示波器梦想之硬件电路设计(一)
简易数字存储示波器设计
简易数字存储示波器设计数字存储示波器是一款用于测量电信号的仪器，它可以将收集到的信号进行数字化处理，并将结果显示在屏幕上。
本文将介绍一个简易的数字存储示波器的设计。
1. 设计目标设计一个简易的数字存储示波器，使其能够接收并显示电信号的波形，并具备一定的存储功能。
该示波器需要具备以下功能：能够调节触发电平、可以调节扫描速度、能够通过按钮进行保存和回放存储的波形。
设计需要保证简易、易于操作、能够满足基本的测量需求。
2. 硬件设计（1）电路板设计：设计一个电路板用于信号的采集和存储。
该电路板包括模拟前端电路用于信号的采集，数字转换电路将模拟信号转换为数字信号，以及存储器用于存储采集到的数据。
（2）显示屏和按键：电路板上需要配备一个液晶显示屏，用于显示采集到的波形图像。
同时，设计按键用于调节触发电平、扫描速度以及保存和回放。
3. 软件设计（1）数据采集：通过模拟前端电路采集信号，并使用数字转换电路将模拟信号转换为数字信号。
采用适当的采样率，将数据进行采样，并存储到存储器中。
（2）数据显示：通过显示屏将存储器中的数据显示为波形图像。
根据采样率和扫描速度，将存储器中的数字信号转换为波形，并在屏幕上显示。
（3）触发控制：通过按键调节触发电平，设置触发条件，使得波形显示能够达到最佳效果。
设计合适的触发电路用于触发信号。
（4）数据存储和回放：设计按键和存储器用于保存和回放采集到的波形。
按下保存键后，将当前的波形数据保存到存储器中，按下回放键后，将存储器中的波形数据重新显示在屏幕上。
4. 使用方法使用该简易数字存储示波器，首先将信号源连接到示波器的输入端，然后通过按键进行触发电平的调节和扫描速度的设置。
在适当的触发条件下，示波器将开始采集并显示信号的波形。
当波形满足要求后，可以通过按键将波形数据保存到存储器中。
保存后的波形可以通过按键进行回放，重新显示在屏幕上。
5. 总结通过以上的设计和实现，可以得到一个简易的数字存储示波器。
数字示波器制作
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19. 在使用数字示波器时，需要注意操作安全和规范问题。由于数字示波器是一种精密的测量仪器， 其操作需要一定的技能和经验。因此，需要遵守操作规程和规范，确保数字示波器的正确使用和保护
20. 在使用数字示波器时，需要注意数据的可重复性和精度问题。由于数字示波器的测量结果受到多
3 种因素的影响，其测量结果的可重复性和精度可能会受到影响。因此，需要进行充分的校准和维护，
在使用数字示波器时：需要注意数据的存储和处理。由于
1 数字示波器可以捕捉到大量的数据，因此需要使用合适的
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数据存储和处理方法来保存和分析这些数据。例如，可以 使用SD卡或其他存储设备来存储数据，或者使用计算机来
处理和分析数据
总之，制作数字示波器需要仔细考虑硬件连接、Байду номын сангаас件设置、注意事项等多个方面的问题。 只有综合考虑并仔细操作，才能制作出高质量的数字示波器，并获得准确的测量结果
24. 在制作数字示波器时，需要考虑其成本和性 价比。由于数字示波器是一种较为昂贵的测量仪 器，因此需要考虑其成本和性价比。在保证数字 示波器的性能和质量的前提下，需要尽可能地降 低其制造成本和提高性价比
总之，制作和使用数字示波器需要综合考虑多个方面的问题，包括硬件设计、软件开发、 操作安全、数据可重复性和精度等等。只有全面考虑并仔细操作，才能制作出高质量的数 字示波器，并获得准确可靠的测量结果 26. 在使用数字示波器时，可以结合多种工具和软件进行更全面的信号分析。例如，可以 使用Matlab、LabVIEW等软件来处理和分析数字示波器采集到的数据，或者使用专门的信 号分析软件来对信号进行频谱分析、波形绘制等操作 27. 在使用数字示波器时，需要注意数据的存储和处理问题。由于数字示波器可以捕捉到 大量的数据，因此需要使用合适的数据存储和处理方法来保存和分析这些数据。例如，可 以使用计算机来存储和处理数据，或者使用专门的存储设备来保存数据 28. 在进行数字示波器的设计和制作时，需要考虑其可视化和人机交互功能。数字示波器 应该能够提供清晰、直观的波形显示和数据输出，同时也应该具备简单易用的操作界面和 交互功能，以便用户能够方便地进行测量和操作
实验报告硬件电路设计
实验报告硬件电路设计一、引言本实验旨在通过设计硬件电路来实现特定功能，并验证电路设计的正确性和可行性。
本实验选择了某款电子产品的核心功能进行设计与实现。
二、设计原理本实验设计的硬件电路包括输入接口、中央处理器、输出接口等多个模块，其工作原理如下：1. 输入接口：负责接收用户输入的指令或数据，例如按钮、触摸屏等。
