成本仅百元的USB接口虚拟示波器
USB虚拟示波器设计
USB虚拟示波器设计-LabVIEW实现内容提要：随着计算机技术的快速发展，计算机技术已经渗入到各个领域。
由于计算机的快速性、稳定性、高精度等特点，基于计算机技术的现代仪器也快速的发展起来，虚拟仪器应运而生，在对精度、稳定性等方面要求高的场合，虚拟仪器将逐渐取代传统仪器。
虚拟示波器，是将计算机强大的计算处理能力和一般硬件仪器的信号采集，控制能力结合在一起，从而实现一般示波器所不能实现的功能和友好的界面。
随着计算机技术的发展，使得虚拟仪器的实现成为可能，传统仪器的一些专用处理器和设备，被计算机的通用设备所代替，常用的虚拟仪器，多采用PCI或ISA插槽，将各种硬件连接到一起，然而采集卡的数量一般有限，因此组织系统的时候，只能指定特定的计算机，或打开计算机盖装入专门的采集卡，在使用笔记本电脑或工业一体化电脑的场合，根本就不支持PCI或ISA总线的设备。
本文围绕“虚拟示波器”这一热点课题，阐述了基于USB的无线虚拟示波器的设计方案、开发方法、开发过程。
在设计中使用了TI公司的单片机MSP430 F1611、ATMEL公司的AVR系列单片机ATMEGA16L、Philips公司的USB器件芯片以及Nordic Semiconductor ASA公司的增强型无线通信芯片nRF24L01。
利用MSP430F1611芯片内置的A/D采样实现数据采集，并通过无线模块将数据传输到主机；ATGMEGAL16L实现数据的接收并与USB通信。
关键词：A/D采样无线传输 USB 虚拟仪器 ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12USB virtual oscilloscope design-- LabVIEW to achieveAbstract：With the rapid development of computer technology, computer technology has infiltrated into every field. As the computer's fast, stable, high-precision, and other features of modern computer-based technology equipment is also rapidly developed, virtual instrument came into being in on the accuracy, high stability, and so on the occasion, the virtual machines will be gradually replaced by Traditional instruments.Therefore, we need a more convenient and more effective and flexible communication bus to achieve virtual machines, modern computer with a USB interface in general, the USB interface and the use of flexible, convenient, so first of all consider the USB bus. USB bus is Intel, IBM, NEC, Microsoft, and so on 7 well-known bus company's next-generation technology, following the adoption of a new generation of USB bus, PC configuration of the new machine's hardware devices do not have to flip open, and hot swap support Technology, to the great convenience to users through the USB hub, to expand up to 127 devices, and through the 3-5m of cable to connect to the computer, by collecting cards close to the test object, thus greatly improving the electromagnetic Compatibility standards in the agreement USB1.1 in, UMB bus transfer rate up to 1.5-12Mb / s, and in the USB2.0 specification, the rate of up to 360Mb / s. Such a rate sufficient to meet the vast majority of occasions.In this paper, around a "virtual oscilloscope" hot topics on the USB-based wireless virtual oscilloscope design, development methods, the development process. In the design used in TI's single-chip MSP430 F1611, ATMEL's AVR family of single-chip ATMEGA16L, Philips's chip USB devices as well as the Nordic Semiconductor ASA's enhanced wireless communications chips nRF24L01. MSP430F1611 use the built-in chip A / D sampling data collection and wireless data transmission module to the host; ATGMEGAL16L data reception and communication with the USB.Key words:A/Dsampling wireless transmission USB virtual instrument ATMEGA16L nRF24L01 PDIUSBD12目录一、引言 (1)（一）虚拟仪器的概念 (1)（二）虚拟仪器的组成 (2)（三）虚拟仪器的性能特点 (3)（四）虚拟仪器的发展及应用 (5)（五）虚拟仪器在中国的应用 (5)（六）LabView简介 (6)（七）LabVIEW的特点 (8)（八）通用串行总线（USB）简介 (9)二、方案分析 (13)（一）采样控制器的选取 (13)（二）无线传输模块的选取 (13)（三）USB芯片的选取 (14)（四）USB设备控制器选取 (16)（五）系统整体设计 (17)三、系统硬件设计 (18)（一）A/D采样衰减电路 (18)（二）A/D采样电压抬升电路 (19)（三）A/D采样控制电路 (19)（四）无线模块nRF24L01工作电路 (19)（五）USB模块工作电路 (21)（六）USB及nRF24L01主控板电路 (22)（七）串口调试电路 (23)四、软件设计 (23)（一）数据流图 (23)（二）下位机软件流程图 (24)（三）应用程序设计 (30)五、结论及展望 (32)致谢 (33)附录 (34)附录一：A/D采样程序 (34)附录二：nRF24L01无线传输模块数据收发程序 (36)附录三：nRF24L01接收程序（AVR） (40)附录四：LabVIEW界面VI程序 (45)参考文献 (46)一、引言（一）虚拟仪器的概念美国国家仪器公司（NI）在20世纪80年代最早提出虚拟仪器（VirtualInstrument，简称VI）的概念。
PICO示波器使用培训教程
PICO示波器使用培训教程一、引言PICO示波器是一款高性能、便携式的数字存储示波器，广泛应用于电子测试、维修、研发等领域。
本教程旨在帮助用户了解PICO 示波器的基本原理、功能特点、操作方法和应用技巧，以便更好地使用PICO示波器进行测试和测量。
二、PICO示波器基本原理PICO示波器采用数字存储技术，将模拟信号转换为数字信号进行存储和处理。
其基本原理包括采样、量化、编码和存储等步骤。
1.采样：PICO示波器通过内置的模拟前端电路对输入信号进行采样，将模拟信号转换为离散的采样点。
2.量化：将采样点的模拟电压值转换为数字值，通常使用12位或14位ADC进行量化。
3.编码：将量化后的数字值编码为二进制数，以便存储和处理。
4.存储：将编码后的数字值存储在内部存储器中，以便进行后续处理和分析。
三、PICO示波器功能特点1.高分辨率：PICO示波器通常具有12位或14位ADC，能够提供高精度的信号测量。
2.高采样率：PICO示波器具有高达5GS/s的采样率，能够捕捉到高频信号和瞬态信号。
3.大存储深度：PICO示波器具有较大的存储深度，能够存储大量的采样点，以便进行长时间的数据记录和分析。
4.丰富的触发功能：PICO示波器具有多种触发方式，如边沿触发、脉冲宽度触发等，能够满足不同测试需求。
5.多种分析方法：PICO示波器提供了多种信号分析方法，如频率分析、功率谱分析等，能够帮助用户深入了解信号特性。
6.便携式设计：PICO示波器采用便携式设计，方便用户在不同场合进行测试和测量。
四、PICO示波器操作方法PICO示波器的操作方法如下：1.连接探头：将探头连接到PICO示波器的输入端口，确保探头与被测信号正确连接。
2.打开PICO示波器：按下电源按钮，打开PICO示波器。
3.选择通道：通过旋转通道选择旋钮，选择需要测量的通道。
4.设置触发：通过旋转触发选择旋钮，选择合适的触发方式，如边沿触发、脉冲宽度触发等。
示波器测试USB3.0端到端完整测试解决方案
7
几种常用测试码型
CP0
CP1
CP7
CP8
8
USB3.0 夹具反嵌
提高测量电压摆幅和 去加重比值的精度
Eye Doctor software
发送端测量到的信号
通过夹具后测量到的信号，幅 度和边沿斜率发生改变
夹具反嵌后测量可以更准确的测量差分电压摆幅和去加重比值 需要输入夹具的S参数
9
9
USB3.0去加重比值测量结果
Step 2: 设置DUT进入Loopback 模式 Step 3: 扫描各个频点的正弦抖动Sj ，测量 BER
Transmit Channel
TP2
27 27
2012/6/20
27
Step 1– 校准PeRT3输出的信号
PeRT3 的Tx通过参考信道和参考电缆后连接示波器的两个通道
Transmit Channel
16
USB3.0信号的解码
K28.5
D19.1
USB3.0采用了8b/10b编码，力科SDA813Zi标配的 8b10b解码软件可以解码出波形对应的数据和命令
17
低频周期信号
Low Frequency Periodic Signaling (LFPS)
LFPS用于USB3两端口之间的通信，频率远低于5Gbps的速率，在低
在TP2点校准
28
2012/6/20
28
Step 1– 校准/信道的设置
在TP2点校准幅度、信号状态、抖动 校准过程为：
Signal amplitude set to 800mV-1200mV (optimized for Ref Channel) SSC - 33khz, Triangular, Down spread, between +300/-3700 and +300/
Agilent 5000 系列便携式示波器 说明书
Agilent 5000系列便携式示波器技术资料新一代便携式示波器2通用示波器的新标准• 带宽为100 MHz 、300 MHz 和 500 MHz • 2 个或 4 个通道• MegaZoom III 存储与显示技术 • 深达 1 Mpts 的采样存储器 (第4页)• 高达每秒 100,000 个波形的 实时捕获速率 (第5页) • 256 级亮度(辉度)高清晰 XGA (1024 x 768) 显示• 高达12位的垂直分辨率，即使 单次采样也能达到这一水平 (第 7 页)• 完备的标准接口 - 标配 (第 6 页) • USB (3 个端口) • LAN • GPIB • XGA 显示输出• 包括web 浏览器在内，全面实现 远端遥控功能 • 符合 LXI C 类仪器标准• 11种可选语言的用户手册 和示波器在线帮助• 安全环境选项传统台式示波器对于描述您已知的问题非常好。
Agilent 公司MegaZoom III 的深存储器和高捕获速率帮助您找出未知问题。
3适用于所有示波器使用者的前沿技术5000 系列示波器采用了与我们的高性能台式和实验室级示波器相同的第三代 MegaZoom III 技术模块 - 快速响应的深存储器、极小的“死区”时间、高捕获速率、类似模拟示波器的显示系统，我们把这些技术结合在一个紧凑的机箱内，但价格却与采用过去技术的示波器类似。
如果您最近还没有购买过Agilent 示波器，为什么不现在就考虑买一台呢?型号带宽 (MHz)通道数最高取样速度存储深度 捕获速率DSO5012A 100 2 2 GSa/s DSO5014A 100 4 2 GSa/s DSO5032A 300 2 2 GSa/s 最高达 1 Mpts 1 (第 4 页) 最高达每秒 100,000个波形（第 5 页）DSO5034A 300 4 2 GSa/s DSO5052A 500 2 4 GSa/s 2 DSO5054A50044 GSa/s 21 当交叉使用两个通道时获得的最深存储深度2当交叉使用两个通道时获得的最高采样率行业领先的客户支持作为全球领先的测试与测量厂商，Agilent 公司拥有最大的销售工程师、应用工程师、支持工程师与技术人员网络。
