制簡易的PC信號源與示波器

之后下載PC 信號源軟件，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，就會打開一個(gè)圖6 所示的界面。界面很直觀，有三個(gè)控制參數(shù)：峰值、頻率、函數(shù)選擇?！胺逯怠焙汀邦l率”分別設(shè)置的是輸出信號的幅度和頻率，可通過各自下方的滑塊進(jìn)行設(shè)定。“函數(shù)選擇”設(shè)定的是輸出信號的波形，有標(biāo)準(zhǔn)正弦波等多種函數(shù)表達(dá)式供選擇。以上參數(shù)設(shè)置好后，把PC 信號源插到計(jì)算機(jī)的耳機(jī)輸出插座上，單擊PC 信號源程序的“開始”按鈕，就可以從PC 信號源的魚夾上輸出信號波形了。

制作PC 示波器時(shí)，需要一些元器件和一塊面包板?？砂凑召Y源入口里的視頻演示，把元器件逐個(gè)插到面包板上作為保護(hù)電路，之后連接上立體聲插頭線以及魚夾，即完成PC示波器的制作。使用PC 示波器時(shí)，把魚夾與電路的被測節(jié)點(diǎn)相連，把立體聲插頭插入計(jì)算機(jī)的麥克風(fēng)插座，然后運(yùn)行PC 示波器軟件，打開圖7 所示的程序，這個(gè)程序可以接收從麥克風(fēng)插座進(jìn)來的信號并顯示。

可按照圖7 中的說明，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置PC 示波器程序中的設(shè)備、線路等幾個(gè)參數(shù)。當(dāng)有信號通過麥克風(fēng)插座進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)，單擊PC 示波器程序的“啟動”按鈕，就會在波形顯示區(qū)看到波形信號。

圖6 PC 信號源程序

圖7 PC 示波器程序

圖8 PC 示波器的保護(hù)電路( 一個(gè)通道)

圖9 簡易示波器觀察信號發(fā)生器的信號

原理分析

在PC 示波器的保護(hù)電路中，由于兩個(gè)通道電路是相同的，所以我們拿一個(gè)出來分析一下其工作原理。如圖8 所示，信號由魚夾引入到“輸入( 通道1)”，首先經(jīng)過電阻R1、R2 構(gòu)成的分壓器。由于它們的阻值之比為10:1，所以到達(dá)二極管的時(shí)候信號的電壓已經(jīng)變成了原來的1/11。比如輸入信號的電壓為10V，經(jīng)過分壓器后變成了0.9V。

由于計(jì)算機(jī)聲卡的輸出電壓不宜超過2V，如果沒有分壓器，輸入信號的電壓也不能超過2V，這樣一來PC 示波器的使用范圍太小了。于是通過分壓器可以把較高的電壓成比例的降低，在計(jì)算機(jī)上顯示時(shí)再成比例的提高即可。

在保護(hù)電路的一個(gè)通道中還有4 個(gè)二極管，圖中的型號是1N4148，查其技術(shù)手冊知道其正向電壓VF 約為0.7V，于是二極管VD1 和VD2 串聯(lián)，可以形成1.4V 的正向電壓。由二極管的伏安特性，當(dāng)VD1 和VD2 上的電壓超過1.4V 后，它們導(dǎo)通，于是在“麥克風(fēng)輸入(R)”端，也就是保護(hù)電路的輸出端，電壓為0。亦或是電壓超過-1.4V 后，二極管VD5 和VD6導(dǎo)通，輸出端同樣電壓為0?？梢?，4 個(gè)二極管保證了“麥克風(fēng)輸入(R)”端的電壓在-1.4~1.4V范圍內(nèi)，從而保護(hù)了計(jì)算機(jī)的聲卡。

測試

完成了PC 示波器和PC 信號源后，可以把PC 信號源的輸出信號引入PC 示波器的輸入端，方法是按圖9 所示，把雙方的魚夾一一對應(yīng)連接。然后同時(shí)運(yùn)行PC 示波器和PC 信號源軟件，如果PC 示波器可以實(shí)時(shí)顯示PC 信號源的波形信號，說明制作成功，接下來就可以把它們使用在實(shí)際的電路學(xué)習(xí)與調(diào)試環(huán)境中了。

注意，以上介紹的PC 信號源和PC 示波器只是學(xué)習(xí)提供一個(gè)簡單的工具，其輸出、顯示并不非常精確，只供學(xué)習(xí)時(shí)定性觀察。