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                    示波器測量電壓隨時間的變化,小型數字示波器

                    時間:2020-10-18 00:15來源:海獵人

                     

                    示波器

                    示波器測量電壓隨時間的變化。它的用途就是如此,真的不需要再去做其他的事情。通過測量輸入信號隨時間的變化,你可以讀取電壓電平、信號頻率(如果是周期信號)、脈沖上升沿的上升時間和下降沿的下降時間。通過使用分流器(一種低阻值電阻),示波器也可以將電流作為分流器兩端的直流電壓來測量。

                    示波器是一種多用途的測試設備,可以讓你觀察電路內部的運行情況。有一些示波器的尺寸幾乎和智能手機一樣,如圖17-4所示。它們一般無法觀察高頻信號,但很適合觀察低頻信號。圖17-4中的設備售價約為50美元,是從易趣網上的一家中國供應商那里買到的。

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                     17-4 小型數字示波器

                    有些示波器使用PC作為顯示器。這些設備插入標準的USB端口,并作為前端 把外部信號轉換成數據流,計算機上運行的特殊應用程序可以將數據流顯示成波形。如果選擇購買USB示波器,一定要仔細閱讀說明書并特別注意樣本速率。例如,有的USB示波器單元可能很便宜,僅為34美元,但它可測量的最大信號頻率卻只有3 kHz,而另一個示波器售價70美元,可以測量頻率最高20 MHz的信號。圖17-5展示了一種較便宜的USB示波器。通常這些示波器都是同一種類型的變化體:小型塑料外殼、表筆用的兩個BNC連接器、一個USB連接器(通常為B類型)。有的示波器帶有附加指示器和控制裝置,高端的示波器可能有更大的內存來存儲數字化的波形。

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                     17-5 USB 數字示波器

                    你甚至還可以將PC中的音響系統作為低速示波器使用,通過將電路中的信號(進行適當的緩沖和保護)直接輸入話筒或線路輸入,就可得到波形。圖17-6展示了Linux系統的一種示波器應用(xoscope)。

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                     17-6 Linux上運行的xoscope(圖片來自http://xoscope.sourceforge.net/ 

                    雖然xoscope看起來是一個不錯的軟件,但是你要知道,它通常不會測量直流電壓(由特定的PC上音頻輸入的類型決定)。為什么呢?因為每個音頻輸入上都有一個電容阻止直流電進入。還要注意一點,它無法測量頻率超過22 kHz的信號,因為音頻輸入不能對高于22 kHz的信號作出響應(這個數值受到PC內部音頻輸入模數轉換器的最大采樣速率的限制)?梢缘卿xoscope的官方主頁獲取更多細節(http://xoscope.sourceforge.net/ ),如果你決定安裝這款軟件,一定要閱讀手冊頁。

                    你也可以使用Arduino單片機作為Linux系統上運行的數字示波器的硬件前端。圖17-7展示了lxardoscope示波器應用軟件的顯示窗口。lxardoscope的速度并不是特別快,在它的基礎配置中,樣本速率限制在約1.5 kHz。

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                     17-7 lxardoscopeLinux上運行(圖片來自http://sourceforge.net/projects/lxardoscope/ 

                    有言在先,這個示波器需要你自己編譯,而且它的生成文件是為32位系統平臺準備的。為了編譯它,讓它能在64Linux機器上運行,你還要安裝libforms2 軟件包。安裝libforms-dev libforms-doc 軟件包也不太困難。將生成文件中對所包含的libforms.a 程序的引用替換成-lforms ,并將-m64 -march=x86-64 -fPIC 添加在CC_OPTIONS 聲明下。

                    另外一個注意點是,你需要搭建一個前置放大器電路,這個工作就屬于重大項目 的分類了。但是,這是將不同的子系統整合到一個功能整體中的有趣案例,因為這個原因我才提及了這個內容。Sourceforge系統的文檔(http://sourceforge.net/projects/lxardoscope/ )有說明書、電路圖和其他有趣的技術數據。觀察別人如何解決特定問題也很有意義。

                    如果你更喜歡已經制造并測試完成的儀器,可以用臺式可攜帶數字示波器,其能測量的最大信號頻率為25 MHz,售價約300美元。但是,如果你確實需要速度更快的儀器,那就要做好花1000美元買一臺的準備,而且有些品牌和型號可能會更貴。在網上搜索數字示波器會得到360多萬個結果,你需要好好挑選一番。圖17-8展示了一臺小巧的便攜數字存儲示波器。

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                     17-8 ATTEN ADS7202C數字存儲示波器

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