黎煥欣的工作部落格

GDS1152A 及 DSO5202B 數位示波器的使用         2012-05-08 黎煥欣

部落格都快停了年餘. 生了病又轉部門. 總算還是要記錄一下東西.

因為實驗的狀態要監控的關係. 現在常常固定要把一個波型顯示或記錄的儀器接在實驗設備的各種監控端子上. 過去較慢的時候常常是用 Recoder 類的東西. 但又大又浪費紙. 高速信號也不能看. 示波器是方便使用的例子. 但類比示波器設計是給人看的, 很難跟電腦連線. 數位示波器 ( DSO) 就變成唯一的選擇. 但過去數位示波器的來源就是那幾家天價牌 (Agilent, Tektrronix,...) 隨便都要十幾萬起跳. 都只能望之興嘆. 但近來國產固緯的努力及 IC 技術的進步. 使得 DSO 的價錢就跟 PC 一樣, 功能越來越強大又越來越便宜. 應用的範圍就多了. 這裡就我自購的 GW 1152A 與最近興起的大陸牌 Hantek DSO5202B 做一個使用上的比較

我自己買的 GW1152A, 2CH 150MHz BW, 1GSPS, 有 2M 的記憶體,  花了近 4 萬元

2009-12-21B_921600_baud_傳輸測試  黎煥欣

在 MCS51 系統中, 雙向資料傳輸, 如上篇所述, 115200 是它的極限. 但現在常常需要更快的資料傳輸至PC 時, 還是相當麻煩的事情. 在 NTU-ARRAY 上 FPGA 板上的資料就是用 921600 baud 的 RS232 protocol 傳送至主控電腦, 而且有四個板子一起傳送. 這個 through put 對 USB 1.1 12M 的能量而言, 並沒有什麼問題. 當資料只要單向傳送時, 是否有簡單的方法. 就是這個課題的目的. 當然我們測試的是用 TTL 位準傳送, 並且直接送到 USB chip (下圖中的 FTDI 公司的 FT232RL) 中, 它可以 handling.  而我的程式就如同一般的 serial port 操作就可以了.

2009-12-21A_MCS51_115200_baud 的傳輸方法       黎煥欣

最近因為忙到過頭的了, 有些課題都應該 PO 上來, 但實在是沒有時間, 總算想到全部用相機的方法, 讓寫作的效率可以快一些, 希望最近會比較多的文章出現.

MCS51 系統的 UART 系統向來是大家常用與 PC 溝通與控制的方式. 不過大部份的書都只提到了要讓它在 9600,n,8,1 下如何 program 它的問題. 當然這對應付大部份的簡單控制是足夠了. 但對高度資料及反應時間要求的系統來說, 9600 baud 真的是太慢了. 往上推昇是必要的手段.  下面的程式是典型的 RS232 initial program

而且現在傳輸媒介的 physical layer 真正用 RS232 +-10V, 到不了高速,  的實在也是不多了.  RS422, RS485, 或者是我使用的 USB-RS232 bridge. 在高速的情況下還是可以很穩定的傳輸. 所以沒有必要再在 9600, 19200 這種等級的速度上打轉.

2008-11-03 SNA-176 0-10GHz GaAs MMIC Amp 測試及組裝    吳靜澄, 黎煥欣, 簡文鵬

在 NTU Array 中的 RF 測試, 常常碰到 Gain 不夠的情形, 需要有一個泛用的放大器, 可以對極低頻至 10GHz 都可以放大, 雜音又要低. 我們找到一個 SNA-176 GaAs MMIC 低雜音寬頻放大器. 普偏放在 NTUARRAY 的系統中. 但人算不如天算, 常常有增益不足的情形. 我就請吳靜澄設計一個最簡單的放大器, 也不要管太多平坦度的問題. 就如下面 DATASHEET 中的建議線路一般做就可以了. 不過以為頻率上限至 10 GHz, 該小心的部份都要很小心.

