Виртуальный осциллограф РадиоМастер позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот : от 10 Гц до 20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до двух - трех сотен вольт. Перед реальным осциллографом такой прибор имеет очевидные преимущества. Программа определяет период, частоту и амплитуду сигналов. Помимо собственно осциллографа прибор содержит анализатор спектра, может работать как динамический характериограф двуполюсников. Недостатком такого осциллографа является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.
На панели прибора располагаются органы управления, типичные для реальных осциллографов, а также специальные средства настройки и кнопки для работы в режиме запоминания осциллограмм. Все элементы панели снабжены всплывающими комментариями, и Вы легко с ними разберетесь. В скобках комментариев указаны клавиши, дублирующие экранные органы управления.
Если у Вас нет базового блока виртуальной лаборатории, Вам придется сделать кабель самостоятельно. По аналогии с блоком в данной схеме предусмотрено две ступени деления напряжения по каждому каналу: на диапазон плюс- минус 12,5В (полный размах до 25В), и плюс- минус 250В (ампл. 500В). На экранной панели прибора имеются соответствующие переключатели. Если нет необходимости в измерении больших напряжений, вторую ступень можно не делать.



Схема кабеля.

Рекомендуется в качестве R1 и R1' использовать специальные высоковольтные резисторы с мощностью рассеяния не менее 0,5 вт.
На экране осциллографа нанесена сетка, где по горизонтали - время (цена деления в микросекундах указана у переключателя Диапазон развертки на панели Х), а по вертикали - напряжение в вольтах. Разметка по вертикали соответствует каналу 1, для канала 2 имеется только оцифровка шкалы.
Переключение в режим анализатора спектра осуществлятся кнопкой Спектр Вкл/Выкл или клавишей Z. В нижней части формы появляется панель с органами управления анализатором. Так Вы можете двигать правую и левую границы частотного диапазона в пределах исходного диапазона, который лежит между 0 и половиной частоты дискретизации АЦП карты. Вертикальный масштаб представления спектрограммы можно менять клавишами со стрелками.
Режим динамического характериографа включается кнопкой Y(X) Вкл/Выкл или клавишей Х. Это собственно двухкоординатный осциллограф. Реальные приборы с дополнительным входом Х использовали для сравнения частот и фаз сигналов по фигурам Лиссажу. Вы можете проделать простые опыты с фазосдвигающими C или L, как показано на рисунке.
 


Схема



U1-U2(U1) для конд. 0,33 мкФ при f=1,5 кГц



U1-U2(U1) для стабилитрона КС133Г

Но больший интерес представляет съем характеристик нелинейных двухполюсников - различных диодов, терморезисторов и т. п (на схеме Z). В отсутствие базового блока Вам дополнительно понадобится источник синусоидального напряжения частотой 1..2 кГц и амплитудой до 15..20 В, а также резистор Rm примерно 1 кОм. Имеются опции представления четырех видов зависимости. Координатные оси характериографа размечаются и оцифровываются в истинных величинах напряжения или тока, если произведена калибровка прибора.Специально остановимся на операции калибровки по напряжению, которую следует произвести после подключения изготовленного Вами кабеля. Подайте на оба входа 12,5В сигнал известной амплитуды от общего источника (предпочтительно синусоидальной формы с частотой 500..2000 Гц и амплитудой 15..20В, нажмите кнопку Калибр, введите фактическое значение амплитуды в милливольтах, нажмите Enter, и осциллограф откалиброван по входам 12,5 В. Далее при необходимости произведите калибровку второй ступени. Для этого подайте на оба входа 250 В переменное напряжение амплитудой 150..200В. Переключатели на экранной панели установите на 12,5 В. Считайте измеренные значения - по 1 каналу зеленого цвета, по 2 - красного. Разделите фактическое значение на измеренные, это коэффициенты ослабления (должно получиться около 20). Запишите их текстовым редактором ( в блокноте) в файл CALIBR, 8 и 9 строки соответственно. При наличии базового блока калибровку делать не обязательно, ее готовит Вам изготовитель.
Программа запоминает все установки и настройки и восстанавливает их при следующем включении.
Характеристики осциллографа в значительной степени зависят от параметров звуковой карты Вашего компьютера. Так со старыми типами карт, у которых частота дискретизации не более 44,1 кГц, частотный диапазон прибора ограничен сверху. Используя имеющийся на панели переключатель частоты дискретизации, опробуйте свою звуковую карту. Уже при 96 кГц можно уверенно рассматривать сигналы до 20 кГц. Напротив, сигналы инфранизких частот удобнее исследовать при низкой частоте дискретизации.
Разрядность АЦП установлена равной 16, что обеспечивает достаточно высокую точность.
Если ваша звуковая карта не имеет линейного входа, используйте вход микрофона, но при этом будет потерян один канал осциллографирования, станет невозможным режим Y(X). Не забудьте указать выбранный вход звуковой карты в установках Windows. Соответствующий регулятор громкости установите в положение максимума, регулятор баланса в нейтральное положение.
Опробовать данную программу можно и без специального кабеля - от виртуального источника сигналов, например, проигрывая какой-либо звуковой файл. В этом случае укажите в качестве входа для записи Стерео Микшер (Stereo Mixer).
Не подключайте вход прибора к сети 220 В даже через большое сопротивление или автотрансформатор. В лучшем случае Вы лишитесь компьютера.

Источник