一种简易的数字示波器的制作方法

本实用新型属于电路元件领域，尤其涉及一种简易的数字示波器。

背景技术：

数字示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。传统模拟示波器虽然可以较好的实现示波功能，但是其存储波形能力弱，体积庞大，功耗高，使用不便。故数字示波器为广大用户所接受。

随着电子技术的发展和电路结构的变化，对电路测量的要求也变得更高，在电子制作、产品维修中，有许多的电路参数需要测量分析，需要用到数字示波器，但目前我国使用的高性能数字示波器普遍价格昂贵，研究简易数字示波器具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种简易的数字示波器，旨在解决模拟示波器存储波形能力弱，体积庞大，功耗高，使用不便和普通数字示波器价格昂贵的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种简易的数字示波器，包括：预处理电路模块、A/D转换模块、控制模块、存储模块、显示模块以及键盘；输入信号接预处理电路模块的输入端，所述预处理电路模块连接与A/D 转换模块，所述A/D转换模块连接于控制模块，所述控制模块连接于存储模块和显示模块，同时键盘连接于所述控制模块。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述预处理电路模块具体包含阻抗变换电路，程控放大电路以及信号调理电路；输入信号连接阻抗变换电路的输入端，所述阻抗变换电路的输出端接程控放大电路的输入端，所述程控放大电路的输出端接信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端接A/D转换模块。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述A/D转换模块选用ADC0809芯片，主要将预处理电路模块处理的模拟信号转换成数字信号，转换时间为0.1ms。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述控制模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述单片机通过控制A\D转换模块将模拟信号转换为数字信号，之后将数字信号存储在存储模块中，最后在显示模块中显示模拟信号的波形。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述存储模块储存A/D转换模块转换来的数字信号，采用AT24C512芯片为主控芯片，所述芯片的1，2，4，7引脚接地，所述芯片的5引脚接电阻R22的一端和单片机P24引脚，所述芯片的6引脚接电阻R23的一端和单片机P25引脚，所述电阻R23和电阻R22的另一端接电源，所述芯片的8引脚接电源。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述显示模块采用MGL(S)-240128T 液晶显示器，单片机与显示模块的数据口连接，用于数字信号的读取，同时单片机控制显示模块的读/写模式。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述键盘选用几个独立键盘做功能键，分别实现运行和停止，波形的放大，减小，上移，下移。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述阻抗变换电路实现阻值变换。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述程控放大电路对大信号进行衰减，对小信号进行放大，保证输入到A/D转换模块的信号幅度在要求的输入电压范围内，以达到最好的测量与观察效果；程控放大电路主要采用CD4051模拟开关和OPA843运算放大器以及若干电位器和电阻，所述模拟开关的1、2、4、5以及12～15引脚连接电位器C1～C8的一端，所述电位器C1～C8的另一端共同连接电阻R1和所述运算放大器的反相放大端，所述电阻R1的另一端连接上一级电路阻抗变换电路的输出，所述模拟开关的6引脚和8引脚接地，所述模拟开关的7引脚和16引脚分别连接-5V和5V，所述运算放大器的同相放大端连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端接地，所述运算放大器的输出端接所述模拟开关的3引脚和下一级电路信号调理电路的输入。

进一步根据本实用新型所述的简易的数字示波器，所述信号调理电路将程控放大电路放大的双极性信号通过叠加直流量的方法变成可以被A/D转换模块处理的单极性信号，信号调理电路主要由两个同相加法器和电位器以及若干电阻组成，U1，R1，R2，R3为程控放大电路的简化版，其中用将若干的电位器等效成R3；所述加法器U2的反相端接电阻R6，R7和 R8的一端，所述电阻R6的另一端接所述放大器U2的反相端，R7的另一端接放大器U1的输出端，R8的另一端接地，所述放大器U3的反相端接电位器R9的一端和-5V，所述电位器 R9的另一端接+5V，所述放大器U3的控制端分别接+5V和-5V，所述电阻R7的另一端接程控放大电路的输出端，所述电阻R8的另一端接地，所述放大器U2的同相端接电阻R5的一端与电阻R4的一端，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R4的另一端接放大器U2的输出端，所述放大器U2的控制端分别接+5V和-5V，U2的输出端作为本模块输出，连接至A/D 转换模块。

本实用新型与现在技术相比，其优点在于：

1.本实用新型比起现有数字示波器价格便宜的优点。

2.本实用新型比起现有模拟示波器有体积小，操作简便的优势。

3.本实用新型比起现有模拟示波器有存储波形能力强和功耗小的优势。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型预处理模块的程控放大电路；

