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简易示波器的制作

来源:-- 作者:-- 浏览:3209

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摘要: 电子爱好者在日常电子制作和维修中大多是一台万用表打天下,因此遇到稍微复杂一些的问题就会无从下手,这时如果有一台示波器在手边会带来极大的方便。常见的普通示波器价格多在500元以上,对业余爱好者来说是一笔不小的开支,这里介绍一款虚拟示波器,只要连接到计算机的并行接口上就可以当作示波器使用了。   现在计算机已是相当的普及了,基本上成了城市家庭必备的家用电器,电子爱好者只要很少的付出就可以拥有一台不错的

  电子爱好者在日常电子制作和维修中大多是一台万用表打天下,因此遇到稍微复杂一些的问题就会无从下手,这时如果有一台示波器在手边会带来极大的方便。常见的普通示波器价格多在500元以上,对业余爱好者来说是一笔不小的开支,这里介绍一款虚拟示波器,只要连接到计算机的并行接口上就可以当作示波器使用了。

  现在计算机已是相当的普及了,基本上成了城市家庭必备的家用电器,电子爱好者只要很少的付出就可以拥有一台不错的示波器。现在网络上也常见一些使用计算机声卡的虚拟示波器软件,但它们存在不能测量直流、无法定量标度的问题,而且采样频率很少超过44kHz。这里介绍的示波器具有采样频率高,支持直流测量,可以定量测量信号的特点,下图所示为19.2kHz方波的显示情况。

 

19.2kHz方波

  其主要技术指标如下:

  采样频率:224kHz(随CPU频率不同而不同,本机CCPU为P42.93GHz)。本机测量的信号频率应在40kHz以下。

  最高输入电压分四挡:±25V,±5V,±1V,±0.2V,如果接人101示波器探棒,最大输入电压可达±250V。

  输入阻抗:1MΩ

  供电电压:交流9V~15V

  触发范围:0%~100%。

  接口:支持双向传输的并行接口电原理图如下图所示。

双向传输的并行接口电原理图

  整个系统由一片四运放TL074、一片ADC0820和其它一些辅助元器件构成,包括输入信号调理、信号转换、模数转换、并口接口、触发电平检测和电源等部分。

  R10、R11、R12、R13、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络,提供交直流输入切换和1:1、1:5的输入信号切换功能。TL072中的一个运放U1A和其周边元件构成一个正相放大器,提供了输入保护和1:1、25:1放大切换功能。TL072中的一个运放UlB构成一个正相放大器,提供-5V-+5V向0~5V转换的功能ADC0820是一片采用CMOS工艺、有采样/保持功能、高速、8位A,转换器,最高采样频率400kHz,本波器主要是通过它实现模拟信号的集。ADC0820工作于写模式,计算并口的1脚给出触发信号后,开始转换,计算机等待一定的周期后读入换后的信号,ADC0820的工作原理参考以前的文章或到网上查谁TL072中的一个运放U1D工作在比器模式,通过输入信号与P2提供能压比较提供外部触发信号。电源部分提供了±9V和5V电源供运放ADC0820使用。读者可以根据自已找到的外壳的实际情况参照电原理自行设计印制电路板,下图为笔者安装完成的电路板。

电路板

  左边的拨动开关用于直流,交输入转换,中间的拨动开关用于1:5衰减切换,右边的拨动开关用于25:1放大的切换,右边的电位器用于外部触发的调节,输入位于印制板的左下侧,并口接口位于印制板的右侧,左上为电源输入插座,要求9V~15V的交流电源输入。

  配套软件采用VC6.0开发完成,对于WindowsNT、Windows2000、Windows2003和WindowsXP等操作系统需要IOManager.SYS的支持,软件提供了波形显示、打印、时基调整、波形保存、波形比较等功能。虽然这是一个单踪示波器,但通过波形的保存和再现提供了准双踪示波器的功能,你可以测量一点的信号,保存起来,然后测量另一点的信号,再打开已保存的信号,同屏显示两组信号进行比较。

  启动本软件后,首先自动测试采样速度,然后会随机给出一组演示信号(如果取消了“启动时显示示例画面”,下次启动后就不显示了),目前软件提供了无触发、内触发和外触发三种触发方式,同时对内触发提供了上升沿触发和下降沿触发两种选择,选择开始按钮(播放)开始信号采集,暂停按钮停止信号采集,录制按钮采集一个周期的信号后暂停。任意时刻均可选择保存信号,保存当时的波形。软件所有提示均为中文,简单摸索后即可上手应用。

  在软件的编制过程中使用了多线程技术,前台线程负责用户交互和波形显示,后台线程负责信号采集,其中信号采集的部分代码如下:

  for(i=0;i<pDoc->

  m_MAX_SAMPLES;i++){for(j=1;j<=pDoc->

  m_WaitingCircle;j++)_outp(890,254);//adc0820工作于写模式,启动AD转换后需要等待600nspDoc->m_data[i]=_inp(888);_outp(890,255);}

 

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67
型号/产品名 平均报价 涨跌幅
STM8S003F3P6 1.72 1.12%
74HC573D 0.64 2.86%
2N7002 3.66 400.00%
STM32F103C8T6 7.47 27.87%
1N4007 1.58 0.00%
ADM2483BRWZ 8.31 31.36%
SHT10 16.21 5.88%
LM358 118206.75 16.67%
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