经济实惠的 2 GHz 3.2 GS/s 12 位开源可扩展 USB 示波器 - HaasoscopePro

Haasoscope Pro是原版Haasoscope的全新设计,Haasoscope 是 2018 年 Crowd Supply 发起的一项成功活动,推出了全球首款开放型 USB 示波器。全新 Pro 版本将带宽从 60 MHz 提升至令人印象深刻的2 GHz,分辨率从 8 位提升至12 位,采样率从 125 MS/s 提升至3.2 GS/s。它是首款开放型、价格实惠、高带宽、实时采样的 USB 示波器。

到目前为止,带宽为 1 GHz 或更高的示波器主要面向专业市场,这些市场对价格不太在意,通常售价数万美元。Haasoscope Pro 的设计旨在降低成本,同时保持超快的性能。经过广泛的研发和测试,该设计采用标准 PCB 材料(阻抗控制,但没有盲孔或埋孔)、现成的组件以及自动化 SMT/BGA 组装工艺,确保价格实惠且不影响质量。

Haasoscope Pro 可与标准 x10 无源示波器探头配合使用,但这些探头的带宽通常限制在 500 MHz 以下。更高的带宽通常需要有源探头,价格通常高达数千美元。

开启高速世界

示波器是设计、测试、维修和学习电子产品的必备工具。Haasoscope Pro 拥有2 GHz 带宽,让业余爱好者、设计师、技术人员、研究人员和学生能够以前所未有的方式探索高速电子和高频信号的世界。对于任何电子爱好者来说,拥有一台如此强大的示波器都是梦想成真。

如今,能够产生快速信号的电子元件非常常见,而且价格低廉。微处理器、低端 FPGA 甚至数字逻辑芯片的输出上升时间通常为 500 ps 或更短。USB 2.0、DDR3 RAM、HDMI、以太网等标准协议都使用上升时间约为 250 ps 的信号。到目前为止,这些设备的用户如果没有价值 2 万美元的测试设备,想要准确地看到这些信号简直是奢望。

典型的 350 MHz 带宽高端示波器只能测量上升时间超过 1000 ps 的信号。相比之下,Haasoscope Pro 的上升时间低至 340 ps(使用过采样,两台 Haasoscope Pro 的上升时间仅为 220 ps)。它允许验证信号完整性,测量线对之间的长度匹配,并直接观察高达 2 GHz(或衰减后约 3 GHz)的射频信号。这使得 UHF、433 MHz、915 MHz 甚至 L 波段都可进行直接测量。

特性与规格

Haasoscope Pro:

  • Altera EP4CE30F23C7N FPGA,具有 30 k 个逻辑元件和 600 kb 内存

  • 2个模拟输入通道(可扩展)

  • 50 Ω (<1 pF)或1 MΩ (10 pF)输入阻抗

  • 50 Ω 时模拟带宽为 2 GHz , 1 Ω 时模拟带宽为 800 MHz

  • 每个样本具有12 位实时垂直分辨率

  • 单通道3.2 GS/s或双通道 1.6 GS/s(可扩展至 6.4 GS/s)

  • 可针对每个采样率切换抗混叠滤波

  • 每次触发最多可记录 40k 个样本,可调整触发时间偏移

  • 100 ps/div 至 24 小时/div,10 div

  • 最大模拟输入:±5V(50 Ω)或±3V(1 MΩ),±30V(带 x10 探头)

  • 输入灵敏度:32 Vpp 至 80 mVpp(使用 12->8 位数字缩放时为 5 mVpp)

  • 每个通道可编程交流或直流输入耦合

  • 每个通道可编程直流偏移

  • 外部触发输入、辅助触发/时钟输出和外部参考时钟输入

  • 标准触发器(上升/下降沿、超过阈值的时间等),可在固件中定制

  • 适用于 Windows/Mac/Linux 的基于 Qt 的 Python 软件接口

  • 功耗约为 7W,由 5V 1.5A USB Type-C 或 12V 1A 2.1 毫米DC连接器供电

  • 尺寸:220 x 165 x 35 毫米(8.7 x 6.5 x 1.4 英寸)

  • 重量:0.9 千克(2.0 磅)