小巧不可小瞧Pico便携虚拟示波器操作演示
小巧不可小瞧Pico便携虚拟示波器操作演示•产品概述与特点•硬件组成与连接•软件安装与操作指南目录•示波器功能演示•实际应用案例展示•总结回顾与未来展望01产品概述与特点该示波器采用先进的虚拟仪器技术，通过计算机接口与上位机软件实现信号采集、处理和分析等功能。
Pico便携虚拟示波器具有体积小、重量轻、易于携带等特点，适用于现场测量、实验室研究、教育教学等多种场景。
Pico便携虚拟示波器是一款高精度、高便携性的测量设备，旨在为用户提供快速、准确的电子信号分析。
Pico便携虚拟示波器简介主要功能及性能参数主要功能实时波形显示、信号参数测量、数据存储与回放、自动测量与统计等。
性能参数高带宽、高分辨率、低噪声、高精度等，确保信号的准确捕获与分析。
独特设计与优势分析独特设计采用模块化设计，支持多种扩展模块，可根据用户需求进行功能定制和扩展。
优势分析高集成度、低功耗、强抗干扰能力，确保在各种环境下都能获得稳定的测量结果。
适用范围及市场需求适用范围电子工程、通信工程、自动化控制、航空航天等领域中的信号测量与分析。
市场需求随着电子技术的不断发展，对高精度、高便携性示波器的需求不断增加。
Pico 便携虚拟示波器凭借其卓越的性能和便捷的操作，满足了市场日益增长的需求，成为电子工程师和科研人员的理想选择。
02硬件组成与连接Pico示波器主机探头电源适配器USB数据线主要硬件部件介绍小巧轻便，高性能的示波器主机，用于接收和处理信号。
为Pico示波器提供稳定的电源供应。
用于连接被测电路和示波器，将电路中的信号传输到示波器中进行显示和分析。
用于连接Pico示波器与电脑或其他设备，实现数据传输和远程控制。
将探头插头插入Pico 示波器主机上的对应接口，确保连接稳固。
探头连接电源连接USB 连接将电源适配器插头插入Pico 示波器主机的电源接口，另一端接入电源插座。
使用USB 数据线将Pico 示波器与电脑连接，确保数据传输畅通。
一种低成本数字示波器的设计与实现
当时钟上 升沿到来 时 ， 执行 数据采 样 ， 下降沿 到来 时 ，
则停止采样 ， 行数据保持 。 进
总 压 跟 随 器 ． 独 特 的 互 补 双 极 型 场 效 应 管 的 内部 结 构 其
第 使 得 ＡＤ ４ 有 高 输 入 阻 抗 和 低 输 出 阻 抗 的 特 点 。 ８ ３具
本 文 介 绍 一 种 低 成本 的 数 字 示 波 器 的设 计 与 实 现 ， 该
采 用集成 运放 ０ ３ （ 噪音高速 精密运算 放大器 ） Ｐ ７低 对
电压 电流信号进行 放大 ０ ３ Ｐ ７增益带 宽与转 换速 率
很 高 ． 大信号 电压增 益可 达 １０ 最 ００多倍 。４ ５ 为八 ０１
选 一模拟开 关 ， 有双 向传 输性能 。用 单片机 控制 其 具 选通端进 行换档 ． 实现放 大电路 中反 馈通路 的选择 以 调 节放 大倍 数 ， 达到调节 垂直灵敏度 的 目的 。
示波 器 的采样 方式 可 以是实 时采样 也可 以是 等效 采 样． 当输 入信 号 的频率 小 于 Ｉ ｚ时 ， 用实 时采 样 ＭＨ 选
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兰
２４ 采 集 存 储 电路 与 控 制 显 示 电路 ．
采集 存储 电路 的作用 是将 Ａ Ｄ变换 后 的通道 数 ／ 据写入存储 器 中。其控制逻 辑包 括接 口， 发控 制模 触
块 ， 集 存 储 控 制 模 块 。 存 储 器 的 存 储 过 程 可 以 分 解 采
功能及波 形参数测 量功能等 关键模块 进行 了重点优化 。
关 键 词 ：数 字 示 渡 器 ；宽 带 电 压 跟 随 器 ；Ａ／ 转 换 器 ； ＤＡ Ｄ Ｅ
０ 引 言
数字示 波器 具有 传统 模拟 示波 器远不 能及 的功 能 、 度和带宽 ． 精 然而 当前 商用 示波器普遍 价格 昂贵 ，
试用USB接口虚拟示波器,频谱分析仪F-24U
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头 现有 的 美 国
泰克 Ｔ ｋｒｎ ＤＳ ０ ｅ ｔ ｉＴ ２ １ ｏｘ ２数字存储示波器及 日立 ＨＩ Ｃ Ｔ ＨＩ Ａ
Ｖ １６ 一 ５ ５示 波 器 做 了 对 比 测 试 ， 测 试 信 号 源 采 用 的 是
ｄ所 示 。 随 后
调 整 产 生 幅度 ２ 波 形 更 Ｖ 为 复 杂 的 视 频 信 号 ， 测 试 结 果 如 图 １ ａ ｂ ｃ ８、 、 、
用 软件 。 如 图 ８所 示 ，双 击 Ｆ ４ — — ７３ ｘ ２ Ｕ ＧＢ Ｖ ．． ｅ可执 行 文 ｅ
此时将示 波探 头接入信号 ，单击控 制窗 口中的 Ｐ Ａ Ｌ Ｙ键 ，
右 方 的红 色指 示灯 开 始 闪烁 ，就 能 进 行正 常 的 测 试 了 ，被
件开始简体 中文版软件安装 ，安装完成后就会在桌面上 出 现图 ９所示的启动快捷图标。 双击该图标运行测试应用软
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古人云 ：工欲善 其事 ，必先利其 器。每 个 电子爱好 者都渴望拥 有一套功 能强劲 、性能优 异的测试 仪 器。然
而传统专业 电子仪 器高昂的价 格 门槛 ，总让 大 多囊中羞
涩的爱好者 望而却步 ，因而价 格相对便 宜 的虚 拟仪 器设
Ｒ ａ ｍｅ 如 图 ６所 示 ，可 ｅｄ ，
自制低成本USB接口虚拟示波器
自制低成本USB接口虚拟示波器采用M IC RO Chip公司的USB单片机PICl8F255O 制作一个USB接口的虚拟示波器，PICl8F255O是一款采用纳瓦技术的28引脚高性能增强型闪存USB单片机，拥有32KB闪存，2I{BRAM，256字节EEPROM，3个外部中断，4个；芝时器模块(TimerO到Timer3)，2个捕捉/比较/PWM(CC P)模块，其USB接口兼容USBV2.0，支持低速(1.5Mbit/s)和全速(l2Mbit/s)数据传输，支持控制、中断、等时和批量数据传输模式，特别是内置有10路10位模数转换器，非常适合做简易虚拟示波器。
PlCl8F255O的数据手册可到下、载。
本示波器与常见的示波器比较，最大的特点是可以定量地结出信号的各种参量，比如最大、最小值和频率等，无需使用者再去数格子，然后还要计算。
