DIY小型手持便携液晶示波器的制作

小型手持便携液晶示波器的制作1.序言

示波器是任何业余电子爱好者都要使用的最重要的工具之一，但不是每个人都能买得起的。因为商业成品示波器往往过于昂贵，几乎每一个电子爱好者都想着，找到一个能自己亲手从头开始来diy的示波器。

传统的示波器（阴极射线管）是很难在家里制作的，因为它的尺寸大，手工不容易操作，又有高电压存在，等等难以处理的问题；

另一种解决方案是：现代的虚拟的“PC示波器”，有后处理和录音功能，以及降低复杂性等各种优势。然而，此解决方案通常是不可移植，昂贵的（需要PC），和危险的（如果处理不好绝缘措施会危及计算机)第三个解决方案：通常的，在几乎所有的商业示波器制造商都是用LCD 屏幕来做数字示波器的。因此，笔者决定使用此解决方案，并试图尽量使用商家现有的常用原器件，减少制作难度。

图1

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：10MHz的

输入电路带宽：20MHz

显示分辨率：240X128（总），跟踪分辨率200x125

灵敏度：40mV/div

耦合：DC

输入阻抗：10K

供电电源：单直流电源8V..10V，1A

增量模式：无

时间基数：1s/div，500ms/div，200ms/div

100ms/div，50ms/div/

20ms/div，10ms/div，5ms/div，2ms/div，1ms/div，500 us/div，200us/

DIV，100us/div，50us/div，20us/div，10us/div，5us/di v，2us/div，1us/div，500ns/div

触发：数字可调

跟踪偏移：数字可调

2.电气图

图2

图3

简短说明：

输入电路是用德州仪器（TI）的OPA2652运算放大器，和一个RC组成的低通滤波器，设置的带宽到20MHz。此外，输入电路使用由微控制器产生的PWM信号（引脚15）的输入处理的垂直扫描移位（偏移）。ADC转换器是一

个8位的ADS830，来自德州仪器，能工作到60MSPS，在本设计中，

ADC工作在最大为40MHz。而这个时钟是由QOS40（塑封）或QOM40（金封）振荡器生成，可通过CPLD电路编程（分频）（Xilinx公司的XC9572）。在处理ADC高速率采集的大码流的时候，ADC的数字输出连接到一个来自IDT

的高速FIFO存储器IDT7201（长达512字），当存储器的缓冲区写满后，

整个内存的内容被放到微控制器的内存，在那里对其中的样品进行进一步处理，然后显示在液晶显示屏上。微控制器是一个Atmel的ATmega162，广为流行的AVR家族的成员。显示屏是日立的LMG6402PFLR，

但任何其他HD61830B兼容的液晶显示器都可以使用（当然应该检查引脚排列的兼容性）。电源电路是由两个7805系列稳压块组成的，还有负电压（液晶显示器和输入电路所需的），是从三个英特锡尔的ICL7660A集成电路整合后得到的。

4.PCB

PCB是由两块独立的电路板组成：主板和键盘。两者都是单面电路板，便于用业余方法制做。作者认为它们可以使用转印法制作，但如果有足够的精度，任何其他方法都可以（要保证SMD零件在板上的精度）。

因为是单面板，pcb的高复杂性的设计和布线限制，少数的焊点必须要用飞线连接。飞线可以从图片上面看得明白。

图4

图5

图6

5.软件

微控制器的软件用成熟的C语言，使用GCC为AVR编译。此外，在开发阶段，也使用Avrstudio

4.XX调试工具，（与JTAG ICE仿真器连接）。微控制器可以使用任何AVR编程器编程，如STK200，PonyProg，AVR910，等。

6.固件

CPLD电路是设计用于为ADC生成时钟的，（时基由X TAL电路进行分频），也用于键盘接口。CPLD电路必须用Xilinx ISE WebPack软件（免费）的IMPACT模块和一个简单的电路XilinxCable（很容易构建）进行编程。

7.物料清单

数

量

价值部件

90.1u f C10、C11、C13、C15、C17、C19、C22、C23C24

51K R7、R8、R9、R10、R11 11N4004D1

7 4.7uF C5、C9、C12、C16、C18、C25 C28

1 4.7uF C14

14K7R2

14K7R3

210K R4、R6

110K R1

310uF C3、C4、C26 310uF/25V C6、C7、C27 140.0000MHz QG1

147pF C21

150R5

278XX U$1、U$4 2100uF/16V C2C8

1150pF C20

12200uF/25V C1

1ADS830U$9

1ATMEGA162U$5

1BNC U$7

1DCJ025U$2

3ICL7660CPA IC1、IC2、IC4 1IDT7201U$8

1LMG6402PLFR_2X

9

U$3

1OPA2652U IC3 1XC9572-材料U$6 8.图片

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

9.下载

1）该压缩包文件包含原理图、PCB和单片机和cpld编程需要的字节文件：

2）所开发文件(Eagle PCB文件、C软件和CPLD的VHDL 代码）都包含在下列档案：

3）东芝T6963的基础软件(Ver1.3)：

4）T6963基础硬件Eagle文件：

10.许可

该项目的软件是免费的，甚至可用于商业目的，