок?