KIT-RX65N、デジタルストレージオシロスコープ(その1)

RX65Nには、2ユニットのA/D変換器があり、分解能12ビット、最大2MHz程度のスループットがある。

このデバイスを利用して、デジタルストレージオシロスコープを作っている。
まだ、ソフトウェアーは開発中で機能追加を行っている段階ではあるものの、ハンドヘルドな測定器にする事が出来そうで楽しみが増えた。(前から作ってみたかった~)

画面もそこそこ広く、タッチスクリーンGUIで、操作も柔軟性があるので、ソフト次第で、かなり良いガジェットになりそうだー

実用的な物にするには、外部にプリアンプや、ゲインアンプを接続して、入力電圧の切り替えなども行う必要があるので、外部基板を作成する必要がある。

最初の問題は、LCDの描画だ、現在は16ピクセルRGB565シングルバッファで行っている。
これだと、描画の更新による書き換えが、画面に現れるので、具合が悪い。
理想的には、フレームバッファを二枚にして切り替える事だが、それだと、メモリーが足りない。
最初、256色のインデックスカラーにすれば、メモリーの問題は解決するものと思ったが、RX65NのLCDコントローラーは、フレームバッファのラインアドレスを64バイト単位で指定する為、8ビットだと、1ライン512バイト(32バイト無効になる)にしなければならず、やはり、メモリーが足りなくなる。
結局、1枚のバッファでも、書き換えの最適化を行う事で、リアルタイムの描画品質を改善する事ができた。
ただ、描画タイミングや配置を考慮する為、管理が面倒になる。

とりあえず、上記のような構成になっているが流動的な部分が多い為、仕様は変更になると思う。

基本的な操作では、CH0、CH1、時間軸、メニューの4つで画面分割をして、領域別に個々の移動を行うようにした。
※タッチすると、各領域を分ける赤い線が描画される。

肝心のA/D変換では、RX65Nに内臓のA/D変換ユニット(12ビット)を2つ同時に使い、ギリギリの変換時間(2MSPS)で2チャンネルのサンプリングが可能な事を確認した。

アナログ入力は、「AIN000」、「AIN114」を使った、これは、ボードのCN10から、又、電源は、CN8から出ている3.3V、5V、GNDを引き出し、5ピンコネクタを付けた、このコネクタを外部アンプボードに接続する。

外部アンプボードで、ゲインの切り替えや、リミッタ、電圧シフトなどを行う予定でいる。

A/D入力の配線や、A/D変換関係電源の品質などにより、S/Nがイマイチな気もするが、簡易的な物なので、目をつぶる事にする。

ただ、トリガー条件等を複雑なものにした場合、2MSPS(500ns)は厳しいのではないかと思うが、その場合は、トリガー条件を監視するループを遅くするしかない。

また、サンプリングするメモリーには余裕があるので、かなり大きなスパンで、波形を取得出来そうだが、波形をリコールする場合に工夫しないと、使い勝手が悪いと思う。

 

基本的な実験が出来たものの、小さい信号レベルから、大きい信号レベルを扱うプリアンプをどのような構成にするか、考える必要がある。

どのような部品を使って、どのような構成にするのが良いのか、検討中で、なるべく入手しやすく、性能とコストのバランスを取る必要があるので、この辺りは、もう少し時間がかかりそうー。

※アナログ回路は、最近あまり扱っていないので、知見や、技術が古く、最近のオペアンプのトレンドなどにも疎い・・

とりあえず、AD9833、DSDの波形をキャプチャーしてみた。

今回はここまで、作りこむには、アナログ部が必要なので、次回に、アナログ回路などの検討を行う。

カテゴリー: ソフトウェアー・エンジニアリング, 電子工作な日々 タグ: パーマリンク

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