支持和文档

https://github.com/drandyhaas/HaasoscopePro/blob/main/README.md

https://www.crowdsupply.com/andy-haas/haasoscope-pro

还可以在Hackaday.io 页面上关注 Haasoscope Pro 的开发。

https://hackaday.io/project/200773-haasoscope-pro

总结

作为Haasoscope的升级版本,通过迭代后,在性能及灵活性上更加强大。同时,所有硬件、固件和软件文件均开源可在 GitHub 上获取。可以研究原理图和布局以了解高速设计,或使用免费的Altera 工具自定义固件以添加触发器或新功能。

此外,任何想要探索或修改硬件的人都可以获得有源探头的设计文件。

https://github.com/drandyhaas/oshw-active-probe

usbStick(5mV分辨率)是一个迷你尺寸的28引脚USB PIC18F2550 IO板,具有13x输入,输出,模拟和pwm引脚。也是在1mSec /采样周期进行信号监测(示波器),数据采集和电路故障排除的好工具。 usbStick特点如下: 迷你尺寸,接口方便,性能高,用户友好 与PIC18F2550 28引脚闪存USB PIC MCU一起使用 卓越的灵活性,允许用户使用即插即用模块扩展板 usbStick(6 通道 USB示波器,无限数据记录器)实物展示: usbStick外设特点: 13x IO端口(6x 10ADC引脚,2x 10PWM / Freq / DAC引脚) 串行端口仿真(UART波特率:300 bps至115.2 k bps) 支持的操作系统(32/ 64):视窗XP,Windows Vista中,Windows 7,Windows 8中的Windows 10, Linux的,的Mac OS X 和树莓派 最大电压:5Vdc VDD引脚上的100mA电流输出过流保护 20MHz振荡器 绿色LED - 开机指示灯 2个LED(绿色,红色) - 状态指示灯 ICSP连接器 - 板载PIC编程 开关模式选择 - 启动或正常模式 SmartDAQ v1.3特点: 采样通道:6x模拟(10ADC)+ 7x数字(输入/输出) 最大采样率:1KHz或1mSec /样品 采样电压:5V至5V(可缩放图),分辨率为5mV 抽样期: mSec:1,2,5,10,20,50,100,200,500 秒:1,2,5,10,20,30 最小值:1,2,5,10,20,30,60 触发模式:较大[>],较小[<],上升沿[↑],负边沿[↓] 采样模式:连续,单次 记录功能: 保存格式:文本,图形,两者 开始时间:正常,一次触发,24小时时钟(自动运行) 结束时间:无限制,数据大小,24小时制时钟(自动停止) 记录数据格式:图形| 文字| 高强 SmartDAQ v1.3截图: 尺寸: 尺寸:7.0cm X 2.3cm X 0.5cm(H) 标准1x5 2.54mm针脚插座用于ICSP连接 标准4x6 2.54mm IO端口连接的插座 附件内容截图:
内容概要:本文档详细介绍了基于MATLAB实现的无人机三维路径规划项目,核心算法采用蒙特卡罗树搜索(MCTS)。项目旨在解决无人机在复杂三维环境中自主路径规划的问题,通过MCTS的随机模拟与渐进式搜索机制,实现高效、智能化的路径规划。项目不仅考虑静态环境建模,还集成了障碍物检测与避障机制,确保无人机飞行的安全性和效率。文档涵盖了从环境准备、数据处理、算法设计与实现、模型训练与预测、性能评估到GUI界面设计的完整流程,并提供了详细的代码示例。此外,项目采用模块化设计,支持多无人机协同路径规划、动态环境实时路径重规划等未来改进方向。 适合人群:具备一定编程基础,特别是熟悉MATLAB和无人机技术的研发人员;从事无人机路径规划、智能导航系统开发的工程师;对MCTS算法感兴趣的算法研究人员。 使用场景及目标:①理解MCTS算法在三维路径规划中的应用;②掌握基于MATLAB的无人机路径规划项目开发全流程;③学习如何通过MCTS算法优化无人机在复杂环境中的飞行路径,提高飞行安全性和效率;④为后续多无人机协同规划、动态环境实时调整等高级应用打下基础。 其他说明:项目不仅提供了详细的理论解释和技术实现,还特别关注了实际应用中的挑战和解决方案。例如,通过多阶段优化与迭代增强机制提升路径质量,结合环境建模与障碍物感知保障路径安全,利用GPU加速推理提升计算效率等。此外,项目还强调了代码模块化与调试便利性,便于后续功能扩展和性能优化。项目未来改进方向包括引入深度强化学习辅助路径规划、扩展至多无人机协同路径规划、增强动态环境实时路径重规划能力等,展示了广阔的应用前景和发展潜力。
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