图3为本实用新型预处理模块的信号调理电路；

图4为本实用新型的存储模块。

具体实施方式

本实用新型共分为预处理电路模块，A/D转换模块，控制模块，存储模块，显示模块以及键盘。

本实用新型的系统框图如图1所示，输入信号接预处理电路模块的输入端，所述预处理电路模块连接与A/D转换模块，所述A/D转换模块连接于控制模块，所述控制模块连接于存储模块和显示模块，同时键盘连接于所述控制模块。

本实用新型的预处理电路模块具体包含阻抗变换电路，程控放大电路以及信号调理电路。输入信号连接阻抗变换电路的输入端，所述阻抗变换电路的输出端接程控放大电路的输入端，所述程控放大电路的输出端接信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端接A/D转换模块。

阻抗变换电路实现阻值变换。

程控放大电路对大信号进行衰减，对小信号进行放大，保证输入到A/D转换模块的信号幅度在要求的输入电压范围内，以达到最好的测量与观察效果。程控放大电路电路图如图2，程控放大电路主要采用CD4051模拟开关和OPA843运算放大器以及若干电位器和电阻。所述模拟开关的1、2、4、5以及12～15引脚连接电位器C1～C8的一端，所述电位器C1～C8的另一端共同连接电阻R1和所述运算放大器的反相放大端，所述电阻R1的另一端连接上一级电路阻抗变换电路的输出。所述模拟开关的6引脚和8引脚接地，所述模拟开关的7引脚和 16引脚分别连接-5V和5V。所述运算放大器的同相放大端连接电阻R2的一端，所述电阻R2 的另一端接地，所述运算放大器的输出端接所述模拟开关的3引脚和下一级电路信号调理电路的输入。

信号调理电路将程控放大电路放大的双极性信号通过叠加直流量的方法变成可以被A/D 转换模块处理的单极性信号。信号调理电路电路图如图3，信号调理电路主要由两个同相加法器和电位器以及若干电阻组成，图中U1，R1，R2，R3为程控放大电路的简化版(其中用将若干的电位器等效成R3)。所述加法器U2的反相端接电阻R6，R7和R8的一端，所述电阻R6的另一端接所述放大器U2的反相端，R7的另一端接放大器U1的输出端，R8的另一端接地，所述放大器U3的反相端接电位器R9的一端和-5V，所述电位器R9的另一端接+5V，所述放大器U3的控制端分别接+5V和-5V。所述电阻R7的另一端接程控放大电路的输出端，所述电阻R8的另一端接地。所述放大器U2的同相端接电阻R5的一端与电阻R4的一端，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R4的另一端接放大器U2的输出端，所述放大器U2 的控制端分别接+5V和-5V。U2的输出端作为本模块输出，连接至A\D转换模块。

本实用新型的A\D转换模块选用ADC0809芯片，主要将预处理电路模块处理的模拟信号转换成数字信号，转换时间为0.1ms。

本实用新型的控制模块采用AT89S52单片机作为主控芯片，所述单片机通过控制A\D转换模块将模拟信号转换为数字信号，之后将数字信号存储在存储模块中，最后在显示模块中显示模拟信号的波形。

本实用新型的存储模块储存A\D转换模块转换来的数字信号，采用AT24C512芯片作为主控芯片，存储模块的电路图如图4所示，所述芯片的1，2，4，7引脚接地，所述芯片的5 引脚接电阻R22的一端和单片机P24引脚，所述芯片的6引脚接电阻R23的一端和单片机 P25引脚，所述电阻R23和电阻R22的另一端接电源，所述芯片的8引脚接电源。

本实用新型的显示模块采用MGL(S)-240128T液晶显示器，单片机与显示模块的数据口连接，用于数字信号的读取，同时单片机控制显示模块的读/写模式。

本实用新型的键盘选用几个独立键盘做功能键，分别实现运行和停止，波形的放大，减小，上移，下移。

本实用新型有两个输入通道，预处理电路模块由阻抗变换电路，程控放大电路，信号调理电路三部分组成。输入信号先经阻抗变换电路后进入程控放大电路，根据需要对信号进行放大(衰减)处理，然后信号再进入信号调理电路进行电平调整成为符合A\D转换要求的0～5V 电压。之后输出的模拟信号经过A/D转换器实时采样变成数字信号，经过单片机后存储在存储模块里，单片机将波形显示在显示模块上，所有功能可由键盘操作完成。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。