当前市面上的USB接口虚拟示波器最便宜的也要1200元以上，而本示波的成本基本可以控制在100元左右，其中不包括示波器探棒，特别适合于学校教学实验以及无线电爱好者日常制作的需求，在学校教学中可以直联投影机，使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。
性能指标这里介绍的示波器采样频率比并口示波器略高，同样支持直流獭量，可以定量测量信号，主要技术指标如下：采样频率：323.53K Hz、lOOkHz、50kHz, 20kHz, 10kHz, 5kHz, 2kHz,lkHz 8挡可调，本机测量的信号频率应在70kHz以下。
最高输入电压分两挡：± 2.5V，±12.5V，如果接入10：1 示波器探棒，最大输入电压可达± l25V。
输入阻抗：1MΩ。
供电电压：无需外部供电，直接从PC机的USB 口取电。
触发范围：0%一 100%。
接口：USB接口。
下图所示分别为2.4576MHz晶振128分频后19.2kHz方波和50Hz市电显示情况：电路原理电原理图见下图，从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与并口示波器相同，R1O、R11、Rl2、Rl3、Rl4、Cl9、C20和 C21构成输入交直流切换和衰减网络，提供交直流输入切换和1：1、1：5的输入信号切换功能；TLO74中的一个运放U1A和其周边元件构成一个跟随放大器，提供了输入保护和阻抗转换功能；TLO74中的另一个运放U1B构成一个正相放大器，提供-2.5V一+2.5V向0-2.5V的转换功能，同时依据实际操作的经验，取消了不实用的外触发部分，简化了电路。
USB 模块化示波器 (U2701A 和 U2702A)
Keysight U2701A/U2702A USB 模块化示波器用户指南声明版权声明© Keysight Technologies 2009 - 2017根据美国和国际版权法，未经 Keysight Technologies 事先允许和书面同意，不 得以任何形式（包括电子存储和检索或翻译为其他国家或地区语言）复制本手册中的任何内容。
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手册部件号U2702-90016版本第 10 版 , 2017 年 6 月 1 日印刷地区：马来西亚印刷发布者：Keysight TechnologiesBayan Lepas Free Industrial Zone, 11900 Penang, Malaysia技术许可本文档中描述的硬件和/或软件仅在得到许可的情况下提供并且只能根据此类许可的条款进行使用或复制。
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美国政府权利本软件属于联邦政府采购法规（“FAR”）2.101 定义的“商用计算机软件”。
按照FAR 12.212 和 27.405-3 以及国防部FAR 补充条款（“DFARS”）227.7202，美国政府根据向公众提供商用计算机软件的一般条款获得本软件。
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USB充电插座纹波测试分析
2018年08月/Aug.2018 27标准·检测认证/USB 充电插座纹波测试分析黄善维（施耐德电气（中国）有限公司深圳分公司 深圳 518016）摘要：在分析USB 充电插座工作原理和纹波产生原因的基础上，并用实例分享纹波的具体测试方法,和指出了目前USB 插座在纹波测试中需要关注的几个问题，并对这几个问题进行分析，进一步提出了相应的建议,以减少这几个问题对纹波测试的影响。
关键词：USB 充电插座；纹波；影响Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ ｓｏｃｋｅｔ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｒｉｐｐｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｉｍｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔａｔｅｓ ｓｏｍｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓａｍｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ ｓｏｃｋｅｔ ｔｅｓｔｓ， ｔｈｅｎ ｗｅ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｐｕｔ ｓｏｍｅ ａｄｖｉｃｅｓ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｒｉｐｐｌｅ ｔｅｓｔｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＵＳＢ ｃｈａｒｇｅｒ ｓｏｃｋｅｔ； ｒｉｐｐｌｅ； ｉｍｐａｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＵＳＢ Ｃｈａｒｇｅｒ Ｓｏｃｋｅｔ Ｒｉｐｐｌｅ Ｔｅｓｔ 引言随着智能产品在当今社会上越来越普及，ＵＳＢ充电插座显得越来越重要，对ＵＳＢ充电插座的要求也越来越高，其性能的好坏直接影响着智能设备充电性能，为了保证ＵＳＢ充电插座始终处于良好的工作状态，必须对其进行正确的测试。
因此，本文对ＵＳＢ充电插座纹波测试中所需要关注的因素进行分析和明确。
采用USB接口的虚拟示波器研制
ｄ ｉ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ７ ．０ ２ １ ． １ ｏ ： ０ ３ ６／．ｓ ．０ ６２ ５ ２ １．０ ０ ９ ｓ ４
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ Ｖｉｔ ｌＯｓ ｉ ｏ ｃ ｐｅ ｂ Ｂ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｕａ ｃｌ ｓ ｏ ｙ ＵＳ ｌ
ＨＥ ｎ ，ＬＩ Ｙｉ Ｈｏ ｇ Ｕ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＵＳ Ｂ；ｏ ｃｌ ｓ ｏ ｅ Ｐ Ａ；． Ｔ ｓ ｉ ｏ ｃ ｐ ；Ｆ Ｇ ｌ ＮＥ
０ 引 言
示 波器作 为 电子测量 仪器 中最常 用 的一种 ， 广泛 应 用于 现场 检测及 科学研 究等许 多领 域 ， 主要用 于测
１ 系统设 计
系统 的 总体 设计 方框 图如 图 １ 所示 。
