Haasoscope Pro:一款2GHz的开源示波器
Haasoscope Pro 是对原始 Haasoscope 的全面重新设计, 它是2018年成功的 Crowd Supply 活动的产物,也是第一款开放硬件实时 USB 示波器。新的Pro版本将带宽从60MHz提高到惊人的2GHz
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更新2025-01-13
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Haasoscope Pro是对原始Haasoscope的全面重新设计,它是在2018年于CrowdSupply成功众筹的一款产品,也是第一款开放硬件实时USB示波器。新的Pro版本将带宽从60MHz提高到惊人的2GHz,分辨率从8位提高到12位,采样率从125 MS/s提高到令人印象深刻的3.2 GS/s。


它是第一款开源、开放硬件、价格合理、高带宽、实时采样的示波器,就像最初版本的Haasoscope一样,你可以灵活地组合和同步多个Haasoscope Pros,以交错ADCs达到6.4Gsps的采样率,或者增加额外的通道。

普通的10倍无源示波器探头的带宽限制在大约350MHz以下,为了完全解锁Haasoscope Pro的带宽,这个项目还包括了一个价格低廉的2GHz带宽的有源探头。与售价昂贵的专业型号不同,Haasoscope Pro 设计得既经济实惠,使用标准的PCB、现成的组件和开源设计。

快速信号,高带宽

示波器是设计、测试、修理和学习电子设备的不可或缺的工具。凭借其大带宽,Haasoscope Pro将最终让业余爱好者、设计师、技术员、研究人员和学生以合理的价格探索高频电子的世界。任何电子爱好者都会理解,拥有这样一台能力强大的示波器在工作台上,简直就是梦想成真。


产生快速信号的电子元件既便宜又普遍。微处理器甚至低端的FPGA通常具有500皮秒或更短的上升时间。像USB 2.0、DDR3内存、HDMI、以太网等标准协议都使用大约250皮秒的上升时间信号。即使是简单的数字逻辑芯片也可能有200皮秒的上升时间。

直到现在,使用这些设备和协议的用户都无法准确观察这些信号,除非他们有幸获得价值2万美元的测试设备。一台典型的高端消费级示波器,带宽为350 MHz,只能观察到上升时间大于1000皮秒的信号。(回想一下,上升时间大约是0.35/带宽。)Haasoscope Pro可以观察到250皮秒的上升时间(或者使用两个Haasoscope Pros进行过采样时为175皮秒)。可以验证信号完整性,测量配对之间的长度匹配等。你还可以直接观察高达2 GHz的射频信号,开启超高频、433 MHz、915 MHz,甚至L波段的应用。


特性与指标:

Haasoscope Pro:

  • 2个模拟输入通道
  • 50欧姆(<1pf)或1兆欧姆(10pf)输入阻抗
  • 在50欧姆下2GHz的模拟带宽,在1兆欧姆下500 MHz
  • 1通道3.2Gsps或2通道1.6Gsps,通过两个同步的Haasoscope Pro翻倍至6.4Gsps
  • 12位分辨率实时采样
  • 每次触发高达40k样本,可调节触发时间偏移
  • 100ps/格至24小时/格,共10格
  • 最大模拟输入为±5V(50欧姆)或±3V(1兆欧姆),使用x10探头时为±50V或±30V
  • 在x1模式下,灵敏度从1.6 V/格降至8 mV/格,共10格
  • 可编程交流或直流输入耦合
  • 每个通道可编程直流偏移
  • 外部触发输入和辅助触发输出
  • 多个Haasoscope Pro可以连接以获取更多通道或以6.4 GS/s进行过采样,具有同步的时序和触发
  • 标准触发集(上升沿/下降沿,时间超阈值等),可在固件中定制
  • 基于Qt的Python软件界面,支持Windows/Mac/Linux
  • 软件中的标准信号测量集
  • 5V 1.5A USB Type-C供电(或使用12V 1A 2.1毫米圆头连接器)
  • 铝制机箱,内置安静的40毫米内部风扇
  • 尺寸:220 x 165 x 35毫米(8.66 x 6.5 x 1.38英寸),重量0.9公斤(1.98磅)

有源探头:

  • 直流至2GHz的模拟带宽
  • 在直流至1GHz范围内的响应平坦,偏差在0.3分贝以内
  • 1兆欧姆输入电阻
  • 1.1pf输入电容
  • 接近1.6GHz时最小阻抗为100欧姆
  • x10探头衰减,输入电压范围±30V
  • 50欧姆SMA输出,1米电缆
  • 通过2.1毫米圆头连接器提供12V电源,电流约为80毫安,或使用附带的电缆通过USB提供5V 200毫安电源


开源
Haasoscope Pro 是完全开放硬件,运行开放固件,并使用开源软件。所有的硬件和固件文件都可以在GitHub上找到。
此外,有源探头的设计文件对任何想要修改或研究设计的人都是可以访问的。



软硬件
元器件
TPS72325DBVR
具有使能功能的 200mA、负电压、可调节低压降稳压器
SN74AVC4T774PWR
具有可配置电压电平转换和三态输出的四位双电源总线收发器
LMH6401IRMZR
4.5GHz 超宽带数字可变增益放大器
OPA859IDSGR
具有 1.8GHz 单位增益带宽、3.3nV/√Hz 电压噪声的 FET 输入放大器
TLV9102IPWR
双路、16V、1.1MHz、低功耗运算放大器
LMH5401IRMST
8GHz 超宽带、全差动放大器
TPS7A7200RGTR
具有电源正常指示和使能功能的 2A、低输入电压 (1.43V)、超低压降稳压器
93LC56B-I/MS
2Kb 三线制Microwire串行EEPROM,采用16位结构
EP4CE30F23C8N
Cyclone® IV EP4CE30 FPGA
EPCQ16ASI8N
FPGA-配置存储器
FT232HQ-REEL
USB高速转单通道串行UART/FIFO/JTAG/SPI/I2C集成电路,QFN-48封装
ADF4350BCPZ
集成VCO的宽带频率合成器
FDN340P
-2A 漏极电流,-20V 漏源电压,P沟道MOSFET,70毫欧导通电阻
DAC8562SDGSR
具有 2.5V、4ppm/°C 基准电压的 16 位、双通道、低功耗、超低干扰、电压输出 DAC
ADC122S021CIMM/NOPB
双通道、50 ksps 至 200 ksps 12 位 A/D 转换器
LMR33630ADDA
具有超低 EMI 的 SIMPLE SWITCHER® 3.8V 至 36V、3A 同步降压转换器
S8050
集射极击穿电压(Vceo):25V 集电极电流(Ic):500mA 功率(Pd):300mW
ADC12DL2500ACF
12 位双通道 2.5GSPS 或单通道 5GSPS 模数转换器(LVDS 接口)
G6K-2F-RF-T-TR03 DC5
继电器 射频 双刀双掷 1安 5伏
附件下载
haasoscope_pro_adc_fpga_board.pdf
PDF格式原理图
团队介绍
Andy Haas & Andrew Haas
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