2. 中央处理器：接收输入接口传入的指令或数据，根据预设的算法进行计算、逻辑判断等操作，将计算结果保存到存储器中，并控制输出接口的工作状态。
3. 存储器：用于存放中央处理器计算的结果以及其他需要保存的数据。
4. 输出接口：负责将存储器中的数据进行输出，例如显示屏、声音输出器等。
三、设计步骤1. 根据电子产品的需求和功能，确定硬件电路的整体架构和模块划分。
2. 选择合适的元器件，例如电阻、电容、晶体管等，并进行元器件的布线和连线设计。
3. 按照设计的电路原理图，进行电路板的布局设计，确保各个元器件的位置合理，以及连线的长度、走向等因素。
4. 制作电路板原型，喷锡、焊接元器件，并进行连接测试。
5. 调试并修改电路设计中的问题，确保硬件电路的正确和可靠性。
6. 验证设计的电路是否满足预期功能，检查电路的功耗、稳定性等指标，以及其与其他系统的兼容性。
7. 进行电路板的大规模生产，并进行质检，保证产品的质量和可靠性。
四、实验结果经过多次调试和修改，本实验设计的硬件电路稳定运行，成功实现了特定功能。
根据测试结果显示，电路运行良好，没有出现异常情况。
同时，电路设计满足了产品的要求，功能达到预期。
五、总结与展望本实验通过设计硬件电路，成功实现了特定功能，并验证了电路设计的正确性和可行性。
电路设计经过多次调试和修改，达到了预期效果。
然而，仍有一些改进的空间，如进一步优化电路的功耗、增加系统的稳定性等。
在未来的研究中，可以考虑使用更先进的元器件，提升电路的性能，以及进一步优化电路布局，减小电路的体积。
六、参考文献1. 电路设计与实践，XXX，XXX出版社，XXXX年。
硬件电路设计步骤及方法、工作原理、电路板调试方法
硬件电路设计步骤及方法、工作原理、电路板调试方法一、总则在学习电路设计的时候，不知道你是否有这样的困扰：明明自己学了很多硬件电路理论，也做过了一些基础操作实践，但还是无法设计出自己理想的电路。
归根结底，我们缺少的是硬件电路设计的思路，以及项目实战经验。
设计一款硬件电路，要熟悉元器件的基础理论，比如元器件原理、选型及使用，学会绘制原理图，并通过软件完成PCB设计，熟练掌握工具的技巧使用，学会如何优化及调试电路等。
要如何完整地设计一套硬件电路设计，下面为大家分享几点经验：二、总体思路设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。
有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现；但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。
三、理解电路如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。
马上就copy？NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。
四、找到参考设计在开始做硬件设计前，根据自己的项目需求，可以去找能够满足硬件功能设计的，有很多相关的参考设计。
没有找到？也没关系，先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。
这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。
五、硬件电路设计的三个部分：原理图、PCB和物料清单（BOM）表。
原理图设计，其实就是将前面的思路转化为电路原理图，它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。
示波器功能扩展电路设计实验报告
示波器功能扩展电路设计实验报告实验报告：示波器功能扩展电路设计一、实验目的1.学习和掌握示波器的工作原理及使用方法。
2.通过设计扩展电路，探究示波器的功能与应用。
3.培养实验操作能力和创新思维。
二、实验原理示波器是一种常用的电子测量仪器，主要用于观察和测量交流电压随时间的变化情况。
其基本原理是利用高速电子枪将电子打在荧光屏上，产生随时间变化的电信号图形。
通过设计扩展电路，可以进一步拓展示波器的功能和应用范围。
三、实验步骤1.准备实验材料和工具，包括示波器、信号发生器、电阻、电容、电感等电子元件。
2.设计扩展电路，根据实验需求选择合适的电子元件，搭建电路。
3.连接信号发生器，为示波器提供输入信号。
4.开启示波器，观察并记录实验结果。
5.分析实验数据，评估扩展电路的功能和性能。
四、实验结果与分析1.设计了一个频率计扩展电路，将示波器的频率测量范围从50MHz扩展至200MHz。
通过该电路，可以实现对高频信号的精确测量。
2.设计了一个李萨育图形测量电路，利用两个信号发生器产生正弦波信号，通过示波器观察其合成信号的相位差。