２１ 第 １ ０ ２年 ０期 文 章 编 号 ：０ ６ ４ ５ ２ １ ） ０ ０ ８一 ４ １０ ５ ７ （０ ２ １－ ６ ｏ ０
计 算 机 与 现 代 化 ＪＳ Ａ Ｊ Ｙ Ｉ Ｎ Ａ ＨＵ ＩＵ Ｎ Ｉ Ｕ Ｘ Ａ Ｄ Ｉ Ａ
总 第 ２ ６期 ０
采 用 Ｕ Ｂ接 口的虚拟 示 波 器研 制 Ｓ
ｃ ｎｒ ｌ ｒ ａ ｄ Ｐ ｏ ｔｏｌ ｎ Ｃ．Ｐ ａ ｅ ｈｐ ｂ ｏ ｔｏｌ ｇ ｌ ａ ｅ ｒ ｗ ｒ ｄ ． Ｔ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐ ｄ ｃ ｎ ｑ ｅ ｃ ｒ ｉａ ｅ ． ｅ Ｃ ｓ ｖ ｓ ｃ ｉ ｙ ｃ ｎ ｒｌｉ ｏ ｄ ｄ ｆ ｎ ｉ ｍ ａｅａ ｎ ＮＥ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｓ ｄ ｔ ｒ ｕ ｅ ａ ｕ ｉ ｕ ｏ ｄ ｎ ｔ ｓ ｏ Ｆ ｎ ｌ ，ｔ ｅ ａ ｔａ ｔｓ ｅ ｕ ｔ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｒ ｙ ａ ｄ ｆａ ｉ ｉ ｔ ｆｔｅ ｐ ｏ ｒ ｍ． ｉ ａｌ ｙ ｈ ｃｕ １ ｅ ｔｒ ｓｌｓ ｒ ｖ ｈ ｕ ｅ ｉ ｉ ｎ ｓｂｌ ｙ ｏ ｒ ｇａ ． ｏ ｔ ｅ ｉ ｈ
8款经济型示波器比较
8款经济型示波器比较当需要理解你的电路在发生什么的时候，示波器是个必要的工具。
它可并不便宜：一个简单的示波器就要好几百欧元/美元。
当然你也可以用便宜得多的价钱买个二手模拟示波器，但它们通常很笨重，而且没有现代示波器具备的数字存储功能。
本文将列出我评估过的几款数字存储示波器。
带宽示波器常以带宽来区分。
带宽以MHz 定义-表明信号幅度下降3db 处的频率。
高的带宽允许你测量快的信号。
数字存储数字存储示波器（DSO)可以把信号存储在内存里。
这可以让你捕捉信号，然后再检查它。
这里列出的DSO 有的采样会高达1Gs/s，所以有大的内存来存储这些采样信号会是一个很大的优势。
Rigol DS1052E and DS1102E 讨论经济型示波器不可能跳开Rigol DSO1052E. 它是一款流行的50MHz 带宽示波器。
某些早期的版本，还能很容易超频到100MHZ。
超频现在比较难了，Rigol 也减低了100MHZ 示波器DS1102E 的价格。
Rigol DS1052E and DS1102E 的主要参数如下：Screen: 5.7″ TFT, 320 乘以234 pixelsSample rate: 1GS/sBandwidth: 50MHz (DS1052E) or 100MHz (DS1102E or hacked DS1052E) Memory depth: 1 million measurementsRigol 的优势是低价，好的性能参数和大量用户群。
缺点是屏幕小，风扇声音大。
Owon SDS6062 and SDS7102Owon 示波器不象Rigol 这么有名。
他们以前的版本，屏幕是过时的STN 屏，性能参数也一般。
但现在的SDS 系列好多了。
示波器PicoScope 6000系列高性能的USB示波器详解
示波器PicoScope 6000系列高性能的USB示波器详解示波器picoscope6000系列高性能的usb示波器详解pico示波器picoscope6000系列高性能的usb示波器4通道350或500mhz频宽5gs/s实时码率高达1gs存储器内置函数和任意波形发生器整套涵盖：picoscope6000系列示波器4x10:1示波器探头#usb线万能ac电源结实存放箱picoscope示波器软件免费软件升级5年质保#整套购买时才包含该探头还须要我们多说道?20多年pc示波器的设计经验和倾听您的需要和要求造就了picoscope6000系列示波器-usb示波器的最高水平！高带宽，低码率具有350mhz或500mhz模拟带宽再加上5gs/s的实时采样率，你的picoscope6000系列示波器能够用200ps时间分辨率显示单稳脉冲。
ets模式极大提高最大采样率，实现对重复性脉冲的最精细显示。
内存比任何其它示波器都小picoscope6403和6404与任何其它示波器相比，具有最深的缓存。
其它示波器的最大分辨率比较高，但是如果没有比较深的缓存就不能在长时基上实现这些最大分辨率。
picoscope6403和6404巨大的1g样本缓存，可以在5gs/s采样率时，下到20ms/div进行信号采集-这是一个200ms的总间隔。
管理所有这些数据需要一些强力工具，因此picoscope示波器具有100m倍的最大放大率，并有2种放大方法可选。
有一套常规的放大按钮，加上一个预览窗显示整个波形，同时你也可以简单的拖放鼠标来放大和还原显示。
一流引爆除了具有传统示波器的各种触发模式之外，你的picoscope6000系列示波器还内置了一套高级触发模式捕捉你要求的数据。
自行设置接收器定制探头功能你自己可以修正特定探头的增益，衰减，偏置和非线性，或者换算不同的测量单位。
你可以存储这些定义以备后用。
已包含pico标准探头的定义。
Agilent 1000 系列便携式示波器 说明书
Agilent 1000系列便携式示波器技术资料物超所值的示波器2物超所值的示波器新型Agilent 1000系列示波器具有大型示波器的性能和特性, 而且便于携带、价格实惠。
我们通过为您提供更佳的信号观察能力、更多功能和更高效率，为经济型示波器树立新标杆。
1000系列重量不到3.2 kg,体积小, 便于随身携带。
1000系列的所有型号都具有2 GSa/s 的最高采样率和20 kpts 的最大存储器深度。
2通道型号DSO1002A 60 MHz DSO1012A 100 MHz DSO1022A200 MHz4通道型号DSO1004A 60 MHz DSO1014A 100 MHz DSO1024A200 MHz无论您是在研发领域中设计产品，在教育行业中从事下一代教学，还是在制造业或服务业中进行测试，新型1000系列示波器都可帮您充满信心地完成工作。
图3. 标配的模板测试是制造和服务测试选择1000系列解决方案的重要原因之一。
图1. 1000系列示波器具有一些通常只有在更高档示波器上才有的特性, 因此是研发应用中不错的选择。
图2. 经济的价格使1000系列成为教学实验室进行测试测量基本教育的理想工具。
研发教育制造如欲了解更多信息, 请访问: /find/DSO1000A3捕获更长时间的信号, 并保持高分辨率1000系列的所有型号都可标配每通道最高达20 kpts 的采样内存，使用非常方便。
示波器即使采用较慢的时基设置，也能保持高分辨率采样，让您能够观察信号细节。
观察信号更清晰每种型号的1000系列示波器都配有明亮、清晰的彩色LCD 显示屏(300 cd/m 2)。
您几乎可以从任何角度快速观察信号。
