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Multiplexor para Osciloscopio.
Multiplexeur pour Oscilloscope.
Oscilloscope Multiplexor.

Por Ing. - Par Eng. - By Eng : Hugo Gutiérrez Salazar

Última Actualización : 10 de Mayo de 2005

Dificultad - Difficulté - Difficulty :
4i_star_2_W.gif 4i_star_2_W.gif 4i_star_2_W.gif 4i_star_2_W.gif Black_sta.gif
MultiOsc1.jpg MultiOsc2.jpg

Chile.gif Francia.gif Inglaterra.gif

Muestreo de señales digitales.

Para visualizar las señales de varios canales digitales simultáneamente, en un Osciloscopio Analógico, es necesario la construcción de un multiplexor para señales digitales, lo que permitirá visualizarlas, en un canal de un osciloscopio.

La idea es poder mostrar hasta 8 señales (1 Byte) en forma simultánea (paralelo), para ello, se utilizarán 2 circuitos integrados 4016; que son circuitos integrados que poseen 4 interruptores bidireccionales digitales, de alta velocidad.

Echantillonage de Signales Digitales.

Pour visualiser les signales de plusieurs canales digitales simultanées, sur un oscilloscope analogique, est nécésaire la construction d'un multiplexeur pour signales digitales, ce qui permettra de les visualiser, sur le canal d'un oscilloscope.

L'idée est de montrer jusqu'a 8 signales (1 byte) en forme simultanée (parallèle), pour ça, on utilisera 2 circuits integrés 4016; qui sont des circuits integrés qui posedent 4 interrupteurs bidirectionelles digitales, de haute vitesse.

Digital signal sampling

To visualize signals of many digital chanels simultaniously (parallel), in an analogic oscilloscope, is necesary the construction of a signal multiplexor for digital signals, wich let's visualize them , in an oscilloscope channel.

The idea is to show a maximum of 8 signals (1 byte) in a simultaniously way (parallel), for this, we are going to use 2 integrated circuits 4016; wich are IC's that have 4 high speed digital bidirectional switches inside.

Este tipo de interruptor tiene la ventaja, que no tienen el efecto de rebote, de los interruptores mecánicos y además se pueden activar o desactivar aplicando señales digitales a una pata de control, que posee cada interruptor, en forma independiente.

Cuando se aplica un "0" digital a la pata de control del interruptor, la impedancia sube a varios GigaOhms, lo que impide el paso de señales, comportándose como un material perfectamente aislante; mientras que al aplicarle un "1" lógico, a la pata de control; baja la impedancia a unos 300 [Ohms], permitiendo el paso de señales de un lado a otro, entre las patas del interruptor en uso.

Cet type d'interrupteur a l'avantage, qui n'ont pas l'éffet de rebond, des interrupteurs méchaniques et de plus, on peut les activer ou desactiver appliquant des signales digitales a une patte de contrôle, qui posède chaque interrupteur , en forme independente.

Quand on aplique un "0" digitale a la patte de contrôle du interrupteur, l'impedance augmente plusieurs gigaOhms, ce qui empeche le passage de signales, se comportant comme un materiel parfaitement isolant; tandis que l'appliquant un "1" logique, a la patte de contrôle; celle-ci baisse sa impedance a 300[Ohms] a peu près, permettant le passage de signales d'un côté à l'autre, entre ses pattes de l'interrupteur en use.

This kind of switches has the advantage, they haven't the bouncing effect, have mechanics switches, furthermore you can activate or deactivate it, applying digital signals in a control pin each switch have, in an independant way.

When you apply a digital "0" to the switch control pin, the impedance arise few GigaOhms, wich avoid signal to pass over, acting as perfect isolant material ; while applying a logic "1", to the control pin; impedance falls to 300 [Ohms], letting pass signals from one side to another, between the switch pins in use.

Diagrama  -  Diagramme  -  Diagram

MultiOsc.jpg

Por cada canal usaremos un TL081, integrado operacional de alta impedancia y para reducir costos y circuiteria , se utilizarán dos circuitos integrados TL084, que contienen internamente 4 circuitos operacionales TL081, totalizando los 8 que se requieren.

También será necesario disponer de un 4017, que es un contador digital de cuenta 0 a 9 , el que se utilizará para activar los interruptores lógicos, reseteando su cuenta al llegar a la cuenta de 8, aprovechando la pata de reset, que posee este integrado.

Par chaque canale on utiliserá un TL081, integré operationel de haute impedance et pour reduire les couts et la circuiterie, on utilisera deux circuits intégrés TL084, qui contienent internement 4 circuits operationels TL081, totalissant les 8 qu'on a bessoin.

Aussi será nécésaire d'avoir un 4017, qui est un compteur digitale de compte 0 a 9, ce qui se utilisera pour activer les interrupteurs logiques, retournant sa compte a 0, quand sa compte arrive a 8, utilssant la patte de Reset, qui posede l'integré.

For each channel we are going to use a TL081, high impedance operational circuit and to reduce the cost and circuitery, we are going to use two TL084 integrated circuits, which have internally 4 TL081 operational circuits, totalizing the 8 we require.

