Front-end analógico del DSO183

Vamos a usar el front-end analógico del DSO183 puesto que es accesible directamente desde TP3/V2, tenemos el esquema y viene muy bien explicado por el autor en su documentación.

Si revisamos el esquemático o la explicación de cómo funciona el circuito, vemos que el U2D realiza dos funciones:

añade un offset de 1V
crea una ganancia de $\approx 4$

Con lo que tenemos:

\boxed{V_{TP3}\approx3.953V_{in}+1.0V}

Este offset está perfecto para el STM32 que trabaja a 3.3V, ya que si queremos poder manejar señales con parte negativa 1.5V sería aproximadamente la mitad del recorrido, pero nuestro CA3306 funciona de 0-5V, como Arduino UNO.

Modificación del offset del DSO183

Aunque no hay nada malo con este offset, creo que es un desperdicio para nuestro CA3306, ya que un valor de 2V es mucho más adecuado. En principio, como digo, no hay problema en utilizar el front-end del DSO183 conforme está, pero nos va a limitar en el rango de señales que podemos ver… y teniendo margen es una lástima.

Según la documentación, el offse se consigue mediante:

-(R9/R11)(-2.5V) = -(1.2K/3K)(-2,5V) = 1V

o más bonito

V_{offset}=-\frac{R9}{R11}V_{ref}

por lo que si queremos 2V de offset, simplemente dejamos la R9 original y cambiamos R11 a 1k5.

Ahora bien, según la documentación, la ganancia se consigue mediante:

1+R9/(R10//R11) = 1 + R9(R10 + R11)/(R10*R11) = 3.95

y si no queremos cambiarla deberemos dejar la relación $R_{10}//R_{11}$ conforme estaba. Por tanto si:

R_{10}//R_{11} = \frac{R_{10}+R_{11}}{R_{10}R_{11}} \approx2.461·10^{-3} (K)

y habiendo modificado nuestra $R_{11}$ , tenemos:

R_{10}=\frac{R_{11}}{R_{11}·K - 1} = 557

y estamos de suerte porque uno de los valores normalizados es $560$ .

Esta modificación, como cambia el offset hace que el DSO183 deje de funcionar como se espera… así que si quieres, puedes no montar tampoco $R_{12}$ , que conecta el front-end con ADCIN.

Control total desde el PC

Evidentemente quiero controlar OSCARET íntegramente desde el ordenador, así que sustituyo los interruptores lineales por relés. Puedes leer más en esta entrada del blog donde explico como controlar el DSO183 desde PC, pero en lugar de usar las configuraciones:

10mV
1V
x1
x5

uso

10mV
0.1V
x1
x2

que quedaría con este esquema, donde como ves, no he conectado la parte izquierda puesto que es para que el micro sepa en qué configuración se encuentra:

                            CPL
          ┌──────────────────|<|──────────────┐
          │                                   │
          │               + BOBINA -          │
  D2      ├───────o 1──────[     ]──────o  8──┤  GND
          │                                   │
          │                                   │
        ──┼───────o 2                 7 o─────┼──[5] DC2
          │        \                     /    │
          │         \                   /     │
        ──┼──────────o 3             6 o──────┼──[6]
          │                                   │
        ──┼───────o 4                 5 o─────┼──[7] AC2
          │                                   │
          └────────────── G6K-2F ─────────────┘

                               SEN1
             ┌──────────────────|<|──────────────┐
             │                                   │
             │               + BOBINA -          │
  D3         ├───────o 1──────[     ]──────o  8──┤  GND
             │                                   │
             │                                   │
           ──┼───────o 2                 7 o─────┼──[5] 10mV_2
             │        \                     /    │
             │         \                   /     │
           ──┼──────────o 3             6 o──────┼──[6]
             │                                   │
           ──┼───────o 4                 5 o─────┼──[7] 0.1V_2
             │                                   │
             └────────────── G6K-2F ─────────────┘

                               SEN2
             ┌──────────────────|<|──────────────┐
             │                                   │
             │               + BOBINA -          │
  D4         ├───────o 1──────[     ]──────o  8──┤  GND
             │                                   │
             │                                   │
           ──┼───────o 2                 7 o─────┼──[5] x2_2
             │        \                     /    │
             │         \                   /     │
           ──┼──────────o 3             6 o──────┼──[6]
             │                                   │
           ──┼───────o 4                 5 o─────┼──[7] x2_2
             │                                   │
             └────────────── G6K-2F ─────────────┘

Ajustes

Lo que sí tendrás que hacer tras tener todo el montaje es ajustar C5 (C4 creo que no lo he llegado a tocar para nada) usando una onda cuadrada para contrarestar las capacidades parásitas y tener el máximo BW.

Demostración

Aquí tienes un vídeo demostración para ver su funcionamiento.

OSCARET

Arduino - CA3306 - DSO183

Front-end analógico del DSO183

Modificación del offset del DSO183

Control total desde el PC

Ajustes

Demostración

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