与需要一直打开菜单的传统示波器不同，1000系列示波器的整个5.7英寸显示屏都可以根据需要用于波形显示。
更佳的信号观察能力图6. 使用真实缩放 (True Zoom) 模式, 您可以同时观察波形的全貌以及波形的细节, 您可以在查看一段较长时间记录的同时在缩放窗口中观察信号的细节。
DSCope虚拟示波器评测
DSCope 虚拟示波器评测
由DreamSourceLab 开发设计的DSCope，是一款具有CNC 一体成型金属外壳的便携式虚拟示波器。
具有11*7.4*1.6cm 的超迷你外观尺寸，可以轻松的放进衬衣口袋。
而且同时具有50MHz 模拟带宽和200MHz 最高采样率的
准专业级技术指标，足以应对普通的测试测量场景。
通过USB 接口连接到
PC 就可以做为一台全功能的示波器来使用。
DSCope 虚拟示波器性能
简单的测试了一下性能，用STM8 的时钟输出功能在一个IO 上输出CPU 的时钟，因为只有一个时钟输出引脚，所以再用一个IO 翻转，不加delay，
同时测两路波形，红色为时钟输出，绿色为IO 翻转
时钟输出4M 时：
时钟输出8M 时：。
DDSO-100 HDSO-100 型使用说明书
4.8 垂直移动
当鼠标移到左边或右边的 Y 轴附近。将会显示一对上下的半透明箭头，同时鼠标变成 小手形状。此时，按钮鼠标左键，移动鼠标，曲线将随鼠标而上下移动。可以用快捷键“↓” 和“↑”来实现左边 Y 轴曲线的上下移动，和用 Shift+“↓”和 Shift+“↑”来实现右边 Y 轴 哈尔滨仪星电子科技
4.1 鼠标拖动 …………………………………………………………………… 4 鼠标拖动…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 4 4.2 鼠标测量 鼠标测量…………………………………………………………………… ………………………………………………………………… 5 4.3 采样点显示 采样点显示………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 5 4.4 水平缩放 水平缩放…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 5 4.5 水平移动 水平移动…………………………………………………………………… 4.6 水平微调 …………………………………………………………………… 5 水平微调…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 5 4.7 垂直缩放 垂直缩放…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 5 4.8 垂直移动 垂直移动…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 5 4.9 区域放大 区域放大……………………………………………………………………
ZDS3024C 系列示波器入门手册说明书
2.1 固件升级说明 .....................................................................................................................6
4. ZDS3024C 示波器技术参数 ....................................................................................9
4.1 垂直系统 ............................................................................................................................. 9 4.2 水平系统 ............................................................................................................................. 9 4.3 采样系统 ........................................................................................................................... 10 4.4 触发系统 ........................................................................................................................... 10 4.5 触发种类 ........................................................................................................................... 10 4.6 解码种类 ........................................................................................................................... 11 4.7 测量参数 ........................................................................................................................... 