示波器价格高昂？国外开源项目助你打造专属示波器！-电路方案

简介：
本文介绍一个国外的开源项目，它能帮助电子爱好者和工程师以低成本构建自己的示波器，解决市面上示波器价格昂贵的问题。 本资料来源于国外网站，感谢原作者的无私奉献。本人不敢藏私，用了一点时间翻译整理，并与广大网友共享。 在其网上看到已经有国内发烧友制作成功，这表明其元器件在国内都能找到，按图施工一般不会出错。 另：这个项目我还没有做过，不过在网上看过百分之百按照此电路制作的成品出售。 1. 序言部分 示波器是任何业余电子爱好者都必不可少的重要工具之一。然而，并不是每个人都能买得起商业生产的昂贵示波器；因此，许多电子爱好者希望能够自己从头开始DIY一个示波器。 传统的模拟示波器（阴极射线管）在家中制作难度较大，因其体积大、手工操作困难且存在高压等复杂问题； 另一种方案是现代的虚拟“PC 示波器”，具有后处理和录音功能，并降低了复杂性。然而，该解决方案通常不可移动，成本高（需要 PC），并且有潜在危险（如果绝缘措施不当会危及计算机）。 第三个也是最常用的方法：几乎所有商业示波器制造商都使用LCD 屏幕制作数字示波器。因此笔者决定采用此方法并尽可能使用现有常用的元器件以降低制作难度。 2. 功能 - 最大采样频率: 40MSPS - 最大输入频率: 5MHz - 最大不失真显示频率：10 MHz - 输入电路带宽：20 MHz - 显示分辨率：总分辨率为240x128，跟踪分辨率为200x125 - 灵敏度：40 mV/div - 耦合方式: 直流耦合 - 输入阻抗: 10KΩ - 工作电源：单直流电源8V 至 10V，电流为 1A - 增量模式 : 无 - 时间基数：从秒级到纳秒级的多种选择 - 触发方式：数字可调 - 跟踪偏移: 数字可调 3. 电路图说明： 输入部分采用德州仪器（TI）OPA2652 运算放大器和RC低通滤波器，带宽设置为20MHz。此外，该输入处理使用由微控制器产生的PWM信号进行垂直扫描偏移调整。 ADC转换器是来自德州仪器的8位ADS830, 其最大工作频率可达 60MSPS，在本设计中则限制在40 MHz以内。这个时钟是由QOS40（塑封）或 QOM40（金封）振荡器生成，通过CPLD电路进行分频编程（Xilinx公司的XC9572）。在处理ADC高速率采集的大码流数据时，ADC的数字输出连接到一个来自IDT 的高速FIFO存储器 IDT7201 （容量为 512 字节），当该缓冲区满后，整个内存的数据传输至微控制器进行进一步处理，并显示于液晶显示屏上。 微控制器采用的是Atmel公司的 ATmega162, 属于流行的AVR系列。 显示屏型号是日立的 LMG6402PFLR, 但任何其他HD61830B 兼容的LCD都可使用（当然要检查引脚排列的一致性）。 电源部分由两个7805稳压器和三个英特锡尔ICL7660A集成电路组成，后者还提供液晶显示器及输入电路所需的负电压。 4. PCB 该PCB 由两块独立的印刷板构成：主板与键盘。两者均为单面线路板, 制作相对简单。作者认为可以采用转印法制作，但只要保证贴片元件位置精度，则其他方法也适用。 由于是单面板设计，少数焊点需要使用飞线连接以完成电路布设。 5. 软件 微控制器的程序用成熟的C语言编写，并通过GCC编译器为AVR进行编译。此外，在开发阶段，还使用了Avrstudio 4.XX调试工具（与JTAG ICE仿真器相连）。 微控制器可以通过任何 AVR 编程器编程, 如 STK200、PonyProg 或 AVR910 等。 6. 固件 CPLD电路用于为ADC生成时钟信号，同时分频并控制键盘接口。该 CPLD 电路需使用 Xilinx ISE WebPack 软件（免费版）的 IMPACT 模块以及简单的XilinxCable 进行编程。 7. 实物图