制簡易的PC信號源與示波器
之后下載PC 信號源軟件,在計算機上運行,就會打開一個圖6 所示的界面。界面很直觀,有三個控制參數(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行設(shè)定?!昂瘮?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)表達式供選擇。以上參數(shù)設(shè)置好后,把PC 信號源插到計算機的耳機輸出插座上,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,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,把元器件逐個插到面包板上作為保護電路,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,把魚夾與電路的被測節(jié)點相連,把立體聲插頭插入計算機的麥克風(fēng)插座,然后運行PC 示波器軟件,打開圖7 所示的程序,這個程序可以接收從麥克風(fēng)插座進來的信號并顯示。
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、線路等幾個參數(shù)。當(dāng)有信號通過麥克風(fēng)插座進入計算機時,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 示波器的保護電路( 一個通道)
圖9 簡易示波器觀察信號發(fā)生器的信號
原理分析
在PC 示波器的保護電路中,由于兩個通道電路是相同的,所以我們拿一個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,所以到達二極管的時候信號的電壓已經(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。
由于計算機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,在計算機上顯示時再成比例的提高即可。
在保護電路的一個通道中還有4 個二極管,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??梢姡? 個二極管保證了“麥克風(fēng)輸入(R)”端的電壓在-1.4~1.4V范圍內(nèi),從而保護了計算機的聲卡。
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。然后同時運行PC 示波器和PC 信號源軟件,如果PC 示波器可以實時顯示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)提供一個簡單的工具,其輸出、顯示并不非常精確,只供學(xué)習(xí)時定性觀察。
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