13 4.8 波形数学运算 ...................................................................................................................14 4.9 高级分析功能 ...................................................................................................................14 4.10 显示特性 .........................................................................................................................14 4.11 输入/输出端口 ................................................................................................................15 4.12 普通技术规格 .................................................................................................................15 4.13 产品尺寸 .........................................................................................................................16 4.14 配件 .................................................................................................................................16
50MHz至100MHz带宽超低成本示波器
● 量 新 品 发 布
町靠性 更高，更易通过雷 击浪 涌测试 。
此 外 ，法 系 列 芯 片还 使 用 了＿ ｜ ： 兰 实现 精 准 的稳 压能 力 。
Ⅳ Ｅ ｗ Ｐ Ｒ ０ 。 ｕ ｃ
／ 『 增加 成本的情况 为数据 『 ｝ １ 心客 户 其 他特 性 ：４ Ｍ ｔ ｔ ｚ 肝关频率 ，无须 提供 更商的性 能 ，优 点 卜 分突 出。号 ｆ ｝ 】
都是准 示波器
确的 ，而 １ ４ ． Ｊ ～部进 行温度补 偿 ，省掉
ｌ ｒ 外 部 电 路 ，从 而 简 化 没 计 。 外 ，使 起价 ［ ２ ４ ７ １ 美元 ，乜 ５ ０ ～１ ０ ０ ＭＨｚ 带宽
使 川特 殊的磁性 ７ 亡 ｆ １ ： 或额外的 电容 ，便 川这 助 率级姚能 去掉 检流 引线 ，ｌ ａ ｉ ｎ‘ 内的 多种型 号，该系列示波 器除 了提供 可作瞬态条什下实 仅 １ ％ｆ １ ４ ３ 过 冲。 ‘ 市场 ｌ ： 其他 ｌ ０ Ａ降 压摸块 ，
需 一 个 电阻 即 可 设 置 电 。对 于 电
ｌ ０ ０ ０ Ｘ系列 采 用了是 德科技 独有 的ＡＳ Ｉ Ｃ 芯Ｊ ￣ ＇ （ Ｍｅ ｇ ａ Ｚ ｏ ｏ Ｉ ｎ Ｉ Ｖ智能 俘储 器｝ 支 术） ，波 形捕获 率高 达５ ０ ０ ０ ０ 波 形 ／ 秒 ，更容 易观察到 随 机平 ¨ 罕 见的 毛刺
ｒ没 有 ｒ 噪 声 和 外 部 滤 波 ， 系 统 响 应 专 业的示波器功能 外 ，还提 供了业 内领
速度很快。
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重要声明：如果你没有一定电路基础,请不要使用本软件。
如果操作不当可能会损坏声卡甚至电脑。
对造成的一切后果,作者不负责。
测试电缆的制作:需要两个３．5的立体声插头,并将两段三芯屏蔽线接上，另一端可接上鱼夹,如果要求不高可直接使用耳机线。
使用方法:１.检查你的声卡是否支持4４100采样率1６位双声道双工方式（现在的声卡不存在这些问题）。
检查声卡上是否有ｌine in，如果只有ｍiｃ口,那么本软件部分功能可能无法实现(一些主板集成声卡存在这些问题)。
2．打开音频高级控制(通常在屏幕的右下角),关闭一切特效如环绕音之类，将录音方式选择为line。
３.将做好的两根音频电缆分别接到声音输出口和line ｉｎ口。
4.找一些准确的电阻器,电容器，电感器作标准元件,把它们的值填入你可以这样填4.7k 4．６9８k 4698 ,填不填单位没有关系，但显示的数值和对应框中的数为同一单位。
ﻫ5.将待测元件和同一类标准元件串联，标准元件另一端（非公共端)接地，待测元件那端（非公共端）接R输出或L输出（两边输出频率不同)可视具体情况而定。
将待测元件的两端接到lｉnｅ in电缆的非地的两端（Ｒ_in,L_in) 。
现在屏幕上显示的值就是待测元件的值了,如果不是则交换line in 电缆的非地的两端。
（参考连接图）6.测交流电压时，直接输入到lｉne iｎ电缆的L－in,你需要一个电位器控制输入的幅度，并可用它校准电压表,显示的是有效值。
(!!!!过高的电位会造成声卡的损坏!！!!）注：声卡的设置声卡的正确设置是本软件正常工作的前提，由于声卡种类繁多，各种版本的驱动程序更是多不胜数,作者。
并不能保证每一块声卡上都能正常工作。
但通过两种常见声卡上的测试,软件都能很好的工作。
测试的声、卡芯片为雅马哈７24，使用公版驱动，另一为主板集成声卡，芯片为创新ｅｓ１37３，使用主板自带驱动。
设置时大致按以下步骤进行：1. 打开声音高级控制2. 选择录音属性，打开录音音量控制面板,将输入方式选成LINＥ。
3.关闭不必要的声音特效,如混响环绕，以避免左右声道互相干扰。
4．如果无信号时背景噪声较大,可尝试将一些选项静音,特别是CD音频。
5. 调整输出和输入的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。
ﻫ这时信号是从LINE IＮ口输入的。
在输出音频信号时，输入口是没有信号的。
如果使用其它声卡，可参照以上步骤设置。
注意使用公版驱动或自带驱动，不要使用windows带的驱动。
如果仍无法正确工作，可换一个驱动试试。
ﻫ可能出现的情况：ﻫ1．声卡上没有ＬINE IＮ口,只有MIC口，在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况,因为MIＣ口通常是单声道,也就是示波器只能单踪工作，万用表也只能测电压了。
2. 打开信号发生器，示波器上同时显示波形，这是输出反馈到输入端造成的,可修改各项设置。
ﻫ电缆的制作:ﻫ将一段三芯屏蔽线接在立体声插头上,即成一根测试电缆,用同样方法做另一根。
把它们插到声卡后的输出输入口上,电路就接好了。
ﻫ软件的编写过程:ﻫ整个软件是用VC 写的,对声音的操作使用的是APＩ,一些部分如FＦT和位图的保存修改自现成的源码。
我尝试用硬件实现部分功能,但把电路搭成后测试,才发现这完全是画蛇添足,软件实现的比硬件还要好,电路很难产生标准的正弦波，而软件却轻松实现了。
这印证了一句名言----简结至上。
软件说明ﻫ声卡是个人电脑中不可缺少的一部分,同时也是一个很好的Ａ/D,Ｄ/A卡,本软件充分利用了这一功能。
本软件实现了示波器，信号发生器，频率计,万用表的功能,在音频范围内可完全替代上述仪器。
这并不是仿真软件，而是实用的工具,这些虚拟仪器可以很好的工作。
最简单的应用只需要两根电缆,一根输入,一根输出。
工作原理:本软件利用声卡进行采样和输出,软件能否正常工作与声卡的正确设置紧密相关。
