386 компьютер как радиолаборатория

Обновлено: 06.07.2024

Что изменилось за последний десяток лет в радиолюбительском конструировании? Появились и стали доступными новые интегральные микросхемы, представляющие собой законченные функциональные узлы, современные биполярные и полевые транзисторы. Но самое главное, наверное, в том, что в радиолюбительское конструирование пришел компьютер. Пришел так же стремительно, как и во многие другие области человеческой деятельности.

Оснастив специальными программами домашний компьютер, вы сможете превратить его в хорошую радиолабораторию. Конечно, полностью заменить осциллограф или генератор сигналов, особенно при отладке высокочастотной аппаратуры, такой компьютер не в состоянии, но помочь радиолюбителю грамотно спроектировать и проверить устройство он, безусловно, может.

Как же используют компьютер в домашней радиолаборатории?

В чем главная особенность библиотечных компонентов? Прежде всего в том, что их графических изображений для моделирования недостаточно. Необходимо как-то описать их работу.

Когда найдены все компоненты и составлена принципиальная схема, можно приступать к моделированию. Для этого, как обычно, на вход устройства подают входной сигнал, а на выход подключают нагрузку. В различных системах моделирования символы, обозначающие источник входного сигнала, различны, но они везде существуют. Далее на схеме помечают точку, в которой вы хотите наблюдать, скажем, осциллограмму, и включают режим моделирования. На экране компьютера появляется осциллограмма. Если устройство не работает, следует вернуться назад, сделать исправления и снова запустить моделирование.

Но самое интересное начнется тогда, когда смоделированное устройство заработает. Во-первых, все модели электронных компонентов позволяют устанавливать температуру окружающей среды. Установите значение температуры градусов на двадцать выше, повторите моделирование и сразу станет ясно, насколько термостабильно исследуемое устройство. Во-вторых, у любого электронного компонента, даже у самого простого, есть разброс характеристик. Укажите значение этого разброса для одного или нескольких компонентов и проведите моделирование методом Монте-Карло. В результате моделирование покажет, как будет себя вести устройство при многократном его повторении.

Ну вот, пожалуй, и все. В следующем выпуске нашей рубрики мы расскажем вам о том, как установить на домашний компьютер систему моделирования MICROCAP и промоделировать с ее помощью работу простого устройства.

Литература

И. Григорьев, г. Коломна Московской обл.
Журнал "Радио", номер 5, 1999г. of your page -->

что софт специфический пишите, то наверняка оттестили ни одну карточку

Я софт не пишу - я пишу, скажем так, руководство пользователя к готовому ПО. Автор итальянец, ссылка в конце статьи на официальный сайт имеется. Карточек у меня было на тестировании этого софта десятка 2, Вы правы. Параметры карточек при тестировании саму на себя в целом соответствуют заявленным производителем. При описании установки и настройки измерительного комплекса я писал что использую карточку Asus ROG Xonar Phoebus, её параметры есть и на сайте производителя и в обзорах на карточку (поэтому только дал ссылки и не стал приводить их). При тестировании карты параметры заявленные подтвердились. Если же использовать измерительный комплекс без дополнительной внешней приставки к карточке и без использования дифференциальных измерений (т.е. не использовать компенсацию искажений самой карты), то данную карту можно использовать до КНИ исследуемого устройства примерно 0.024-0.04%, что примерно в 3-5 раз выше, чем собственный коэффициент гармоник самой звуковой карты (т.е. как и требуют методики измерения стандартные). Если искажения скомпенсировать, то до 0,005-0,01% в лучшем случае - это для большинства карт предел возможностей уже.

Добавлено after 6 minutes 34 seconds:

Интересно бы было, что бы измерительный комплекс мог работать не только со зв.картами, а и с USB осциллографами 8 и 12 битными.
Инструстарами в частности.
К сожалению, это нужно обращаться к автору данного ПО. К сожалению в качестве устройств можно использовать по умолчанию только устройства, опознаваемые в операционной системе как аудиоустройства.

_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.

Приглашаем всех желающих 25/11/2021 г. принять участие в вебинаре, посвященном антеннам Molex. Готовые к использованию антенны Molex являются компактными, высокопроизводительными и доступны в различных форм-факторах для всех стандартных антенных протоколов и частот. На вебинаре будет проведен обзор готовых решений и перспектив развития продуктовой линейки. Разработчики смогут получить рекомендации по выбору антенны, работе с документацией и поддержкой, заказу образцов.

Звуковые карты с какой максимальной частотой дискретизации реально существуют и можно купить? 384 кГц?

Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре

Звуковые карты с какой максимальной частотой дискретизации реально существуют и можно купить? 384 кГц?
Мне более чем со 192 кГц среди широко распространённых не попадались. Есть карточки на подобие Creative Sound BlasterX G6, но у неё только ЦАП 384 кГц, а АЦП всё же же 192 заявлено. А так можно поискать что-то в профессиональных возможно.

_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.

в инете есть примеры самплерного фронтенда для периодических сигналов, тогда через звук можно мерять Мгц.. Это что то по принципу стробоскопирования?
С помощью приставки с устройством выборки-хранения?
Что это даст? Можно посмотреть спектр какого нить ВЧ узкополосного сигнала с высоким динамическим диапазоном благодаря высокой битности АЦП в зв. карточке?

В продолжении тематики по измерительному комплексу:

А тем временем заключительная часть статьи по измерительному комплексу уже готова - постараюсь в ближайшее время разместить её на сайте. В данной теме жду Ваших замечаний по циклу статей, а так же, что ещё необходимо описать и нужно ли вообще описывать.

_________________
Теория без практики мертва. Практика без теории слепа.

Здравствуйте! Я в этом деле новичок. Хочу организовать измерительный комплекс на базе ПК для измерения характеристик УНЧ. Скажите, пожалуйста, подойдёт для исследований внешняя звуковая карта Creative E-MU 0202 (USB) (хочу её приобрести). Компьютер хочу задействовать на базе процессора Intel Core 2D. Есть нетбук Acer, но, как я понимаю, он не потянет. Более современный ПК на базе Intel Core i7 не хотелось бы задействовать, он для других целей. Что вы посоветуете? Или купить внутреннюю карту звуковую? Хотелось бы ещё иметь возможность оцифровывать звук с частотой дискретизации 96 Кгц. Интересно бы было, что бы измерительный комплекс мог работать не только со зв.картами, а и с USB осциллографами 8 и 12 битными.
Инструстарами в частности.

Давайте, Visual Analyser я заметил, написан универсально и, позволяет ввести любую частоту дискретизации и разрядность. Нужно только осциллографу прикинуться драйвером по правилам Windows. Я заинтересовался этими правилами и попробую написать для Visual Analyser драйвер для своего OWON 7102V.

Лучше через Ethernet OWON 7102V ка раз умеет. Будет дополнительная гальваническая развязка 1500 вольт. Я уже пробовал свое ПО для вытаскивания из осцилла данных и управления им. Остается прикинуться драйвером звуковой карты. К сожалению OWON не полностью придерживается спецификации SCPI Language для открытых измерительных систем. Хотя для него (OWON) есть документ
SDS SCPI Protocol. А может быть я тогда был просто невнимателен. В принципе SDS SCPI Protocol позволяет не только забирать данные но и "крутить ручки" удаленно по Ethernet.

Добавлено after 14 minutes 21 second:
В принципе, все осциллографы выпущенные после принятия стандарта SCPI Protocol должны его поддерживать. Значит можно обратиться в OWON за специальной прошивкой (теоретически) а может и дадут, если обосновать. Ну раз есть такой документ от OWON SDS SCPI Protocol, где SDS серия в которую входит OWON SDS7102V.

Добавлено after 6 minutes 7 seconds:
В документе "SDS SCPI Protocol" от OWON написано

Contact Us
If you have any problem or requirement when using our products, please contact OWON.
Service & Support Hotline: 4006 909 365

Добавлено after 5 minutes 33 seconds:
Вот нашел "Некоторые модели, похоже, поддерживают SCPI (SDS7102 еще не поддерживает)"

_________________
"Всякая профессия есть заговор против непосвященного" (Б. Шоу)
"Учебник можно определить как книгу, непригодную для чтения" (Б. Шоу)

Оглавление документа

Описание

Изобретение процессоров Intel 80386 и Intel 80286 было большим шагом в улучшении архитектуры и производительности процессоров фирмы Intel, сейчас эти процессоры морально устарели и в основном используются в контроллерах, а так же в бытовой технике.

Основные изменения:

32 бита

32-битной стала и адресация в защищенном режиме (с возможностью создания 16-битных сегментов, для совместимости с 80286). Она позволила, впервые со времени появления 8086 забыть о сегментации, а точнее ограничении размера сегмента 64 килобайтами (ограничение 16-битного адреса), которое давно перестало устраивать программистов.

Плоская модель имеет и недостатки:

Плоская модель вошла в обиход столь широко, что современные программисты, зачастую, и не подозревают что программы обращаются в память через сегменты.

