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：峰值、頻率、函數選擇。“峰值”和“頻率”分別設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定。“函數選擇”設定的是輸出信號的波形，有標準正弦波等多種函數表達式供選擇。以上參數設置好后，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。可按照資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點相連，把立體聲插頭插入計算機的麥克風插座，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插座進來的信號并顯示。

可按照圖7 中的說明，適當地設置PC 示波器程序中的設備、線路等幾個參數。當有信號通過麥克風插座進入計算機時，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)”，首先經過電阻R1、R2 構成的分壓器。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變成了原來的1/11。比如輸入信號的電壓為10V，經過分壓器后變成了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，查其技術手冊知道其正向電壓VF 約為0.7V，于是二極管VD1 和VD2 串聯，可以形成1.4V 的正向電壓。由二極管的伏安特性，當VD1 和VD2 上的電壓超過1.4V 后，它們導通，于是在“麥克風輸入(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導通，輸出端同樣電壓為0。可見，4 個二極管保證了“麥克風輸入(R)”端的電壓在-1.4~1.4V范圍內，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習與調試環境中了。

注意，以上介紹的PC 信號源和PC 示波器只是學習提供一個簡單的工具，其輸出、顯示并不非常精確，只供學習時定性觀察。