2008-11-01 AD7864 14bts A/D 測試   黎煥欣

在過去我需要用到高速 (10ksps以上) 高精度 AD 時, 首選都是 AD574 及其後代  (AD674, 774, 1674), 它們接腳相容, 會用一個就會用全部. 幾乎所有的東西都內建了 (clock, Vref, sample/Hold). 使用上很方便, 也是很多市售高檔(NI....) A/D  卡的標準. 但畢竟是上一個世代的產品. 用的是平行界面, 到很多 I/O, 體積又大 (28pin dip), 又需要三個電源操作,.  為了符合未來的需求. (pin 少, 體積小, 單電源, 省電), 這在我最近做的 NTUARRAY 上尤其重要.  要選用下一個 A/D, 當然各公司出了不少. 只能就成本及方便性選了一個. 看買起來及用起來如何. 所以選定 了AD7894

2008-10-31 VCO 信號源實作    黎煥欣  吳靜澄  簡文鵬

在 NTU-array 測試的過程. 常常需要一些小型方便的訊號源. 前些天才拿了一 6GHz 的訊源到 Hilo 去, 在較低的頻段, 也需要一個做測試. 翻了一些 IC 的 Data Sheet. 發現有一些 2.4GHz 的 VCO 可以用. 原來是用在無線網路的 RF 產生器.  我們用了 maxim 的 MAX2750, 下面是它的方塊圖, 一個 8pin 的 ic, 接上電源及調整電壓. RF 就出來了. 實在是很方便.

2008-10-22 用串列方式擴展 I/O    黎煥欣

在 NTU ARRAY 最近的需求中, I/O 的讀取或設定點的數目要求越多, 也造成控制它的 MCU (8952) 的 I/O pin 不夠的情形. 也造成板間配線的困擾. 肇個例子. 最近計劃要求再將一個 band 的 FPGA 由 12 片提昇至 16 片, 監控它 fpga done pin 的數目就從 12 個變成 16 個. 本來都是直接接到 MCU 的 I/O PIN, 但 16 PIN 實在有些太多了. 它並不是一個需要快速操作的界面. 在一次取樣後, 把資料一個個讀回來到MCU 中, 再傳回到中控的 HOST PC. 下圖是用 74HC165 具體的線路圖

並聯輸入, 串列輸出

2008-10-14 簡易電壓控制的穩壓器  Voltage Control Regulator     黎煥欣

原來在 NTU ARRAY 中使用的電源供應器, 因為電源的數目龐雜, 加上調整及監測上的複雜, 使得自動化及遙控化的需求就必需考慮.

要遙控一個電源供應器, 最直觀的方式是用利用 D/A 輸出電壓來來控制. 現在己經有多 channel 的 D/A 可以用. 不過輸出的電壓約在 0-5V, 當然也也不會提供很大的電流. NTU ARRAY 需要大量數目的電源數目, 於是回到最基本的設計. 可以簡化及縮小系統的規模. 不過理論歸理論, 還是要作一個測試品才可以確認它會動作.

第一個想法, 若有一個已知的電壓 VSET (現在用一個 5k 的精密可調電阻模擬), 它的輸出阻抗在 k ohm 級, 只有幾 mA 的能力, 但最後可能要推上安培級的輸出.  最簡單的線路如下

2008-08-03 經驗小品 (7) VB8 下的字串與陣列轉換

黎煥欣 Li Huan Hsin

在 VB8 下(過往也有同樣的問題, 不過寫寫一些 "低階" 副程式或 "API" 就都解決了) 標榜所有的功能它都有內建. 所以以前有關字串與陣列, 與陣列之間的型態互換. 都有對應的程式. 這在一般的 VB8 (VB2005) 的書上可是看不到的..... 總之, 看了很久的 Help , 總算得到一些心得...

