數(shù)字示波器的制作

數(shù)字示波器的制作,數(shù)字,示波器,制作 DN062-01v01 今越電子制作 - 1 - Tel. 15078386021 LCD 單板示波器使用說明 適用型號(hào) ： 06201 1. 工作原理簡述 圖 1 為該示波器的原理框圖 。 輸入信號(hào)經(jīng)耦合電路后經(jīng)過由衰減器 、 放大器和選擇開關(guān)組成的模擬信 號(hào)通道處理后 ， 送到 A/D 轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào) ， 再由處理器轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)牟ㄐ斡?LCD 顯示出來 。 模擬通 道的作用主要是調(diào)節(jié)信號(hào)的大小 ， 以便適合屏幕顯示 。 2. 操作說明 該示波器的使用并不復(fù)雜 ， 操作上與專業(yè)的示波器沒有什么不同 ， 使用時(shí) ， 只要將電源插上就可以開 始了 。 當(dāng)用按鍵調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí) ， 先選擇要調(diào)節(jié)的參數(shù) ， 這時(shí)屏幕上 的亮塊會(huì)移到相應(yīng)的參數(shù)指示 ， 然后用 [ + ] 和 [ - ]鍵作調(diào)節(jié) 。 下面著重說明各開關(guān)和按鍵的功能 （ 見圖 2）。 耦合選擇開關(guān) 該開關(guān)選擇信號(hào)的耦合方式 。 為什么要選擇耦合方式呢 ？ 這是因?yàn)橛袝r(shí)候被測(cè)信號(hào)是交流直流混合的 ， 如果我們只想觀察它的交流成分的話 （ 特別是在直流成分大交流成分小的時(shí)候 ）， 我們可以采用交流耦合 ， 即讓信號(hào)通過一個(gè)電容器 ， 隔斷直流成分 ， 這樣我們就可以只觀察交流 。 衰減選擇和倍率選擇開關(guān) 這兩個(gè)開關(guān)經(jīng)常是配合使用的 ， 其作用是調(diào)節(jié)送到 A/D 轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的幅度 ， 因?yàn)槿绻盘?hào)幅度太大 會(huì)超過屏幕的范圍 ， 太小 觀察起來誤差比較大 ， 所以要根據(jù)信號(hào)情況選擇適當(dāng)?shù)姆?。 衰減開關(guān)選擇衰減 比 ， 可以是 1 或 1/10， 對(duì)應(yīng)的刻度分別是 0.1V 和 1V。 倍率開關(guān)實(shí)際也是改變衰減比 ， 它可以選擇 1、 1/2 和 1/5， 分別對(duì)應(yīng)于倍率 1、 2 和 5， 因?yàn)楫?dāng)一個(gè)信號(hào)被衰減了 N 倍 ， 那么屏幕上縱坐標(biāo)的一格所對(duì)應(yīng)信號(hào) 圖 1 圖 2 DN062-01v01 今越電子制作 - 2 - 幅度就擴(kuò)大了 N 倍 。 兩個(gè)開關(guān)的組合決定了整個(gè)模擬通道的總放大倍數(shù) ， 對(duì)應(yīng)的刻度范圍是 0.1V、 0.2V、 0.5V、 1V、 2V 和 5V。 SEC/DIV（ 時(shí)基 ） 該參數(shù)決定屏幕上水平方向的一格長度所代表的時(shí)間長短 。 