自制简易的PC信号源与示波器

一年前，在《无线电》杂志上看到一篇示波器的连载文章（作者是魏坤）很是心动，希望自己也能亲手DIY一个。

但当时材料、实力有限，于是笔者拼命的研究文章中提供的电路图和使用的芯片资料。

现在，自己终于也能DIY一个了，当然，性能远远没有那篇文章介绍的强，但软、硬件技术及制作难度很小，容易让DIY爱好者们自制成功。

在这里，笔者愿和大家分享一下制作过程。

这款简易示波器的性能如下：1.电压挡位：200mV、500mV、1V、2V、5V、12.5V、25V、50V。

2.频率挡位：12MHz、6MHz、4MHz、3MHz、2MHz、1MHz、500kHz、250kHz、100 kHz、50kHz、25kHz、10kHz。

3.能较好地测量300 kHz的波形。

这次DIY的示波器性能虽然较弱，仅仅能用来测试音频等300kHz以下频率的周期波形。

不过它还有一个实用的功能，可以用来测试+/-50V的电压（量程是自动切换的）。

主要零件编号零件名称数量１ATMEGA8单片机 1９24MHz有源晶振 1８128x64液晶屏[ST7565控制器] 1２5532运放 2３AD603压控放大器 1４TLV5618[DA] 1５ADS830E[AD] 1６IDT7205 1７ILC7660 2１０1117-5.0 2１１1117-3.3 1１２79L05 1１３继电器 2１４电容、电阻、二极管若干１５三极管 2１６洞洞板 1１７按钮 2电路分析这个版本示波器的电路原理如图1所示。

电路制作时，我用了1块16cm×10cm的万用板，电路中仅仅使用2个按钮来操作示波器，因为我只使用了一片M8单片机作为控制器，1个按钮用于循环改变采样频率，另一个按钮用来选择信号的耦合方式，直流或者交流耦合。

大家要问了，如何用一片 M8 单片机产生12MHz的采样时钟呢？呵呵，其实我对M8单片机进行了超频，使用24MHz的有源晶振作为它的时钟频率。

然后，通过定时器2的比较匹配翻转电平，以产生不同的时钟。

示波器的制作实验报告1. 引言示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，广泛应用于电子、通信、计算机等领域。

本实验旨在通过制作一个简单的示波器来加深对电信号处理的理解，掌握示波器的基本原理和制作方法。

2. 实验器材和材料- Arduino开发板- 电阻、电容、二极管- 示波器探头- 电脑3. 实验原理示波器的主要原理是通过接收待测信号并将其转换为电压信号，再经过信号处理和显示电路，最终在屏幕上显示出波形图。

本实验采用Arduino作为信号处理器，利用Arduino的模拟输入功能获取待测信号的电压值，然后通过串口将数据传输给电脑，最后在电脑上使用绘图软件显示波形图。

4. 实验步骤4.1. 搭建硬件电路根据示波器的原理，搭建以下电路：4.2. 编写Arduino代码在Arduino集成开发环境中编写以下代码，用于读取模拟输入引脚的电压值，并通过串口发送给电脑：c++void setup() {Serial.begin(9600);}void loop() {int sensorValue = analogRead(A0);Serial.println(sensorValue);delay(1);}将代码上传至Arduino开发板。

4.3. 配置电脑连接Arduino开发板与电脑，并打开绘图软件（如Processing）。

配置串口接收端口和波特率，确保与Arduino代码中一致。

4.4. 接收并绘制波形图在绘图软件中编写以下代码，用于接收Arduino发送的数据并绘制波形图：javaimport processing.serial.*;Serial port;int xPos = 0;float[] inData = new float[500];int index = 0;void setup() {size(800, 400);port = new Serial(this, "/dev/bmodem14201", 9600); 根据实际情况修改端口名称}void draw() {background(0);if (port.available() > 0) {String data = port.readStringUntil('\n');if (data != null) {data = trim(data);inData[index] = float(data);index++;if (index >= width) {index = 0;}}}translate(0, height / 2);stroke(255);for (int i = 0; i < index; i++) {line(i, inData[i], i + 1, inData[i + 1]);}}运行绘图软件并启动串口读取。

简易信号源的设计和制作一、设计任务设计并制作一台简易实用的信号源，信号源能产生输出正弦波、三角波和脉冲三种波信号。

二、课程目的：1.培养学生查阅资料的能力。

2.培养学生工艺素质。

3.培养学生市场素质。

4.培养学生团队精神。

5.培养学生综合设计和实践能力。

三、课程设计要求：1.制作出能切实可行的实物信号源2.设计时间为一周3. 周五交作品与设计报告4. 可自选或自命题5. 注重结果同时更注重过程四、技术指标1. 正弦信号信号频率：20Hz～20kHz，分三档连续可调;600Ω负载下，输出正弦信号幅值0～±10Vl连续可调。

