建立一个业余示波器

我有一个已经考虑了一段时间的项目，并且我意识到在开发过程中的某个时候，我将需要一个示波器。好的，没问题。

我没有购买示波器，而是决定至少要自己设计并希望产生结果。为简化起见，我正在考虑使用Raspberry Pi进行所有有趣的计算和可视化操作（我不希望在AVR上实现FFT，非常感谢）。

老实说，我越了解示波器，就越困惑。为什么不示波器只是一个ADC？如果我是挂钩像这样的一端，并在其他适当编程CPU（适当的过电压保护和前置放大）的电路，那不是示波器？

[过去，我只使用简单的数字电路-我主要是理论计算机科学家！-因此，我现在正试图将头放在模拟电子设备上。因此，对于此问题的答案非常明显，我深表歉意...]

在它的心脏，一个（数字）示波器是只是一个ADC，具有一定的内存来存放样品一起。然后将样本从内存中读出并显示。

实际的实现问题使商用示波器变得复杂。输入信号需要在ADC范围内适当缩放，这意味着您需要衰减器和/或放大器具有非常精确的增益值，并且在很大的频率范围内（DC至10s或100s的最小MHz）以测量失真最小的波形。

另外，根据应用的不同，需要在很宽的动态范围内（非常精确）调整ADC的采样率-典型的是1 ns /采样到1 s /采样（9个数量级）。

还有一个问题，就是知道何时开始采样，或更重要的是停止采样。这称为触发。不同的应用对触发有不同的需求，而商用示波器具有多种选择来适应它们。

重要的是要区分一个爱好项目和可以使用的设备，并为您做出正确的选择。对于其他人来说，这不一定是正确的选择。

如果您想要的是今年要用于另一项目的设备，我会购买。可以是新的，也可以根据您的要求和预算使用。

如果您想要将示波器构建为一项业余爱好或教育项目，那么一定要继续！祝您有一个有趣的教育经历。您会学到很多。您可能会遇到反对者。告诉他们在下一个假期，他们可以节省很多时间和金钱，例如，不去欧洲而购买图画书。他们错过了重点！

（基本）数字示波器实际上由前端（包括ADC和可能的触发电路），嵌入式计算机，显示器和软件组成。

我建议可能会出现以下问题：

• 时间。该项目将花费您一段时间，具体取决于所需的性能，您的经验等。
• 成本。它比购买性能相同的产品要花费更多。
• 性能。您正在寻找什么样的表现？包括输入范围，时间分辨率，前端必须承受的电压。
• 测试。您将如何调试它？您将如何检查它是否正常工作？
• 安全。如果您探测120VAC或达到更高的电压会怎样？

我认为您可以从AVR 10MHz 50MS / s数字存储示波器中获得一些想法。
它包括完整的原理图和源代码。

它使用小型CPLD读取ADC结果并填充RAM，然后使用AVR MCU读取RAM数据并将其发送到PC

您可能还会发现有用：

• 该Bitscope原理图
• 该dsonano包括完整的电路图和源代码
• 这里列出了几个使用FPGA或MCU的DSO相关项目

openDSO项目页面中有一个框图，对于可视化DSO中使用的部分应该很有用。

JYE Tech有一个49美元的示波器套件：

具有以下功能：

5M samples/second
8 bit resolution
256 sample memory depth
1MHz analog bandwidth
100mV/Div-5V/Div sensitivity
1MΩ impedance
50Vpeak-to-peak max input voltage
DC/AC coupling
Save and display up to 6 captures to memory
Transfer screen capture to PC as a bitmap file (serial adapter not included)
Backlit LCD display
FFT function available

Sparkfun也随身携带，但要多付10美元。

所有表面贴装组件均已焊接。

它使用ATmega64。如果您想使用它们，可以在自己的网站上提供原理图和零件清单，并以此为指南进行滚动，但我怀疑您能否以49美元左右的价格买到。固件源代码也可用。

他们只需花费30美元（79.50美元），就可以得到一个具有5 MHz模拟带宽的组装单元。