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【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器

本帖最后由 virtualwiz 于 2016-4-21 23:13 编辑
只需要搭建一个简单电路，使用一个Windows程序，就可将电脑声卡变成一个功能不错的示波器！

示波器是电子发烧友们的好朋友，也是非常实用的专业工具。与万用表相比，万用表只能测量静态的直流量，或者交流量的有效值。而示波器可以测量峰峰值等各项参数，而且可以提供与时序有关的信息
你是否试过用Arduino控制舵机？舵机对信号脉冲的高低电平时间要求比较严格，有时你想让它正转，而它恰好向反方向转动。这时我们会很想知道，我们给出波形的频率和占空比，离想要的目标还差多少？这时你就可以用示波器观察波形，直至达到想要的参数。在很多电子制作项目中，示波器都扮演着非常重要的角色

然而，示波器的价格让很多朋友们无法接受。一台入门级的机器都需要几百美元，高端的示波器甚至需要几万美元。
你是否知道？也许你现在收藏的电子元件，就足够制作一台示波器了。而你面前正显示着这篇文章的电脑，是其中的关键部分。
【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图3

大体上看来，示波器是一个从电路中收集模拟信号的设备。而你电脑上的一个外设也具有这个功能——就是声卡。示波器与声卡的主要区别就是它们能测量多大的电压，还有它们能以多快的采样速率记录电压。
一般声卡只能测量很小的电压：正负0.6~0.8V。所以你需要将电路中的模拟信号线性“缩小”。所以你需要自制一个能减小信号幅度的探头。

如果你使用台式机，或者声卡上带有线路输入接口，你可以做一个双通道的示波器（利用立体声输入）。如果你用麦克风输入接口，就只能做一个单通道示波器。
【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图4

制作过程
1.线路图
【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图2

说明：图中电阻与电位器的阻值大约可以允许测量±10V的电压。事实上你可以试着测量30V以内的信号，而不用担心太大的电流通过声卡。
两个反向并联的二极管可以帮助保护保护声卡，它们会截去超过0.7V的信号。4.7K的电阻R1起到保护二极管的作用。

2.连接音频线
【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图6

将一条音频线切成合适的长度，然后将三根线分开。没有绝缘的裸露金属线是地线，余下两根，将成为我们示波器的通道1和通道2。
说明：音频线非常细，你可以用烙铁烫开绝缘皮，同时给它们镀上锡。如果你这样做了，别忘了清理烙铁头。
然后将三根线焊接在板上。你可以将地线焊在边缘处，为其他需要接地的地方做准备

3.将电路焊接好
【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图8

4.安装软件

安装这个软件：https://www.zeitnitz.eu/scope_en（LZ注：这个网站需要爬梯子，待LZ搬运回来）

【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图12

软件的功能非常强，令人十分惊喜。不但支持双通道输入，还可以计算快速傅里叶变换（FFT），光标，XY模式，还支持信号发生器功能！
说明：图1显示的是一个非DIY的商品示波器的图，图2和3是DIY示波器的截图。光标功能支持时间和电压的测量。但是因为我们的分压器没有一个基准值，所以无法得知实际的电压是多高。软件提供了一个校准的功能，如果你愿意，可以使用。
图3中，正弦波的上下两端被削掉了一部分。如果你将电位器调得太高，这种情况就会发生。如果你发现出现了削波现象，将电位器调低即可。

【自制电子仪器】第一弹：电脑声卡摇身变成示波器图15