一个典型的示波器可以生成一个二维或者是三维的信号波形,所收到的输入电压信号可以在竖轴上显现出来,而时间这一参量也可以在横轴上显现出来。我们所用的传统示波器基本上都是模拟的,它们以CRT显示器来作为显示设备。电子束在电子枪中产生并射出,而后通过变速、聚焦等处理,最后打在屏幕上,从而使受撞点发出人眼可以感知到的可见光。模拟示波器仅仅用于观察和测量周期性的信号,而关于一些非周期性的信号,用它来观测是十分不易的。应用数字化技术可以把不同形式的信号波形无失真的传输,同时这也符合了数字示波器的根本要求。伴随着模数转换器(ADC)的进展脚步,数字示波器也越来越趋向于经济化、实用化。ADC把接收到的瞬时信号转化为与之相对应的数字信号,然后储存在数字示波器当中。经过信息采集后,取出示波器中收集到的采样值,然后通过恰当的处理展现出电压与时间之间的波形曲线。数字示波器与微机技术密切相连,这使得示波器的进展十分快捷,如今数字示波器已经成为了市场上的香饽饽,拥有着逐步替代模拟示波器的趋势。
本文介绍了一种用Arduino控制板制作的简易数字示波器,把制作示波器的难度降低到最低程度,并进行了概括性的总结。
1。 示波器的历史及现状
1。1 示波器的历史发展
示波器前后度过了电子管、晶体管和集成化的发展阶段。目前示波器的发展越来越趋向于数字化和智能化,呈现出一日千里、瞬息万变的发展风貌,产品也是不断推陈出新。随着科技水平的提高,示波器的作用也得到了充分的发挥和体现。
最早的时期以模拟示波器为主,在二十世纪四十年代,示波器快速发展并大规模崛起。后来雷达的发展对波形察看仪器的要求提高,这促使了10MHz带宽的电子示波器出现。经过十年的发展,随着大量先进的新产品出现,人们也不甘落后的开发出了带宽为100MHz的示波器。六十年代时,世界上多个国家中纷纷出现了带宽从1GHz到6GHz的不同示波器和示波管等一系列产品,到七十年代时进入了巅峰时代,出现了既有高频带宽又具有多功能的示波器,为不同电路的测试提供了极大的便利条件。自此以后模拟示波器进入了一个休眠期,没有得到更大的发展,在二十世纪八十年代时,数字示波器逐步兴起,很快占据了市场的主导地位,模拟示波器也因此退居为二线产品。
中期时以数字示波器为主,八十年代是数字示波器的一个过渡期,此时的示波器还有着很大的提升空间,泰克和惠普两大公司对此做出了很大贡献,在一定程度上促进了示波器的发展。九十年代以后,数字示波器不仅拥有了高带宽,性能也得到了很大的提高,而且功能也越来越完善。文献综述
1。2 示波器的发展方向
随着科技水平的不断提高,示波器的需求越来越大,逐渐被应用到了各个领域当中。因此多功能集成对于示波器而言是一件迫在眉睫的事情。为了应对各种各样的测试任务,这就要求我们拥有一个良好的测试平台。平台化、功能集成化也就自然而然的成为了示波器发展的一个重要方向。
2。 硬件工作原理
2。1 示波器主要参数
示波器主要参数如下:
最高采样率:400KHz
频率响应:10Hz~50KHz
输入电压:0~5V
液晶屏:LCD12864(驱动芯片ST7920)
测量显示区:96像素×64像素
信息显示区:32像素×64像素、垂直灵敏度、Vpp、频率等参数
触发方式:上升沿触发
水平扫描速度:0。02~10ms/p按1-2-5进位分9档