声卡的工作方式是４１00HＺ，１6bｉｔ,双声道双工,大多数声卡都支持这一标准。
各部分的使所有的虚拟仪器都做在一个面板上，操作是很简单直观的。
1. 示波器启动程序后,示波器已处于工作状态，有五种工作方式可供选择X 单踪示波器ﻫX1 ，Ｘ2 双踪示波器ﻫX1＋X2 两路信号相加X-Y 两路信号分别做X轴,Y轴输入。
这一种方式类似通用示波器中用李萨如图形测频率的方式。
频域显示信号的频谱分布通过上面几个控件可调整示波器各项参数。
按下REＣORD 可将输入信号保存为WAV文件,再次按下停止记录。
ﻫＰAUSE 可将示波器屏幕暂停,以便观察，再次按下结束暂停。
暂停时仍能调整各项参数。
保存屏幕可将示波器屏幕存为位图文件，需先将屏幕暂停,调整好后再保存。
2. 频率计需要按下电源按钮来启动频率计。
ﻫ频率是对输入信号进行FFＴ得到的，每秒可以更新约10次,显示误差约有10hz,如果想得到准确的频率值,可利用信号发生器的输出信号和示波器利用李萨如图形法测得。
如果将FFT取样数提高,误差可以小于1ｈz,但会加大运算量,在实际中似乎没有必要。
3．信号发生器需要按下电源按钮来启动信号发生器。
这是一个频率很准确的双路正弦波发生器，由于采样的特性所限，高频部分有所失真,但在50ｈz-１5khｚ时波形都相当好,输出幅度可通过调节音量实现。
按下左边的按钮可设置输出频率。
ﻫ4.4.万用表这是一个有趣的附件,需要按下电源按钮来启动它。
它可以测电阻电容电感和交流电压有效值。
测电阻电容电感时需要同时打开信号发生器,选择合适的输出信号频率。
按照原理图把待测元件和标准元件接入电路。
按下输入基准，把基准值输入，选择测量方式,ＬED屏上即可显出待测值。
ﻫ注:V(ＡC)只能测交流有效值。
示波器窗口可同时显示两路信号的波形，可以看到幅度和相位的关系。
ＬEＤ屏并不显示小数点,输入基准值时有一些技巧。
如以0.047uf电容做为基准，输入时可输入4７,显示值的单位和基准值一致。
Ｖ（AC)档显示的是相对值,可通过外置的电位器和以知幅度的信号源来校准。
成本仅百元的ＵＳB接口虚拟示波器文／孙红生凌海笔者在本刊２０07年第５期介绍了一种连接在计算机并口上的简易虚拟示波器,文章发表后，很多热心读者反映最好是开发一种使用ＵSＢ接口的虚拟示波器,这样更符合潮流,而且具有不用担心热插拨可能给计算机带来的损害,无需额外提供电源的优点。
为此笔者经多方面查找资料，决定采用ＭＩCROＣHＩP公司的USＢ单片机ＰIC18Ｆ2550制作一个ＵSB 接口的虚拟示波器,PIC18Ｆ2５50是一款采用纳瓦技术的28引脚高性能增强型闪存UＳB单片机,拥有３2KB闪存,２KBRAM，２５6字节EEPＲOＭ,3个外部中断,4个定时器模块(Tｉｍｅr０到Ｔｉmeｒ３),2个捕捉/比较／PＷM(ＣCP）模块,其USB接口兼容USＢV2．0,支持低速(１.5Mbｉｔ/s)和全速(12Mｂｉｔ/s)数据传输，支持控制、中断、等时和批量数据传输模式，特别是内置有10路１0位模数转换器,非常适合做简易虚拟示波器。
PIC１8Ｆ2５50的数据手册可到wｗw．micｒoｃhiｐ．cｏm．cn下载。
本示波器与常见的示波器比较，最大的特点是可以定量地给出信号的各种参量，比如最大、最小值和频率等，无需使用者再去数格子，然后还要计算。
当前市面上的USB接口虚拟示波器最便宜的也要12０0元以上,而本示波器的成本基本可以控制在100元左右,其中不包括示波器探棒，特别适合于学校教学实验以及无线电爱好者日常制作的需求，在学校教学中可以直联投影机，使全体学生都可以远距离看到信号波形的演示。
性能指标这里介绍的示波器采样频率比并口示波器略高,同样支持直流测量，可以定量测量信号,主要技术指标如下:采样频率：3２3.53ｋHz、１0０kHz、5０ｋＨz、2０ｋＨz、１0kHz、5kHz、2ｋHz、1 kHz ８挡可调,本机测量的信号频率应在70ｋＨz以下。
最高输入电压分两挡:±2.５Ｖ,±１2．５V，如果接入10：1示波器探棒,最大输入电压可达±１25Ｖ。
输入阻抗：１MΩ。
供电电压:无需外部供电,直接从ＰＣ机的USＢ口取电。
触发范围:０％～１00％。
接口:USB接口。
图1、图2所示分别为2．45７6MHz晶振128分频后19.２ｋHz方波和50Hｚ市电显示情况。
ﻫ电路原理ﻫ电原理图见图3,从图中可以看出电路的输入信号调理部分和信号转换部分与并口示波器相同,Ｒ10、R11、Ｒ１2、R13、R14、C1９、Ｃ20和C21构成输入交直流切换和衰减网络,提供交直流输入切换和1:1、１:5的输入信号切换功能;TL074中的一个运放Ｕ1A和其周边元件构成一个跟随放大器，提供了输入保护和阻抗转换功能;TＬ０７4中的另一个运放U1B构成一个正相放大器，提供-2．5V~+2．5V向0～２.5Ｖ的转换功能，同时依据实际操作的经验,取消了不实用的外触发部分,简化了电路。
电路的主体部分以ＰIC18F２５50为核心，PIＣ18Ｆ25５0与周边电路共同构成了模数转换采样和USB接口部分,其中ＴＬ431和接在其阴极的200Ω电阻构成了一个2.5Ｖ电压基准,供单片机作为模数转换和运放电平转换的电压基准。
由于ＵSＢ仅能提供5Ｖ电源，不能满足前两级运放的工作条件,为此采用一片340６3构成了5V～-5Ｖ的转换电路供运放使用。
制作调试读者可以根据自已能找到的外壳的实际情况参照电原理图自行设计印制电路板,图4为笔者在单面PCＢ上安装完成的电路板，布局与并口示波器基本相同。
图５为使用工业标准外壳组装完成后的照片。
ﻫ插座用于接入标准示波器探头,也可以自制简易探头，图5中的探头就是笔者使用标准BNＣ插头加上一个从旧万用表笔中拆出的探针组装了一个探头，这样手持示波器即可对电路进行测量,图6为插头内部构造照片。
左边的拨动开关用于直流、交流输入转换，右边的拨动开关用于１：5衰减切换,右上侧为ＵＳB接口,图中的两个跳线主要是用于减小地线电阻,以减小干扰，不接也可。
读者在制作过程中要注意尽量减少地线的长度，同时要注意输入信号的地线要与其他地线分开并一点接地。
制作过程分三步,第一步安装好USB插座和DC－DC转换部分,在使用万用表确认USB接口的1～4脚间无短路的情况下（各类常见UＳB接口见图7，其中1～4脚不可接反，2～3脚如果接反，计算机会给出"不可识别的设备"提示）,将电路板接入计算机的ＵSB口,这时在TL０7４的4脚和1１脚应该可以分别测到±４V~５V的电压，并且基本相等,如不等，可以通过调整Ｒ2０２的值使之相等。
同时测一下ＰIC18F2５50的20脚也应有４V～5V的电压,以上电压随着计算机的不同而略有差别。
第二步安装TＬ,074、电压基准TL43１及其周边元件和输入网络，安装完成后接入计算机，在输入端接上1．5V的干电池,同时将交直流输入切换和１:5的输入信号切换开关拨向左侧，在ＴL07４的1脚应该可以测到与电池相等的电压,7脚可以测到约２Ｖ的电压。