实验结果表明，该电路可以实现对相位差的精确测量。
3.设计了一个数字信号发生器扩展电路，将示波器与计算机连接，通过计算机软件控制示波器产生不同幅度、频率和相位的数字信号。
该电路可以用于测试数字信号的特性和性能。
4.对实验结果进行分析，评估扩展电路的功能和性能。
以频率计扩展电路为例，通过对比扩展前后的测量结果，发现扩展后的测量精度得到了显著提高。
五、实验总结与展望通过本次实验，我们深入了解了示波器的工作原理及使用方法，并通过设计扩展电路，实现了对示波器功能的进一步拓展。
实验结果表明，通过合理设计电路和选择电子元件，可以显著提高示波器的测量精度和应用范围。
展望未来，示波器将在更多领域得到应用和发展。
例如，随着5G通信技术的发展，示波器将在高频信号的测量和调试中发挥重要作用；随着物联网和智能家居的普及，示波器将成为测试和调试各类智能设备的关键工具。
数字示波器的软硬件设计方案及经典应用案例汇总
数字示波器的软硬件设计方案及经典应用案例汇总
数字示波器是数据采集，A/D 转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。
数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。
还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。
数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。
随着科技及市场需求的快速发展，工程师们需要最好的工具，迅速准确地解决面临的测量挑战。
作为工程师的眼睛，数字示波器在迎接当前棘手的测量挑战中至关重要。
本文为大家介绍的是一些数字示波器的设计方案及基于数字示波器的经典应用案例。
一种数字示波器的微处理器硬件设计
作为数字示波器数据处理和系统控制的中枢，微处理器性能至关重要。
本文选用TI 公司的双核DSP OMAP-L138 作为本设计的微处理器，使得示波器能够数据处理与系统控制同步执行;且微处理器内部存储资源丰富，且采用二级缓存结构，系统响应速度快，可大幅提高数字示波器的数据处理能力和波形捕获率，整机的响应速度也将上一个台阶。
基于AT89S52 单片机的简易数字示波器设计
本文设计以AT89S52 单片机为控制核心，在软硬件有机结合下，可以达到所要求的性能指标，运行稳定可靠。
该数字示波器能够实现波形的采集、调理、存储、显示等功能，具有较高的实时采样率，可以将采集到的数据经过硬件电路、软件程序转换成相应的波形很好的显示在液晶显示屏上。
通过键盘对波形进行相应的功能设置，具有体积小、操作简单、方便、设备廉价等特点。
基于NiosⅡ的数字示波器的设计与实现
本文介绍了一种基于SoPC 的数字示波器设计，实际测试结果表明，系统完。
示波器创新实验方案
示例器创新实验方案引言示波器是一种广泛用于电子工程和科学研究领域的测量仪器。
它可以以图形化的方式显示电压随时间变化的波形，帮助工程师和科学家分析和诊断电子系统中的问题。
然而，传统的示波器在某些方面存在一些限制，例如复杂的操作、高昂的价格和体积大。
为了解决这些问题，我们提出了一种示波器创新实验方案，旨在设计一款更简单、更实用、更便宜且更小巧的示波器。
设计目标通过本创新实验方案，我们希望实现以下设计目标： 1. 简单操作：设计一个用户友好的界面，使得操作示波器变得简单直观。
2. 经济实惠：尽可能降低示波器的成本，使其更加负担得起。
3. 便携性：设计一个小巧轻便的示波器，方便携带和使用。
方案详情硬件设计1.模数转换器：示波器的核心部件是模数转换器（ADC），它将连续变化的电压信号转换为数字信号。
我们可以选择一个高性能、低成本的ADC芯片，以保证示波器的准确性和可靠性。
2.显式器：为了显示波形，我们需要选择一个合适的显示器。
考虑到成本和便携性，我们可以选择一个小巧的LCD显示器。
3.控制电路：示波器需要一个主控制电路来处理用户输入、控制模数转换器并控制显示器。
我们可以选择一个单片机或微处理器作为主控制器，通过编程实现示波器的各种功能。
4.电源电路：示波器需要一个稳定的电源电路，以提供所需的电压。
我们可以选择一个适合示波器工作电压范围的电源模块，以确保电源的可靠性和稳定性。
软件设计1.用户界面：我们需要设计一个直观且易于操作的用户界面，使得用户可以轻松地控制和操作示波器。
可以使用图形用户界面（GUI）进行设计，并在主控制器上进行编程。
2.波形显示：示波器需要能够将模拟信号转换为数字信号，并以波形图的形式显示出来。
编写合适的算法和代码，以实现波形图的生成和显示。
3.功能实现：除了基本的波形显示功能外，我们还可以添加一些额外的功能，如波形捕获、自动测量和数据存储等。
这些功能可以通过编程实现，并根据实际需求进行定制。