2. 脉冲波形信号频率：20Hz～20kHz，分三档连续可调;600Ω负载下，输出脉冲信号幅值0～±10V连续可调。

3.三角波信号信号频率：20Hz～20kHz，分三档连续可调;600Ω负载下，输出三角波信号峰－峰值0～20V连续可调。

4.信号发生电路工作电源：采用双电源供电方式，保证各种信号的技术参数要求，设计信号源工作所需直流电源。

提供电源电路的工作条件为：30V/50Hz交流电压。

五、设计原理1. 采用正弦振荡器电路产生正弦信号2. 由电压比较器将正弦信号变换产生脉冲信号3. 积分器对脉冲信号积分生成三角波信号六、设计方案论证设计制作一个能产生正弦波、脉冲波和三角波信号源。

要求信号频率在20Hz~20kHz 范围内能程控步进调整，脉冲波的占空比在2%~98%之间能程控步进可调，且性能良好，满足指标。

1.方案比较(1)正弦波的产生采用RC振荡电路，电路图如下所示：RC桥式振荡电路分析RC桥式振荡电路如下所示。

根据自激振荡的条件，φ=φa+Φf=2πn，其中RC串并联网络作为反馈电路，当f=fo时，φf=0°，所以放大器的相移应为φa=0°，即可用一个同相输入的运算放大器组成。

又因为当f=fo时，F=1/3，所以放大电路的放大倍数A≥3。

示波器和信号发生器的经典制作实例教程，含源代码、电路图、PCB我是一位从学生时代就迷恋电子制作的专业爱好者，作为电子“发烧友”，示波器和信号发生器是两款不可缺少的工具，市面上的这两款工具价格贵且不利于携带，针对这些缺点，于是收藏了大量的相关制作资料，如今已经制作成功。

今天精心挑选了几个成功的设计项目分享给大家，希望对准备制作或已经在制作示波器和信号发生器的“发烧友们”提供帮助。

【原创完整版】采用STM32单片机制作的数字示波器(含程序、原理图、PCB)电子工程师应该人手一个示波器，但是一般的企业都不具备，这时我们就可以自己制作一台。

这一篇就是使用了FPGA和stm32单片机，FPGA负责处理数据，单片机负责通信，一般示波器的功能也都具备了。

如果不会FPGA也没关系，附件提供了代码。

只是如果要测量高速信号，恐怕还得用专业的。

/circuit/616#/details【原创完整版】采用STM32单片机制作的信号发生器DDS(含程序、原理图、PCB)看题目也知道是同一个人的，这个是DDS信号发生器，可以输出我们常用的几种信号，当然也可以通过串口输入任意波形的数据，但是如果把通过串口改成wifi或者蓝牙，这个设计就很上档次了。

输出的最大频率可以达到20Mhz，完全够我们平时使用的。

/circuit/780#/detailsXprotolab Plain-市场上最便宜的但功能丰富的示波器这款示波器是由带USB接口的简单拨码模块组成。

信号的可视化和控制示波器，完成对PC 接口软件（开源）。

类似于原始Xprotolab，但不具有显示器和按钮，所以它仅适用于USB 接口。

该板尺寸仅为1×2英寸，并且可以直接在面包板上安装。

该Xprotolab也可以用来作为一个开发板的AVR XMEGA微控制器。

/circuit/556#/details便携式测试工具-示波器手表设计这款示波器手表具备现代手表的所有功能（时间、日历、闹钟、等），并结合了Xprotolab （示波器、波形发生器、逻辑分析仪、协议嗅探器、频率计数器）的所有功能。

旧手机如何自制示波器
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。

在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

下面小编就教大家如何用旧手机制作简单的示波器
工具/原料
Oscilloscope 软件（安卓有免费版本，苹果似乎要收费，小伙伴们自己搜索一下）
智能手机1部。

单片机实例分享，自制数字示波器示波器是最常用的电子测量仪器之一，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像。

为了携带方便，我曾经做过一台简易数字示波器(见图22.2)，材料成本只有150元左右，这台数字示波器的设计思想是：简单实用，价格低廉，容易制作。

主要性能指标：最高采样率：20MSa/s模拟带宽：4MHz输入阻抗：1MΩ垂直灵敏度：0.01V/div～5V/div(按1-2-5方式递进，共9挡) 水平扫描速度：1.5µs/div～6ms/div(按1-2-5方式递进，共12挡)垂直分辨率：8位显示屏：2.4 英寸TFT320×240(驱动控制芯片：ILI9325)测量时能同时显示信号的频率、电压峰峰值，具有信号保持(HOLD)功能。

图22.2 自制的简易数字示波器电路工作原理图22.3 数字示波器结构框图我们知道，模拟示波器是用阴极射线示波管(CRT)显示被测信号波形的，而数字示波器是采用LCM(LCD显示模块，含LCD及显示驱动控制芯片)显示被测信号波形。

因为LCM的每一个显示像素都对应一个地址，地址要用数据表示，每一个像素的颜色也是用数据表示的。

因此电路向LCM发送的是数据编码信号，这就决定了它和模拟示波器的电路结构不一样。

本文介绍的数字示波器的结构框图如图22.3所示。

它由垂直输入电路、A/D转换电路、数字信号处理与控制电路、液晶屏显示电路、电源电路等部分组成。

图22.4 数字示波器电路原理图输入的电压信号经垂直输入电路放大，以提高示波器的灵敏度和动态范围。

对输出的信号取样后由A/D 转换器实现数字化，模拟信号变成了数字形式存入存储器，微处理器对存储器中的数据根据需要进行处理，最终在显示屏上显示测量波形和相关的参数，这就是数字存储示波器的工作过程。