Страничное преобразование

Через страничное преобразование i386 может адресовать до 4 Гбайт физической памяти и до 64 Тбайт виртуальной памяти.

Улучшенная поддержка многозадачности и защиты

Переключение между задачами обычно осуществляется:

В i386 механизмы защиты и многозадачности были значительно расширены и улучшены. В зависимости от характера нарушений, они могут тихо игнорироваться (например, некоторые биты регистра EFLAGS нельзя изменить загрузкой флагов из стека), вызывать обработчик исключения (операционной системы). Серьезные ошибки на уровне операционной системы (или в реальном режиме) могут привести процессор в режим аварийного останова (например, при нарушении в обработчике двойного нарушения), из которого можно выйти только аппаратным сбросом (англ. reset) процессора.

Например, i386 поддерживает ограничение доступа к портам ввода-вывода и флагу запрещения прерываний через:

назначение необходимого уровня привилегий для выполнения таких команд (двухбитным полем IOPL регистра флагов)
разрешением задаче выборочного доступа к портам ввода-вывода через битовую карту в сегменте состояния задачи

Попытка исполнения неразрешенной команды ввода-вывода, приводит к исключению, обработчик которого (принадлежащий операционной системе) может завершить задачу по ошибке, игнорировать (возобновить выполнение со следующей команды) или эмулировать ввод-вывод.

Виртуальный режим

Выполнение в виртуальном режиме практически идентично реальному, за несколькими исключениями, обусловленными тем, что виртуальная задача выполняется в защищенном режиме:

виртуальная задача не может выполнять привилегированные команды, потому что имеет наинизший уровень привилегий
все прерывания и исключения обрабатываются операционной системой защищенного режима (которая, впрочем, может инициировать обработчик прерывания виртуальной задачи)

вместе с тем, в задаче виртуального режима можно использовать:

страничное преобразование, например, для:
- расширения памяти, путем включения страниц в неиспользуемое адресное пространство
- эмуляциии расширений с переключением банков (например, EMS-памяти)
- виртуальной развертки или свертки буферов внешних устройств (видеопамять, аппаратная EMS-память)
Режим виртуального 8086 поддерживается и в последующих 32-битных процессорах x86, вплоть до режима совместимости в x 86–64 .

Аппаратная отладка

Как и в предыдущих процессорах (начиная с 8086), отладка в i386 осуществляется вызовом отладочного прерывания, обработчик которого передает управление программе-отладчику. В предыдущих процессорах отладка могла быть вызвана двумя событиями:
- пошаговое выполнение
- программные точки останова
в i386 отладку также могут начать:
- аппаратные точки останова
- ловушка переключения задачи
Пошаговое выполнение

Пошаговое выполнение или трассивка (вызов отладочного прерывания после выполнения каждой команды при установленном флаге TF) в i386 осталось таким же как и в предыдущих процессорах, работая во всех новых режимах (32-битной адресации и режиме виртуальной задачи).

Точки прерывания

В ранних процессорах x86 для организации точки останова, было необходимо заменить первый байт команды на команду вызова отладочного прерывания (int 3), вызов прерывания возвращал управление отладчику, который возвращал исходное значение первого байта команды. Кроме всего, точки останова такого рода было невозможно устанавливать в ПЗУ. i386 поддерживает такие точки останова для совместимости.

Точки прерывания i386 определяются адресом в регистрах отладки. Обработчик отладки вызывается, если адрес следующей команды совпадает с адресом в регистре. В связи с тем, что такие точки прерывания не требуют записи в память, они могут использоваться для отладки программ в ПЗУ. i386 позволяет одновременно устанавливать до четырех точек прерывания.

Точки прерывания i386, также могут быть установлены на обращение (чтение или запись) к переменной по заданному адресу в памяти. Процессор вызывает обработчик отладки при обращении команды к памяти по заданному адресу.

Ловушка переключения задачи

Отладочное прерывание может быть вызвано при переключении на задачу (для этого в сегменте состояния задачи предусмотрен специальный бит).

Другие изменения

Линии данных и адресов в процессоре 80386, как и в процессоре 80286, не мультиплексируются: имеется 32 линий данных и 32 независимых от них линии адреса.

Регистры

Набор инструкции

Набор инструкций i386 был расширен, в основном, за счет добавления 32-битных вариантов существующих инструкций (образованных 32-битными префиксами), включая те у которых 32-битные варианты имеют другие мнемоники (pushad/popad, pushfd/popfd, cwd*/cdq, movsd/cmpsd/scasd/lodsd/insd/outsd, iretd), а также команды mov для новых регистров. Другие новые инструкции:
- установка байта по условию (set*)
- команды переходов (jmp, j*) с относительным 16-битным смещением
- команды загрузки полного адреса для новых сегментных регистров (lfs, lgs)
Средняя длина инструкций составляет 3,2 байта.