2Gsps多功能数字存储示波器硬件系统—数字电路设计
ABSTRACT
With the development of electronic science and technology, there are more and more signals related to scientific research. In an electronic system, engineers often need to observe many parameters in the design and debug phase. Moreover, with the signal frequency and signal quantity increase, engineers have more requirements on testing equipment. However, the traditional measuring instruments such as DSO, DMM, Logic Analyzer have only focus on a certain number of signal or electrical parameters. Therefore, the development of multi-purpose test equipment is necessary. In this paper, combined with 2Gsps multi-function digital storage oscilloscope research and design, and well discussed the multi-function DSO hardware system design. First, it introduced the general situation of multi-purpose DSO, the meaning of development and research, and then discussed the detail of hardware systems design, as well as the main problems to be solved. The main contents include: 1. Digital Storage Oscilloscope hardware system design: described in detail the selection of main hardware and configuration work, and then discussed the high-speed data acquisition system, gave a brief introduce on the trigger system, which mainly discussed the realization of pre-trigger and pos-trigger function. 2. Logic analyzer module design: This paper introduced the realization of logic analyzer function, described the data acquisition and processing method of logic analyzer modular. Especially, it described the trigger function realization of logic analyzer, which included code-type trigger and duration trigger. 3. The design of other functional modules: described in detail the design of complete synchronization digital frequency meter. Brief introduced the pass/fail function modules, the generation of LCD displays enable signal, realization of DSO long storage function. 4. Described some problems and their solutions at the design and debugging phrase at the end of this paper.
硬件电路设计具体详解
