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最完整的示波器教程
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神形合一,让你的示波器动起来!
——制作调试篇
硬件软件都讲完了,下来就将它们组装起来吧!
一:元件选择
制作本示波器所需的主要元件(包括显示器、集成电路和继电器)的型号、数量以及参
考价格见表1,其中参考价格为我买该元件时的价格,仅供参考。加上电阻电容总的费用不
超过500元,如果你对显示的要求不是很高,可以选择分辨率低一些的显示器那样成本会有
较大幅度的下降,比如一块240*160的显示器价格为190元,而192*128的仅为140元,建议显
示器的分辨率不要低于192*128。当然显示器更换了,驱动程序也要根据显示器的相关指令
做相应的调整,这里就不多说了。其他的元件(电阻电容等)按图取值即可,程控放大器部
分的一些特殊阻值的电阻可以通过电阻的串并联以及使用多圈电位器调整得到。该示波器的
探头使用成品4MHz/40MHz探头。
器件型号
数量 器件功能描述 单价(元)
LM2068R 1 320*240 液晶显示屏 280
Mega32-16 1 AVR单片机 17
Mega8-16 1 AVR单片机 7
IDT7204-12 1 4KB、FIFO 存储器 40
ADS830E 1 8位 60MSa/s AD 转换器 27
LM6172 2 高速运算放大器 8
NE5532 1 运算放大器 2
74F74 2 双触发器
1
74F08 1 高速 4-2 输入与门 1
74LS390 3 双 2-5-10 进制计数器 1
74F151 1 8输入多路选择器 2
74LVC574 1 高速 8 位锁存器
1
ULN2003 1 7路驱动器
2
MC34063 1 DC/DC转换芯片 1
LM317 1 正电压三端稳压器 1.5
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LM337 1 负电压三端稳压器 1.5
LM7805 2 +5V三端稳压器 1
10cm*20cm 双面板 2
13
AQ-5V 5 微型继电器 3
表1:重要器件表
二.印刷板的设计及注意事项
印刷电路板使用热转印法制做,具体方法《无线电》上有详细介绍这里就不多讲了。
本制作中的一些电路板是用双面板做的,包括程控放大电路板、AD转换及FIFO存储器电
路板和时钟电路板。在业余条件下制作双面都走线的电路板是比较困难的,首先是不容易将
两面走线对准,其次过孔无法沉铜。所以我只做了双面覆铜板一面,另一面的铜箔全部用来
做接地,方法是在需要接地的地方直接放上焊盘通过过孔接在背面的铜箔上,这样做的好处
是起到电磁屏蔽作用而且布线相对单面板来说也更加简单,不用来接地的孔用大钻头进行轻
微的扩孔削去周围的铜箔就行了,本电路中的程控放大电路、时钟电路和AD转换与FIFO存储
器电路都是用这种办法做的,效果不错。
1.程控放大电路印刷板见图1,具体制作成电路板见图2和图3,从图1中可以看出电源电
路的大部分都是与程控放大器做在同一块电路板上,印刷板上边为程控放大器电路部分,下
边为负压产生和正负电源稳压电路,在安装电路时首先安装并调试电源电路,在电源电路装
调好后再安装放大电路,因为电源电路装好后需要调整,如果先安装放大电路那么调整电源
电路时就要断开很多线,很麻烦,所以先装调电源再装放大电路,可以省去很多重复工作,
具体做法电路调试中有详细介绍。从图2中可以看到5个深蓝色的长方体块,这是进行耦合方
式选择和放大(衰减)倍数控制的继电器,体积仅比一个555大一点,当然在选择继电器时
还可以选择别的继电器,只是电路板要进行一些变化,我选择的这个继电器(AQ-5V)在使
用中有一些问题需要注意,一般的继电器线圈绕组供电没有正负极之分,而该继电器有正负
极之分,接错了将没有动作,其第1脚为电源正,第10脚为电源负,在设计电路时要特别注
意。从图2中还可以看出正面的覆铜层全部用来接地,做法如前所述。
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图 1:.程控放大器电路 PCB 板图
图 2:.程控放大器电路照片正面
图3为程控放大电路印刷板的背面,板子右上边有两个橘红色的可变电容,这两个电容
的作用是对衰减后的信号进行边沿补偿,具体的调整后面会有详细介绍。
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09-01-07, 21:58
图 3:.程控放大器电路照片背面
2.高速 AD 转换与 FIFO 存储器电路
高速 AD 转换与 FIFO 存储电路 PCB 板图见图 4 所示,图 5 和图 6 为该板的实物图。从
图 4 中可以看到其中体积最小管脚最密的为 AD 转换器 ADS830E 的焊盘,往左依次是
74LVC574 和 IDT7204 的焊盘,上面是 74F08 的焊盘。这个电路是示波器的咽喉要道,但不
用调试!只是在焊接 ADS830E 时应注意一下焊接技巧,因为 ADS830E 的引脚比较多而且
很密(引脚间距 0.65mm)所以焊接时容易因焊锡较多而造成短路,即然这样焊接时还不如
给每个引脚上都镀上焊锡,先不要管他是否短路,焊在电路板上再说,焊好后用浸上松香的
铜编织网将多余的焊锡吸掉就行,很简单的操作。后面的 mega32 的焊接方法相同,从图 6
照片中可以看出 ADS830E 旁边有很多松香,就是吸焊锡时残留的,虽然有些影响美观但对
电路的性能没有影响,业余条件下还是可以接受的。
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图 4:高速 AD 转换与 FIFO 存储电路 PCB 板图
图 5:高速 AD 转换与 FIFO 存储电路照片正面
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