Сопроцессор

Специально для микропроцессоров Intel 80386 были разработаны математические сопроцессоры 387SX и 387DX, объединяемые единым наименованием 80387. Эти сопроцессоры совместимы с процессорами 386SX и 386DX соответственно; так, сопроцессор 387DX возможно подключить к 32-разрядной шине процессора. В остальном, обе модели аналогичны математическому сопроцессору 80287, который также можно использовать вместе с процессором 80386.

Модели

С 1985 года было выпущено множество модификаций процессора i386, отличающихся между собой производительностью, потребляемой мощностью, разъёмами и корпусами и прочими характеристиками.

386DX

386SX

В рамках серии SX были выпущены процессоры с маркировками 80386SXTA, 80386SXSA, 80386SXLP, которые представляли собой встраиваемые (embedded) процессоры (серия SXSA), процессоры низкого потребления (Low Power), а так же использовались в других целях.

386SL

Первая модель этого семейства была представлена 15 октября 1990 года и имела частоту 20 МГц, позже была представлена модель 25МГц (30 сентября 1991 года). Процессоры позиционировались как первые микропроцессоры специально предназначенные для портативных ПК. Семейство SL отличалось от семейства DX тем, что имел в кристалле также контроллеры оперативной памяти, кэш-памяти до 64Кбайт и шины.

386EX

Использовался на борту различных орбитальных спутников и микроспутников и в NASA-овском проекте Flight Linux ?.

Компьютеры на базе процессора Intel 80386

Данный пост будет интересен скорее любителям ретро-ПК, чем тем, кто когда-то (в своем детстве) играл на таких компьютерах (впрочем, пост про игры выйдет вместе с этим), т.к. здесь будет рассматриваться лишь ПО под Windows и его производительность. Хотя, возможно, и такое "содержимое" кого-то заинтересует.

Этот рассказ будет о программном обеспечении, и о том, как 386-ой справляется с ним. Сразу прошу прощения за предвзятость, ведь каждый использует компьютер для своих, конкретных задач и список их может быть у каждого свой, как и список соответственного ПО.

Так как, фотографии монитора на мой "тапок" выглядели крайне безобразно, даже при использовании специально купленного для этого ЖК:

я решил "немного" заморочиться и найти что-то для захвата сигнала с VGA. Здесь должен поблагодарить друга Алексея, который предоставил свой компьютер с AVerMedia и тщательно следил за тем, чтобы я ему ничего не испортил )).

Для переноса же файлов был найден такой вот дисковод:

В качестве компьютера, все тот же AMD 386DX 40МГц. с 8 Мб. оперативки и 504 Мб. жестким диском, но только теперь в такой вот конфигурации:

На этот раз на компьютере установлены MS-DOS 6.22, Windows 3.11 и пакет драйверов и утилит для AWE64. Для переноса программ использовал 2 CD-диска.

Ни для кого не секрет, что системные требования MS Office 2010 и Office 95 сильно разнятся, но так ли далеко разошлись они в возможностях, имея в виду конечно те, которыми пользуются подавляющее (как мне кажется) большинство людей, на чьих компьютерах они установлены. Чтобы все выяснить, я установил на 386-ой Office 4.3

Большинство тех, кто начинал свое знакомство с "офисом", хотя бы с версии 2003, наверняка узнают этот интерфейс. Скажу лишь, что он не сильно изменился. Два основных различия, бросающихся в глаза (за исключением кнопок) - это не автоматическая проверка орфографии и формат сохраняемых документов. Именно с этими двумя, возможно не самыми важными отличиями, я сталкивался большее число раз, когда переносил документы. К остальному же,

можно очень быстро привыкнуть.

Обе программы (сами по себе) запускаются быстро - около 12-15 сек. (возможно дает о себе знать "большой" HDD). При этом никаких провисаний при работе с текстом, вычислениями и таблицами не возникает - все в точности так, как мы к этому привыкли. К примеру, эти два документа были сделаны за 10 мин. 48 сек. и за 2 мин. 30 сек. соответственно (и то потому, что я медленно печатаю).

При переносе документов на современный компьютер также не возникает никаких проблем.

Работа с изображениями.