2 系统方案设计2.1 数字示波器的工作原理图2.1 数字示波器显示原理数字示波器的工作原理可以用图2.1来描述，当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器，首先通过的是示波器的信号调理模块，由于后续的A/D 模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围，所以，示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理，通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度，然后才进入A/D转换器。
在这一阶段，微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。
在A/D采样模块阶段，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，而这些数字值成为采样点。
该处理过程称为信号数字化。
A/D 采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。
该速率被称为采样速率，表示为样值每秒（S/s）。
A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据，传送给捕获存储区。
因为处理器的速度跟不上高速A/D 模数转换器的转换速度，所以在两者之间需要添加一个高速缓存，明显，这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。
来自ADC的采样点存储在捕获存储区，叫做波形点。
几个采样点可以组成一个波形点，波形点共同组成一条波形记录，创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。
捕获存储区内部还应包括一个触发系统，触发系统决定记录的起始和终止点。
被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理，微处理器处理信号，包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息，然后调整显示运行。
最后，信号通过显示器的显存显示在屏幕上。
2.2 数字示波器的重要技术指标（1）频带宽度当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差，称为示波器的频带宽度，单位为MHz 或GHz。
（2）采样速率：采样速率是指单位时间内在不连续的时间点上获取模拟输入量并进行量化的次数，也称数字化速率，单位用Sa/s（Sampling/s ）表示。
数字示波器电子系统设计
目录1设计的基本要求 (1)2 数字示波器设计原理 (1)3系统硬件电路设计 (2)3.1 单片机扩展电路 (2)3.2 输入调理电路 (3)3.3频率计算电路 (4)3.4 A/D转换器电路 (4)3.5存储单元电路 (5)3.6按键控制电路 (6)3.7液晶显示接口电路 (7)4 系统总体电路原理图 (9)5 主程序设计及流程图 (11)参考文献 (12)1设计的基本要求（1）要求仪器的输入阻[2]抗大于100K Ω。
（2）要求设置0.6ms/div 、1.2ms/div 二档扫描速度[8]，误差≤10﹪。
（3）要求设置0.5v/div 、0.75v/div 二档垂直灵敏度[8]，误差≤10﹪。
（4）仪器的频率范围为DC-10KHz ，触发方式采用内触发[4]。
（5）观察波形无明显失真。
2 数字示波器设计原理数字存储示波器[1]是随着数字集成电路技术的发展而出现的新型智能化示波器，已经成为电子测量领域的基础测试仪器。
本设计以AT89C52[10]单片机为中心，对外扩展74HC573锁存器和74LS138译码器[4]。
将输入信号经过输入调理电路处理后，通过A/D 转换器实时采样]9[，把模拟波形转换成数字信息，并存储在数字存储器62256[11]内，再用单片机控制显示，显示部分采用MFC-12864液晶显示[9]，通过按键控制不同功能。
信号调理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在垂直方向上处于A/D 转换器的输入范围内。
由于待测信号为模拟信号，存储过程为数字方式，故将模拟信号通过施密特触发电路[4]进行波形变换，实现量化处理，然后存储到存储器中，当需要显示的时候，从存储器读出数据，并送往液晶显示进行显示。
设计的重点是模拟信号的处理与采样，数字信号[5]的存储，液晶显示器的显示控制，系统的控制4个方面，如图为系统的原理框图。
图1 系统原理框图输入调理电路按键控制电路RAM 存储电路A/D 转换电路频率计算电路 液晶显示电路 AT89C52触发电路3系统硬件电路设计3.1 单片机扩展电路单片机系统[7]主要完成系统的人机接口和对整个系统的控制。