在 VB8 中有關 I/O 的部份, 包括 RS232/filestream/TCPIP, 若要使用它們的高效能程式, 基底操作函式都是 byte 陣列運作的. 下面是幾個範例:

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2008-07-26 經驗小品 (6) 使用 demux3950 產生同步 clock

黎煥欣 Li Huan Hsin

在 NTU array 系統中到處都要僅可能的使用同步性高的時鐘信號. 當然現在設計的所有 clock 都是由單一的 8.7G YIG 來的. 最重要的是由它除 32 得來的 271MHz, 也是要高度的相位同步. 於是想到用 demux 3950 + N6B23 除法器 (除 2 模式) 配合, 可以得到 8.7G 等級同步的多輸出 271MHz clock.

配置如下圖, 8.7GHz 的時鐘信號輸入後, 它自己的 PCLK 為同步於 8.7GHz 的 543MHz, 經過除 2 後, 送回 demux 自行取樣. 那當然會同時取到 16 個 0, 接著再同時取到 16 個 1, 其中可能最多有 2 個輸出會在邊緣而不能用, 但至少有 14 個輸出可以用.

2008-08-19 經驗小品 (5) VB8 下的自訂控制項陣列

黎煥欣  Li Huan Hsin

在做 NTU Array 的時候, 我們使用一大堆的 USB Serial port 來接收資料, 以現在 4 個 DC 的情況而言, FT 板有 36 個, Co  板有 16 個, 而且有時會裝, 有時不會在線上. 若是用傳統寫法, 全部都在設計階段放上去, 那寫起來及設計都非常難過. 後來翻了半天的書及線上 HELP, 總算整理並實際寫出一個可變性的控制程式.  下面就是範例

R080604     黎煥欣   Li Huan Hsin      '08-06-02  Ver 1.0

因為 NTU array 上有很多 "應該" 要監控的點. 目前這些點都沒有內建在系統中, 經過幾次的整理, 發現目前最需要的是一個有足夠精度, channel 數目要夠多, 電源供應的方式要簡單, 與主控 PC 可以很容易連結的 DAQ 系統. 於是利用了一些 "相對高級(價)" 的元件來湊出一個 16ch 12bits 10us conv. time 的 DAQ 系統. 下面是建立的過程

一, Mux IC 與 Amp

黎煥欣 Li Huan Hsin '08-03-08

在經驗小品 002 中提到在高壓電路測試的方法, 但是時有而窮, 有時就是要比較兩個信號, 有時就時會忘了某個點可否接地. 一但錯誤, 馬上爆火花, 整個線路板上的零件無一倖存, 功率晶體全滅, 連 33 ohm 的電阻都可以變成幾 K. 所以發展一個差分 probe 是比較徹底的辦法, 將來要量高壓的東西, 全部用它來處理, 再也不管接地的問題了.

黎煥欣 Li Huan Hsin '08-3-08

最近計劃中, 常常為一些電力系統或真空幫浦的問題困擾, 當然除了一般的電壓電流量測 (拿個三用電表或鉤表去量) 之外, 有些問題還是要深入儀器內部線路看電壓隨著時間的變化(就是波形...有時還是高壓波形, 如 60Hz 的電源.) 拿著示波器的探針. 要量的時候...... 只見火花一閃, 輕者保險絲燒掉, 重則儀器或示波就燒了......   那要如何量側, 而不會爆火花呢?

黎煥欣 Li Huan Hsin  '08-03-08

前兩天我們計劃 (NTUarray) 的交大合作教授 Robert 帶了他的學生來, 希望我帶他學習如何用電腦自動量測. Robert 本來想用 GPIB, 不過聴了只要接一台機器 (HP34401), 前面接一個噪音功率量測二極體, 而且它也有 RS232 頭, 我認為用 RS232 接就好了. 便宜也容易上手.

基本上, HP34401 就是一台 "超高級" 三用電表, 而他們就是要用它當精密電壓計量測就是了.

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