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小型手持便携液晶示波器的制作(转帖,译文)

 裕兴电脑VCD 2015-11-24
本帖最后由 bbf 于 2013-6-9 11:32 编辑

    前些天在论坛看到一个有关便携示波器的帖子,其来源网站为E文,跟帖中有网友有疑问,楼主也没有给出相应的回复,正好,去年找资料,也逛过这个E文网站,就觉得这个示波器其创意值得借鉴,如果对数电熟的话还可以做得更好!这个译文也在别的网站贴过,不过我在这的权限不够,不能发链接,还好我的电脑中还有一些相关的资料,整理一下直接翻上来吧,给大家原文的中文译版,希望对大家有用!
  
难免会有错漏之处,望指出便于大家交流,谢谢!

有过制作经验的网友也可说说制作心得,便于大家学习,谢谢!

在此要特别感谢原作者Adi 的无私奉献!
  


1.序言部分
   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,现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。



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2013-6-8 16:58 上传
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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,500us/div,200us / DIV,100us/div,50us/div,20us/div,10us/div,5us/div,2us/div,1us/div,500ns/div
        触发:数字可调
        跟踪偏移:数字可调


3.电气图


2.jpg
2013-6-8 16:40 上传
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图2


3.jpg
2013-6-8 16:40 上传
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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字节),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。



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2013-6-8 16:40 上传
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2013-6-8 16:40 上传
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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XTAL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.元器件清单

数量        原器件参数        图中表示

9        0.1 u f        C10、 C11、 C13、 C15、 C17、 C19、 C22、 C23 C24
5        1 K        R7、 R8、 R9、 R10、 R11
1        1N4004        D1
7        4.7uF        C5、 C9、 C12、 C16、 C18、 C25 C28
1        4.7uF        C14
1        4 K 7        R2
1        4 K 7        R3
2        10 K        R4、 R6
1        10 K        R1
3        10uF        C3、 C4、 C26
3        10uF/25V        C6、 C7、 C27
1        40.0000 MHz        QG1
1        47pF        C21
1        50        R5
2        78XX        U $1、  U $4
2        100uF/16V        C2 C8
1        150pF        C20
1        2200uF/25V        C1
1        ADS830        U $9
1        ATMEGA162        U $5
1        BNC        U $7
1        DCJ025        U $2
3        ICL7660CPA        IC1、 IC2、 IC4
1        IDT7201        U $8
1        LMG6402PLFR_2X9        U $3
1        OPA2652U        IC3
1        XC9572-材料        U $6


  2楼给出网友作品;20楼将给出剩余的部分,包含所有的程序等,敬请期待!

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