一款简易示波器的设计方案
一款简易示波器的设计方案随着电子通信以及教学事业的发展，示波器的应用越来越广泛，它在教学中所起到的作用越来越重要，示波器可以测量信号的幅度，频率以及波形等等，但是高精度的示波器非常昂贵，对于非盈利事业的教学组织来说无疑不合适，所以提出了一种以单片机为控制核心的简易示波器设计方案。
它由前向控制部分，数据采集和存储部分，51单片机控制部分以及按键和MS12864R显示部分组成。
1 简易数字示波器的工作原理以及总体框架本设计硬件电路部分由单片机控制系统电路，前向输入调理电路，模数转换和存储电路，以及按键显示电路组成。
其工作的基本思路就是以单片机为控制核心，让AD芯片完成数据的离散化，采集数据经过缓冲暂存于存储器里面，当波形显示时，单片机从存储器的读使能端读取采集数据存于数组中，然后进行相应的数据处理并把所存取得数据按一定的顺序打在液晶显示器相应的位置上，从而再现波形信号;其中输入调理电路由阻抗变换电路，信号抬升电路以及频率测量电路构成，阻抗变换电路是为了提高输入阻抗，信号抬升是为了使信号的幅度满足AD芯片的输入幅度要求，频率测量电路主要是测量周期性信号的频率。
总体设计框图如图1所示。
2 硬件设计 2.1 前端信号的处理本模块具有两大功能，一是输入信号位置的变换;二是信号波形的变换。
信号位置的变换主要由阻抗变换电路，信号抬升电路构成，阻抗变换采用ua741构建的阻随放大电路，信号抬升电路采用ua741构成的加法电路，信号位置的处理主要是对被测输入信号在幅度与偏移方面进行线性处理，使信号在垂直方向上处于A/D转换器的输入范围内。
波形变换电路是用来测量输入信号的频率，但是单片机属于数字器件，为此，我们需要对输入信号进行波形变换以及脉冲整形;硬件电路设计如图2所示。
2.2 信号的采集与存储数据采集部分㈣是本设计的核心部分，本设计采用BB公司的8位AD,试验中让AD完成数据采集，采集完数据送往FIFO,通过FIFO中继再送往单片机，FIFO是一种双口RAM,它没有地址线，随着写入数据或者读取数据而使地址指针进行递增或者递减来实现寻址，两者中间接了一个缓冲器，这样可以起到数据缓冲作用，在MCU与AD之间接入FIFO的作用是起到数据缓冲的作用，因为AD的时钟高于MCU的工作频率，所以让AD和FIFO同步工作来存储AD转换的输出数据，实验中AD与FIFO的时钟同步，来自于ALE引脚，为了使时钟更加稳定，可以让ALE信号先经过与门再送往采集存储模块;FIFO有3个标志位引脚，FF满标志，HF半满标志以及EF空标志，本设计只利用了FF满标志，当FIFO存满时通知单片机来读取数据，这是单片机使FIFO的写使能禁止，只来读取数据以显示，硬件电路设计如图3所示。
示波器功能扩展电路的设计
电子电路综合实验实验报告实验名称：示波器功能扩展电路的设计[课题名称]示波器功能扩展电路的设计[摘要]设计一个将普通双踪示波器改装成为多踪示波器的电路，实现用示波器一路探头输入稳定显示四路被测信号波形。
要求，向连接好的电路输入四路不同的幅度频率在一定范围的信号，可同时将其互不重叠地显示出来。
[关键词]多踪示波器、时钟产生电路、地址产生电路、位移电路、反向放大和加法电路[设计任务要求]设计一个将普通双踪示波器改装成为多踪示波器的电路，包括多踪示波器的时钟电路、位移电路、放大和加法器电路。
要求能够实现用示波器一路探头输入稳定显示四路被测信号波形，且被测输入信号幅度为0-10V，频率不低于500Hz，系统电源DC为±5V。
[设计思路]在示波器功能扩展电路的设计中，首先需要把输入四路信号的基线拉开，均匀合理地分布在示波器荧光屏上；其次，输入的四路信号要分别加载在四路已经分开的基线上。
利用NE555集成定时器构成的时基振荡器所产生的高频方波信号作为16进制计数器74LS169的时钟输入。
计数器可以通过四位二进制输出为多路选择开关CD4052提供地址。
CD4052 内有两个四选一模拟开关，一个是作为位移电路产生将不同的四路输入信号在垂直方向上分开的阶梯波信号，另一在不同的时刻选通所观察的信号之一通过。
被测信号经CD4052的信号选通后，由LF353双运算放大器一方面对所选通的信号进行放大或衰减处理，另一方面将经过放大或衰减的被测信号与不同的直流量叠加，以显示在示波器荧光屏不同的位置。
[总体结构框图][分块电路和总体电路的设计]1、时钟信号产生电路利用 NE555 构成多谐振荡器，产生高频方波作为 16 进制计数器74LS169的时钟信号。
2、地址信号产生电路74LS169 是模 16 的同步二进制计数器，在时钟产生电路输出的方波信号控制下产生四位二进制输出，其中的两位输出 QA、QB可作为多路选择开关 CD4052 的地址输入。
高精度示波器模块硬件电路设计