Следует упомянуть, что работа с изображениями/диаграммами замедляет работу, однако, если использовать графику в меру (если такое возможно) и/или ограничиться небольшими разрешениями, то это будет не сильно мешать (все конечно и от терпения зависит). Но что будет, если работать только с изображениями, как растровыми, так и векторными? Для ответа на этот вопрос я начал с установки пакета CorelDraw 4.0.

Интересную же задачу для него мне подсказала супруга (плюс вызвалась ее реализовать, за что ей отдельное спасибо), а именно - нарисовать лису в стиле "Low poly". Тогда мы еще не знали, что нас ждет.

Несмотря на то, что запуск программы не занимает много времени (примерно те же 15-20 сек.) и она нисколько (!) не тормозит при работе со стандартными инструментами, все меняется, лишь только стоит внедрить в документ изображение (формат PCX 590x464 65536 цветов).

При том, пока инструменты его не касаются ничего (!) не происходит, но стоит нарисовать один полигон, как область под ним начинает обновляться/перерисовываться. И так с каждым - плюс 1 сек. к ожиданию.

Следующее изображение, к примеру, было создано больше, чем за час, не считая времени на раскраску (этим занимались в другой день).

Тем не менее, документ так же прекрасно открылся и в X3, и в X5.

Рассматривая обработку графики, трудно не упомянуть о Photoshop, но ни одна из его ранних версий (2.5 и 3.0) стабильно на 8 Мб. оперативки не заработали. Однако в пакете от Corel уже есть достаточно мощный растровый редактор PhotoPaint, о котором мне бы и хотелось сказать пару слов. Сравнивать его я буду с редактором PhotoFinish, который отлично зарекомендовавший себя когда-то на моем первом 486-м.

Как ни странно, запуск редакторов занял все те же 15-20 сек. времени. Но вот дальше начались сюрпризы; и один из первых - рисовать в них невозможно(!). Сказать точнее - в них слишком медленная реакция на перемещение кисти/инструмента при рисовании, т.е. сначала вы что-то где-то рисуете, а только потом, через долю секунды, эта область закрашивается. При том, чем больше размер кисти/инструмента, тем значительнее задержка. Остальные же (сюрпризы) были в основном связаны с форматами открываемых файлов, именно по этой причине я решил использовать формат PCX. Но перейдем к обработке (применению фильтров) уже готового изображения (формат PCX 640x480 65536 цветов).

Открытие файла в обоих редакторах не вызвало никаких проблем и заняло 7 сек. для Photo-Paint'а и 12 сек. для PhotoFinish'а. Инвертирование цветов (негатив), также не заняло много времени:

В качестве последнего из эффектов, я решил воспользоваться самыми (на мой взгляд) "тяжелыми" - импрессионизмом в PhotoPaint'е и кристаллизацией в PhotoFinish'е;

и нужно сказать, не ошибся, т.к. время ожидания составило: 6 мин. 4 сек. и 2 мин. 30 сек. соответственно.

Дальше было только больше.

Работа со звуком.

В первую очередь, мой интерес к этой теме был вызван наличием звуковой карты (AWE64) в этом компьютере, а ограничиваться задачей озвучивания игр, мне показалось недостаточным, как и недостаточно лишь описать, как и что он воспроизводит.

Конечно, рассматривать MP3 на компьютере, появившемся задолго до появления самого формата, думаю, не стоит; но вот лицензионный CD (Digital-Audio) прослушать вполне можно, без потерь производительности. Что касается WAV, то "44100 Гц 16 бит Стерео", в Windows заметно подтормаживает и начинает нормально воспроизводиться только при понижении частоты дискретизации/разрядности/числа каналов вдвое (т.е. к примеру: 22050 Гц. 16 бит Стерео). В DOS ситуация значительно лучше, и все с теми же файлами проблем с воспроизведением не возникает (стоит отметить, что длительность ни одного из них не превышала 3,5 мин.), при использовании проигрывателя QV 2.53.

Запись и обработка.

Для записи, мною был установлен некогда популярный CoolEdit (ныне Adobe Audition) версии 1.34 - достаточно простой и мощный редактор, без ограничений на длительность записи.

Качество записи было выбрано соответствующее производительности 386-го - 22050 Гц. 16 бит Моно:

а мелодией - минутный фрагмент из "The Man I love" Джорджа Гершвина, по-памяти наигранный моей супругой на синтезаторе.

Сначала фрагмент был несколько длиннее, но начав обработку, стало понятно, что процесс может значительно затянуться. Благо, программа ни разу не зависла за все время работы и достаточно быстро откликалась на кнопку "Cancel ", что позволило, избавившись от долгого ожидания, начать все заново.

Читайте также: