オシロスコープの自作

質問

プローブからの電圧をA/Dコンバータで読み込み、それをパソコンに出力するタイプのオシロスコープの自作を試みています。
マイコンには、現在、開発環境の整っている3694FかSH7144を使用したいと思うのですが、これらのマイコンに搭載されているA/Dコンバータはスキャン速度が遅く、最大でも分解能3kHz程度のオシロしかできないと考えています。
理想的には10MHz程度までの信号を計測したいのですが、何か安価な方法は無いでしょうか。

回答No.6

takepon256

No2です。

＞A/D変換専用のICを、マイコンのI/Oポートに接続するのでは処理が追いつかない、ということですよね？
＞マイコンの処理が追いつかない、というのを具体的に知るにはどうすればいいのでしょうか？

RISCチップでは1命令1クロックで実行できるとしても、ADコンバータを制御、I/O入力値読み出し、メモリへの格納を同時に1命令で・・・と言うわけには行かないですよね。
SH7144は最大動作周波数50MHz、3694Fは20MHzですので、仕様決めが難しそうです。。。
これ以上のクロックになると個人での制作は厳しいですし・・・。
反射の影響やデバイス毎の誤差が気になりますが、ボルテージフォロワかましてAD変換2つに同じアナログ値入力して半クロックずらしてサンプリングですかね。
で、ホールド回路実装して2回路分同時に読み出しとか。

＞処理は一定間隔で入れ、割り込みは入れませんからタイミングはずれないと存じます。

もちろんタイミングに余裕があるときは目に見えるずれはほとんどありません。
でも複数の作業をさせたりすると、クロック単位でずれる状況は結構あるんですよね。

＞ただ、メモリから読み出す、という動作は、A/D変換ICの出力を読み取る、という操作と等価な気がします。

それは制作するものの仕様もよると思います。
(1)AD変換値を常にメモリにループ格納。
(2)FPGA（or CPLD）にトリガ点を設定しておいて、トリガが発生したら指定回数の取り込みでメモリ格納をとめる。
(3)メモリ格納をとめたらCPUからメモリ読み出し、パソコンに転送。
(4)転送し終わったら(1)に戻る。
この仕様であれば読み出しと書き込みはまったく干渉しません。
一般的に販売されているディジタルオシロスコープも同様で、一気に貯めて一気に読み出す手法をとってきていますし。

お礼

なるほど・・・
とても勉強になります。
ありがとうございました。