例如 ， 如果你選的時(shí)基是 5ms， 那么就 意 味著水平方向一格代表 5ms， 假如你觀察的信號(hào)是 50Hz 的交流信號(hào) ， 那么你會(huì)看到信號(hào)一個(gè)周期的長度是 4 格 ， 既 20ms。 V.POS（ 垂直位置 ） 該參數(shù)用于調(diào)整波形在屏幕上垂直方向的高低 ， 屏幕左側(cè)邊沿有一個(gè)小三角形 ， 它對(duì)應(yīng)著 0V 電平的 位置 。 H.POS（ 水平位置 ） 該參數(shù)用于改變波形的水平位置 ， 既將波形在水平方向前后移 。 采集到的波形是有一定長度的 ， 而屏 幕上只是顯示出來它的一部分 ， 通過改變這個(gè)參數(shù)就可以觀察其他部分 。 在屏幕下方有屏幕窗口位置指示 ， 兩端豎線之間的區(qū)間代表波形區(qū)的長度 ， 內(nèi)部短線代表當(dāng)前顯示的部分 。 MODE（ 觸發(fā)模式 ） 這個(gè)參數(shù)用于改變示波器波形采集的模式 ， 分別可以選自動(dòng) （ AUTO） 、 常規(guī) （ NORM） 和單次 （ SING）， 有關(guān)這些觸發(fā)方式的含義和使用方法請(qǐng)參閱網(wǎng)站 （ ） 上 “ 應(yīng)用文章 ” 欄目下的有關(guān)文章 。 SLOPE（ 觸發(fā)邊沿 ） 該參數(shù)用于選擇產(chǎn)生觸發(fā)的邊沿 。 LEVEL（ 觸發(fā)電平 ） 該參數(shù)改變觸發(fā)電平的高低 ， 其大小在屏幕右側(cè)邊沿的小三角形指示 。 OK 在示波器模式下 ， 該鍵的作用是凍結(jié)或解凍波形 ， 如果 長按此鍵 （ 按下保持 2 秒以上 ）， 則儀器切換到 頻率計(jì)模式 。 在頻率計(jì)模式下 ， 長按此鍵切換回示波器模式 。 3. 注意事項(xiàng) 1) 不要用該示波器直接測(cè)量市電 。 2) 輸入被測(cè)信號(hào)的峰峰值不要超過 50V。 3) 電源電壓不要超過 16V。 4. 指 標(biāo) 示波器 ： l 最高實(shí)時(shí)取樣率 ： 2M 點(diǎn) / 秒 ， 精度 8Bit l 模擬頻帶寬度 ： 0 – 1MHz l 垂直靈敏度 ： 10 0 mV/Div – 5V/Div ( 按 1 - 2 - 5 方式遞進(jìn) ) l 輸入阻抗 ： 1M Ω l 耦合方式 ： DC/AC l 信號(hào)電壓范圍 ： +/ - 50V l 水平時(shí)基范圍 ： 5 μ s/Div - 10m( 分鐘 )/Div ( 按 1 - 2 - 5 方式遞進(jìn) ) l 觸發(fā)方式 ： 自動(dòng) 、 常規(guī)和單次 l 觸發(fā)邊沿 ： 上升 / 下降 頻率計(jì) ： l 頻率測(cè)量范圍 ： 10MHz l 周期測(cè)量范圍 ： 100 秒 l 靈敏度 ： 3V （ 峰值 ） DN062-01v01 今越電子制作 - 3 - 總 體 ： l 電源電壓 ： 9 – 12V DC 或 AC l 尺寸 ： 105mm X 65mm X 25mm 5. 示波器使用練習(xí)實(shí)例 例 1 觀察測(cè)試信號(hào) 該練習(xí)的目的是熟悉耦合 、 衰減 、 倍率等開關(guān)的使用和時(shí)基 、 垂直位置 、 水平位置等參數(shù)的調(diào)節(jié)方法 。 操作步驟如下 ： 1) 將探頭 （ 紅色 ） 連接到示波器面板左上角的 500Hz 測(cè)試信號(hào) 。 2) 將衰減開關(guān)置于 1V 位置 。 3) 將耦合 開關(guān)置于 DC 位置 。 