数字示波器的电路原理图如图22.4所示，下面分别对各单元电路进行介绍。

表22.1 垂直灵敏度和K1～K5的对应关系1. 垂直输入电路垂直输入电路由双运算放大器LM6172和衰减电路等部分组成。

利用软件和简单电路就能把电脑音效卡变成示波器不论是专业还是业余，示波器是电子迷最好的朋友。

数字万用电表可以测量静态电压和RMS（均方根）电压，但示波器不仅能测量峰间电压，更重要的是可以提供信号的时间资讯。

然而，示波器的价格让人咋舌，光入门款就要数百美元起跳，更高阶的型号就可能要数万美元。

不过，你知道用手边的材料就能做出自己的示波器了吗？其实，你用来看这篇文章的装置可能就已经有必要的零件了，而其他材料八成可以在材料箱找到。

举例来说，你有没有使用过Arduino来操控伺服机，而需要精确的脉宽调变来决定顺时针旋转或逆时针旋转的时候？有了示波器，编写程式时，就可以得知目前的脉宽和需要的脉宽还差多少；处理类比信号时，也可以检测目前的频率和目标频率的差距，或者测量需要过滤什么频率。

数字电子装置为数众多，信号的时差变得极为重要，因此需要有示波器时时检测。

基本上，示波器是一种能记录电路上电压的资料撷取装置。

电脑上有另一个装置也有这个功能，那就是音效卡，主要差别在于两者所能处理的电压以及测量电压的频率（稍后详细讨论）。

因为电脑上的音效卡只能处理较低的电压（约/- .6V到.8V），所以要把电压调低。

成功制作示波器探针的要点在于：容纳更高电压的输入，并把电压调低，让音效卡可以处理。

以下的步骤会教你如何制作这种探针。

这里的成品适用于音效卡的线路输入，线路通常可以接收立体声输入，所以这个探针会有两个频道。

如果想要用系统上的麦克风输入，只需要制作只有一个频道的探针，因为麦克风输入通常是单声道。

完成之后，再来看看这组示波器和实验室级的型号有何差异，并讨论其限制。

材料1M欧姆线性电位计(2)，RadioShack网站商品编号#271-211：请务必购买线性型而非音讯。

DIY制作⽰波器的超详细教程（共49页PDF）我不是为了做⼀个⽰波器讲⼀个故事：今年九⽉，⼀个新学期的开始，课很少。

我是⼀个闲不住的⼈，这样的⽇⼦很难熬，想去电⼦市场逛逛，但学校离市区有三⼗多公⾥路，终于⽆聊到周末了。

和平常⼀样，逛电⼦市场都是这⼉看看哪⼉看看，碰着没见过的还喜欢问问，多年的习惯改不掉的……⼀家柜台上摆着“低价处理 LCD模块”的牌⼦，对于像我这样的穷学⽣来说，价格往往是考虑的主要因素。

我径直⾛了过去，⽼板说这些低价屏都是全新的，只是没有资料，所以只能低价处理，于是我就贪了个⼩便宜花 30 块钱买了⼀块 128*64 分辨率的点阵屏。

喜欢贪⼩便宜的⼈最后往往都是要吃亏的，最后我真“吃亏”了，就因为这个屏，害得我花了近300 块买了⼀块320*240的屏。

回到学校后就上⽹找它的资料，功夫不负有⼼⼈，我找着了。

从资料中得知这块液晶显⽰器是不带字库的，这让我有些⼩失望，但⼀想只花了 30 块钱也就没事了。

根据资料编写了程序让它显⽰了⼀些简单的图形，但让它显⽰图形或字符都得将所要显⽰的东西做成点阵数据存放在数组⾥才⾏，太浪费单⽚机⾥少得可怜的资源了！没有字库的点阵屏就是鸡肋！正徘徊在“⾷之⽆⾁，弃之有味”的时候，突然灵光⼀现，何不⽤它来显⽰⼀些时实的图形呢？显⽰什么呀？亮着的⽰波器给了我灵感，那就让它显⽰波形吧！正好我⽤的 AVR单⽚机带有 AD转换器，说⼲就⼲，忙活了⼀下午，晚上的时候波形就显⽰出来了。

这不就是⼀个最基本的数字⽰波器吗？图 1 和图 2 就是当时的“珍贵照⽚”，因为那块电路在以后的试验中已经被我拆了。

这两张照⽚是我买了 LCD屏的第⼆天晚上照的。

第⼀步的成功，坚定了我做数字⽰波器的信念。

⼈总是有追求的，所以我要完善它！其实这⽆异于“因有⼀只鞍⽽买⼀匹马”，但那并不总是坏的。

接下来的⼀个星期中我有事做了…… 第⼆个周末，我拿出了我半个⽉的⽣活费，花三百多块买了⼀块 320*240 的液晶显⽰屏和两⽚ TLC5510，开始了我⾃制数字⽰波器的征程。