It's necesary too, to have a 4017, which is a digital counter who counts from 0 to 9, which we are going to use to activate the logic switches, resetting it's count when it achieve the 8 count, using the reset pin, the integrated circuit has.

Se utilizará un 555 como base de tiempo, para generar la cuenta binaria en el 4017. Se calculó mediante las fórmulas conocidas (ver documentación pública del 555) las resistencias y el condensador necesarios, para generar una señal de 80[Khz]. Como serán 8 señales a mostrar, se hará un muestreo de 10[Khz] a cada entrada. Además debe destacarse, que con este circuito, también pueden visualizarse señales analógicas.

Se necesitará una fuente regulada de 10 [+/- 5] [voltios] y 8 potenciómetros de ajuste de 10 KOhms lineales, para mostrar cada canal, en una posición diferente y no se superpongan las señales mostradas, en la pantalla del osciloscopio.

También se utilizará un enchufe DB-9 hembra de computación (8 señales más una tierra de referencia), como conector de entrada para las señales digitales y un enchufe BNC hembra, para llevar las señales al canal activo del osciloscopio, mediante un cable coaxial de conexión, con enchufes BNC machos en sus extremos.

On utilisera un 555 comme basse de temps, pour générer la compte binaire sur le 4017. On a calculé avec les formules connues (voir documentation publique du 555) les resistances y le condenseur necesaires, pour générer une signale de 80[Khz]. Comme les signales a montrer sont 8 , on faira un echantillonage de 10[Khz] a chaque entrée. De plus, on doit signales, que avec c'est circuit, on peut voire des signales analogiques.

On aurra bessoin d'une source de 10 [+/- 5][volts] et 8 potentiomètres de réglage de 10 [KOhms] liniaires, pour montrer chaque canale, sur une position differente et ne se superpossent les signales montrés, sur l'écran du oscilloscope.

Aussi on utiliserá une branche DB-9 femelle pour sorties d'ordinateur (8 signales plus une branche à terre de référence), comme conecteur d'entré pour les signales digitales et une prise BNC femelle, pour conduire les signales au canale actif du oscilloscope, parmi un cable coaxiale de conection, avec des branches BNC mâles en ses extremes.

We are going to use a 555 as time base, to generate the count in the 4017. With kwown formulas (see public 555 documentation) we compute the resistors and the capacitor needs, to generate a 80[Khz] signals. As we have to show 8 signals, we will do a 10[Khz] sample for each input. In addition, I have to highlight that with this circuit, you can see analog signals too.

We will need a 10 [+/- 5][Volts] and 8 10 [KOhms] linear adjust potentiometers, to show each channel, in a different position and they don't superpose the signals shown on the oscilloscope screen.

As well as, we will use a DB-9 computer like plug terminal (8 signals and a ground reference pin), as an input connector, for the digital signals and a BNC female conector, to conduit the signals to the active oscilloscope channel, by the means of a coaxial connection cable, with BNC male plugs in the ends.

MultiOsc3.jpg MultiOsc4.jpg

Para medir las señales se usarán conectores cortos con ganchos. Para tomar las señales desde las patas de integrados o pines de enchufes con salidas digitales a medir, se usaran cables de colores, adoptando el código de colores de las resistencias, para numerar los canales del 1 al 8. (Café - Rojo - Naranjo - Amarillo - Verde - Celeste - Morado y Gris ) y uno Negro para la tierra común.

Se usará una placa de impreso de fibra de vidrio, por las señales de alta velocidad que deben medirse, tratando de circunscribirse a un tamaño máximo de 10 x 10 [cms].

Se podrá todo en una caja plástica, poniendo los 8 potenciómetros de ajuste en el panel frontal con perillas pequeñas y en 2 grupos de a 4, el enchufe hembra V9, un led de piloto y los dos enchufes BNC hembra (señal y sincronismo). El cable de alimentación, el interruptor de encendido (opcional) y el portafusible (opcional) se pondrán en el panel trasero opuesto, de la caja.

Pour mésurer les signales on utiliserá des conecteurs courts avec des crochets, pour prendre les signales des pattes des integrés ou les pins de branches avec des sorties digitales à mésurer. On utiliserá de cables de couleurs, adoptant le code de couleurs des resistances, pour numerer les canales du 1 au 8. (Café - Rouge - Orange - Jaune - Vert - Celeste - Violet et Gris ) et un Noire pour la terre commun.

On utiliserá une plaque de circuit imprimé de fibre de verre, par les signales de haute vitesse qu'on va mésurer, ayant le soin de conserver une taille maximum de 10 x 10 [cms].

On mettra tout dedans une boîte en plastique, montant les 8 potentiomètres de réglage sur le paneau frontale, avec des petites visses et en 2 groupes de 4, la branche femelle V9, un led de lampe temoin et les deux branches BNC femelles (signale et syncronisme). Et le cable d'alimentation, l'interrupteur d'allumage (optionel) et le suport du fusible (optionel) se monterant sur le paneau d'arrière oppossé, de la boîte.