4) 按 [ V.POS ] 鍵 ， 將垂直位置指示符調(diào)整到倒數(shù) 第一格的位置 。 5) 按 [SEC/DIV] 鍵 ， 將時(shí)基設(shè)為 1ms。 6) 當(dāng)將倍率開關(guān)置于 X2 的位置時(shí) ， 你應(yīng)能看到圖 3 的波形 。 7) 改變倍率開關(guān) ， 可以看到屏幕上波形的幅度隨著 改變 。 試根據(jù)不同的倍率讀取信號(hào)幅度 。 8) 改變時(shí)基設(shè)置 ， 例如將其改為 0.5ms， 可以看到 屏幕波形的寬度發(fā)生變化 。 試讀取信號(hào)的周期 。 如果信號(hào)的邊沿不是與縱線對(duì)齊 ， 可以用改變水 平位置的方法使其對(duì)齊 ， 以便容易讀數(shù) 。 做法是 ： 按 [H.POS]， 然后用 [ + ] 和 [ - ] 調(diào)節(jié) 。 9) 將耦合開關(guān)打到 AC 位置 ， 可以看到波形下移 ， 垂直位置指示標(biāo)記位于波形幅度的中間 ， 屏幕看 到的是純交流信號(hào) 。 例 2 觀察鋸齒波信號(hào) 該練習(xí)的目的是了解觸發(fā)的用法 。 圖 4 是一個(gè)鋸齒波產(chǎn) 生電路 （ 對(duì)于購買套件的客戶該電路的元件是免費(fèi)附送的 ）， 它接上 10V 以上電源就可以產(chǎn)生鋸齒波 。 練習(xí)操作步驟 ： 1) 按圖 4 連接電路 ， 按圖接上電源和示波器 。 2) 將示波器的耦合開關(guān)置于 DC， 衰減開關(guān)置于 1V， 倍率開關(guān)置于 X2， 將垂直位置調(diào)到倒數(shù)第一格的 位置 ， 將時(shí)基選為 0.1ms。 3) 接通電源 ， 示波器屏幕上應(yīng)看到類似于圖 5 的波 形 。 4) 將觸發(fā)模式選為 自動(dòng) （ AUTO）， 調(diào)節(jié)觸發(fā)電平 ， 將可以發(fā)現(xiàn) ： 當(dāng)觸發(fā)電平與信號(hào)波形相交時(shí) ， 顯 示波形穩(wěn)定 ； 當(dāng)不相交時(shí) ， 顯示的波形會(huì)移動(dòng) 。 可 見 ， 觸發(fā)可以幫助我們穩(wěn)定波形 ， 進(jìn)行有效觀察 。 5) 將觸發(fā)模式選為常規(guī) （ NORM）， 調(diào)節(jié)觸發(fā)電平 ， 將可以發(fā)現(xiàn) ： 當(dāng)觸發(fā)電平與信號(hào)波形不相交時(shí) （ 無 觸發(fā) ）， 屏幕上的波形不會(huì)更新 ； 當(dāng)觸發(fā)電平與信 號(hào)波形相交時(shí) （ 有觸發(fā) ）， 波形更新 ， 也就是說只 有在有觸發(fā)時(shí)示波器才進(jìn)行信號(hào)采集 。 6) 按一下 [OK]， 屏幕右上角顯示 “ HOLD” ， 這是屏 幕上的波形已凍結(jié) ， 可以調(diào)節(jié)水平位置將其前后移 動(dòng)觀察屏幕之外的波形 。 再按一下 [OK]示 波器恢 復(fù)到正常工作狀態(tài) 。 圖 4 圖 3 圖 5 DN062-01v01 今越電子制作 - 4 - 6. 頻率計(jì)使用 將耦合開關(guān)置于 “ F . Meter” 位置 ， 并按住 [OK]鍵 1 秒以上 ， 儀器即切換到頻率計(jì)狀態(tài) ， 這時(shí)屏幕顯 示信號(hào)的頻率和周期 。 當(dāng)需要回到示波器狀態(tài)時(shí) ， 再長按 [OK]鍵即可 。