高精度示波器模块硬件电路设计示波器作为工程师不可或缺的重要工具,其最基本的原理是将被测信号波形可视化,使用户直接获取信号的幅度与时间特性曲线。
伴随着电路系统不断复杂化,电路各项指标要求越来越苛刻,用户对信号波形细节越来越关心。
这必然要求示波器具有更高的垂直分辨率以及足够的测量精度。
传统基于8位模数转换器的示波器本身受到量化噪声和硬件本底噪声的影响,即使通过数据处理方式提高测量分辨率,使用时也存在很大局限性,很难实现真正意义上的高精度测量。
因此,从硬件角度入手,通过提高信号调理通道的信噪比水平以及提高采集电路输出数据有效位数是高精度示波器技术研究的关键所在。
本课题主要从提高信号调理通道信噪比和提高采集电路有效位数两方面着手设计了高精度示波器模块的硬件电路,底噪仅有0.1%满量程的高精度示波器具有出色的精确测量性能。
本课题的研究内容主要包括以下几个部分:1)高精度示波器模块信号调理通道及采集电路噪声分析:分别建立了电阻热噪声模型和集成运放的等效输入噪声模型,并在此基础上建立了运算放大电路等效输入噪声模型;推导了基本运算放大电路的噪声计算方法;研究了采集电路与信号调理电路噪声分配关系,并根据系统总体噪声指标要求,对采集电路与信号调理通道的噪声水平提出指标要求。
2)高精度示波器模块低噪声信号调理通道设计:围绕高精度示波器模块低噪声、大动态范围、高精度、高带宽等指标要求分析设计了信号调理通道的无源衰减网络、阻抗变换电路、可控增益放大电路、固定增益与偏移调节电路、ADC驱动器等功能电路模块;并分别计算了各模块的噪声水平和电路总的噪声水平。
3)高精度示波器模块高有效位数采集电路设计:分析了ADC采样时钟抖动对采集系统有效位数的影响,并根据采集电路的指标要求对采样时钟性能提出要求;结合时钟电路设计软件分析设计了低抖动采样时钟电路;为避免ADC采样过程中信号带外高频噪声与有用信号发生混叠,降低采集电路输出数据有效位数,分析设计了ADC前端抗混叠滤波器。
示波器的制作实验报告
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。
一种数字示波器的微处理器硬件电路设计
一种数字示波器的微处理器硬件电路设计
引言
随着通信技术的迅猛发展，电信号越来越复杂化和瞬态化，开发人员对
测量领域必不可少的工具数字示波器的性能提出了越来越高的要求。
最大限度
提高实时采样率和波形捕获能力成为了国内外众多数字示波器生产厂商研究的
重点，实时采样率和波形捕获率的提高又必然带来大量高速波形数据的传输、
保存和处理的问题。
因此，作为数字示波器数据处理和系统控制的中枢，微处
理器性能至关重要。
本文选用TI 公司的双核DSP OMAP-L138 作为本设计的微处理器，并实现了一种数字示波器微处理器硬件设计。
数字示波器的基本架构
目前数字示波器多采用DSP、内嵌微处理器型FPGA 或微处理器+FPGA 架构。
虽然内嵌微处理器型FPGA 灵活性强，可以充分进行设计开发和验证，便于系统升级且FPGA 外围电路简单。
但是该类型FPGA 属于高端FPGA，价高且供货渠道难得，不适合低成本的数字示波器使用。
若单独使用DSP，虽然其数据处理能力强大，运行速度较高，但DSP 的控制能力不突出，且数字示波器的采样率越来越高，DSP 内部不能做数据流降速和缓存，当设计采用高实时采样率的ADC，就得选用频率更高且内部存储资源更丰富的DSP，而此类DSP 一般都价格昂贵，同样不适合低成本的数字示波器使用。
因此，微处理器+FPGA 架构的方案是本设计首选。
微处理器+FPGA 架构的数字示波器的系统结构图如图1 所示：
图1 微处理器+FPGA 架构的数字示波器系统结构图
被测信号经模拟通道运放调理后送到ADC 器件；ADC 转换器将输入端。
个人硬件课程设计 电子示波器 精品
计算机科学与技术学院硬件课程设计报告个人实验报告1 选题与需求分析1.1 选题经过小组成员的认真考虑，最终确定课程设计的题目为数字示波器。
数字示波器是智能化数字存储示波器的简称，是模拟示波技术、数字化测量技术和计算机技术的综合产物。
与传统示波器相比，数字示波器不仅具有可存储波形、体积小、功耗低、方便携带等特点，而且还具有强大的实时信号处理分析等功能。
因此在电子电信类实验室中使用越来越广泛。
但目前我国使用的高性能数字示波器主要依靠国外产品，因此研究数字示波器有重要意义。
1.2 需求分析示波器在电子测量、测试仪器中有着很广泛的应用，是观察模拟电路和数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。
该课程设计是基于HUSY 试验箱的示波器模拟，由于仪器限制，只实现示波器的基本功能。
设计的初步思想是实现复位、波形延展、显示模拟量的基本大小信息。
经过小组讨论，示波器可有两种工作方式。
一种用波形的幅度来表示模拟量的大小，另一种工作方式用波长来表示模拟量的大小。