To mesure the signals we will use short conectors with hooks. To pick-up the signals from the integrated or plug pins with digital outputs to mesure , we will use color cables, using the resistance color code, to enumerate the channels from 1 to 8. (Brown - Red - Orange - Yellow - Green - Light Blue - Violet and Grey ) and one more Black for the common ground.

We will use a glass fiber printed circuit plate, for the high speed signals we have to mesure, traying to fix the size to a 4 x 4 [inches] square.

We will put all in a plastic box, putting the 8 adjust potenciometers in the front panel with little knobs and in a 2 group of 4 potentiometers, the female DB-9 plug, a pilot led and the two female BNC plugs (signal and syncronism ). The mains cable, the on/off switch (optional) and the fuse support (optional) will be in the rear opposite panel of the box.

MultiOsc5.jpg MultiOsc6.jpg

Lista de Componentes - Liste de Composants - Component List

Cuantas
Quantité
How many
ID Descripción - Description Imágen - Image - Picture
1 U1 Regulador de Voltaje
Regulateur de Voltaje
Voltage Regulator 7805
7818.jpg
1 U2 Regulador de Voltaje
Regulateur de Voltage
Voltage Regulator 7905
7818.jpg
4 D1 Diodos de Silicio
Diodes Silice
Silicon Diodes 1N4007 (1000 [V] - 1 [A])
1N4007.jpg
4 C1,C2 Condensador Electrolitico
Condenseur Electrolitique
Electrolitic Capacitor 470 [ufds]/25 [V]
C470-25.jpg
2 C3,C4 Condensador Ceramica
Condenseur Ceramique
Ceramic Capacitor 0.1 [ufd] / 50[V]
C100k.jpg
2 C3,C4 Condensador Poliester
Condenseur Poliester
Poliester Capacitor 2.2 [nfd] / 50[V]
C100k.jpg
1 D2 Led Rojo
Led Rouge
Red Led
LedRojos.jpg
1   Fibra de Vidrio Impreso Virgen Doble faz 10 x 10 [cms]
Fibre de Verre Vierge Double face 10 x 10 [cms]
Virgin Glass Fiber Double face 4 x 4 [inches]
FibraVidrio.jpg
2   Cables Paralelo Blanco [m]
Cable Parallele [m]
White Parallel Cable 3[feet]
Cordon.jpg
16 R1-R16 Resistencia de Carbon
Resistance de Charbon
Carbon Resistance 1[MOhm] 1/4 [W] 5[%]
R1K.jpg
1 R2 Resistencia de Carbon
Resistance de Charbon
Carbon Resistance 330[Ohm] 1/4 [W] 5[%]
R1K.jpg
1 R25 Resistencia de Carbon
Resistance de Charbon
Carbon Resistance 2.2[KOhm] 1/4 [W] 5[%]
R1K.jpg
1 R26(*) Resistencia de Carbon
Resistance de Charbon
Carbon Resistance 3.3[KOhm] 1/4 [W] 5[%]
R1K.jpg
1 R26(*) Resistencia de Carbon
Resistance de Charbon
Carbon Resistance 470[Ohm] 1/4 [W] 5[%]
R1K.jpg
1 J4 Enchufe Macho
Fiche Mâle
Male Supply Plug
Enchufe.jpg
1 T1 Transformador
Transformateur
Transformer 220-110/9+9 [V] - 300 [mA]
Traf6.jpg
2 J1,J2 Enchufe Macho BNC
Fiche Mâle BNC
Male BNC Plug
BNC.jpg
8   Potenciometros Lineales
Potentiomètres Lineaires
Linear Potentiometres 10[KOhms]
Potenciometros.jpg
1 J3 Enchufe BD9 serial de computacion
Fiche M&circale BD9 seriale d'ordinateur
Male BD9 computer serial port plug
BD-9.jpg
1 J3 Enchufe DB-25 serial de computacion
Fiche M&circale DB-25 seriale d'ordinateur
Male BD25 DB-25 computer serial port plug
BD-25.jpg
1   Base para integrado DIP 8
Base pour integre DIP 8
IC Base 8 DIP
Base8.jpg
1   Base para integrado DIP16
Base pour integre DIP16
IC Base 16 DIP
Base16.jpg
3   Base para integrado DIP14
Base pour integre DIP14
IC Base 14 DIP
Base14.jpg
1   Circuito integrado 555
Circuit Integré 555
ICircuit 555
555.jpg
1   Circuito Integrado CD4017
Circuit Integré CD4017
ICircuit CD4017
CD4017.jpg
8   Perillas Pequeñas
Petit tourne pots.
Little Pot. Knobs
Perillas.jpg
2   Enchufe BNC
Sortie BNC
BNC terminal
BNC.jpg
2   Circuito Integrado CD4016
Circuit Integré CD4016
ICircuit CD4016
CD4016.jpg
2   Circuito Integrado TL084
Circuit Integré TL084
ICircuit TL084
CD4017.jpg
1   Caja Plástica de 20 x 10 x 5 [cms]
Boîte en Plastique de 20 x 10 x 5 [cms]
Plastic Box de 8 x 4 x 2 [inches]
Caja20x10x5.jpg