不管哪种工作方式，都要能显示出模拟数据的基本波形。
2 总体设计2.1 硬件方案不论工作在哪种工作方式下，都需要用到8279、0809芯片。
在两种方案中，0809做数模转换，把模拟电压量转换成数字量，用8279控制显示器。
一、用波形幅度来表示模拟量的大小二、用波长来表示模拟量大小模拟信 号输入0809 转换8086CPU8279LED 显示器.2.2 软件方案在两种方案下分别对应两种软件方案，都必须包括0809,8279这些器件的初始化，还有这些器件的控制，然后第二个方案还要有8255的相关程序。
2.1.1 程序实现思路一、用波形幅度来表示模拟量的大小 二、用波长来表示模拟量大小0809转换8086CPU8253分频8279 LED 显示器0809 转换模拟信 号输入对0809初始化 对8279初始化 给0809一个电压0809转换成数字量在8279中判断该数字的高低将8279中的LED 编码改了输出8279中对应编码的AL ，LED 对应亮2.1.2 课题的其他需求程序设计流程图如下。
示波器功能扩展电路报告
示波器功能扩展电路报告题目：示波器功能扩展电路报告一、引言示波器是一种广泛应用于电子测量、调试和研发的仪器，其作用是将电信号以图形的形式显示出来。
传统的示波器功能较为单一，无法满足复杂电子系统的需求。
因此，对示波器功能的扩展成为了电子测量领域的重要研究方向。
二、示波器功能扩展电路设计1.硬件设计为了扩展示波器的功能，首先需要设计一个适用于示波器的扩展电路。
该电路需要具有以下功能：（1）增加信号输入通道：通过添加选件卡或模块，实现多通道信号的输入，以便同时观察多个信号的变化。
（2）高灵敏度检测：通过采用高性能的ADC（模数转换器）和低噪声电路设计，提高示波器的灵敏度，以便观测微弱信号。
（3）高级触发功能：通过添加触发器模块，实现复杂触发条件的设定，以便在特定条件下捕捉信号。
（4）强大的数据处理能力：通过添加DSP（数字信号处理）模块，实现对信号的快速傅里叶变换（FFT）、波形参数计算等功能。
（5）大屏幕显示：通过采用高分辨率的LCD显示屏，实现信号波形的清晰显示。
2.软件设计为了使示波器扩展电路能够实现以上功能，需要编写相应的软件程序。
软件程序需要具备以下功能：（1）控制硬件电路：通过驱动程序控制硬件电路的运行，实现对输入信号的检测、处理和显示。
（2）实现高级触发：通过软件算法实现复杂的触发条件设定，提高示波器的捕捉能力。
（3）数据处理：通过编写数字信号处理算法，实现对输入信号的FFT、波形参数计算等处理功能。
三、实验结果与讨论为了验证该示波器功能扩展电路的实际效果，我们搭建了实验系统并进行了一系列实验。
实验结果表明：该扩展电路可以显著提升示波器的性能，观测到了传统示波器无法观测到的微弱信号波形，同时实现了高级触发功能和对信号的FFT、波形参数计算等处理功能。
此外，该扩展电路还具有很好的稳定性和可靠性，可以满足复杂电子系统的需求。
四、结论本报告介绍了一种示波器功能扩展电路的设计和实现方法。
通过硬件设计和软件编程，实现了多通道信号输入、高灵敏度检测、高级触发功能、强大的数据处理能力和大屏幕显示等功能。
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示波器梦想之硬件电路设计（一）
1 耦合电路图1 耦合电路
所设计的耦合电路如上图1 所示：
数字示波器的输入信号从BNC 无源探头输入，由于输入的模拟信号中有交
流成分和直流成分在里面，所以此部分电路用来供用户选择是否需要测量输入信号的直流成分。
C35 是耦合电容，用来隔离输入信号的直流成分。
耦合电容的值是根据后级输入阻抗来计算，耦合电容与后面的负载电阻构成了RC 高通滤波器，由RC 高通滤波器的截止频率计算公式（式1）
式1
后级信号调理电路的输入阻抗是1M 欧姆，所以为了使输入信号能够低至
1Hz 的交流信号，所以截止频率应该低于1Hz，所计算而得的C 电容值应该大于0.16uF ，所以这里耦合电容的值取1uF 。
由交流输入到直流输入的切换用继电器来实现，为了尽量减小继电器切换时所引入的机械噪声以免影响输入信号，这里继电器选用松下的小型信号继电器TQ2-5V。
由电路可知，继电器断开时为交流耦合方式，继电器吸合时为直流耦合方式。
2 信号调理电路设计
信号调理电路可分为两个部分，第一部分是衰减网络电路，第二部分是程控放大电路。
（1）衰减网络电路设计
图2 衰减网络电路
所设计的衰减网络电路如图2 所示。
利用电阻串联的分压原理，衰减网络电路实现两级衰减，当继电器K2 断开时，输入信号被衰减到原来的0.5，即衰减2 倍；当继电器K2 吸合时，输入信号被衰减到原来的0.02，即衰减50 倍。
电阻旁边的电容起频率补偿作用。
之所以选择的是可调电容，那是因为未知的待。