制简易的PC信号源与示波器

之后下载PC 信号源软件，在计算机上运行，就会打开一个图6 所示的界面。界面很直观，有三个控制参数：峰值、频率、函数选择。“峰值”和“频率”分别设置的是输出信号的幅度和频率，可通过各自下方的滑块进行设定。“函数选择”设定的是输出信号的波形，有标准正弦波等多种函数表达式供选择。以上参数设置好后，把PC 信号源插到计算机的耳机输出插座上，单击PC 信号源程序的“开始”按钮，就可以从PC 信号源的鱼夹上输出信号波形了。

制作PC 示波器时，需要一些元器件和一块面包板。可按照资源入口里的视频演示，把元器件逐个插到面包板上作为保护电路，之后连接上立体声插头线以及鱼夹，即完成PC示波器的制作。使用PC 示波器时，把鱼夹与电路的被测节点相连，把立体声插头插入计算机的麦克风插座，然后运行PC 示波器软件，打开图7 所示的程序，这个程序可以接收从麦克风插座进来的信号并显示。

可按照图7 中的说明，适当地设置PC 示波器程序中的设备、线路等几个参数。当有信号通过麦克风插座进入计算机时，单击PC 示波器程序的“启动”按钮，就会在波形显示区看到波形信号。

图6 PC 信号源程序

图7 PC 示波器程序

图8 PC 示波器的保护电路( 一个通道)

图9 简易示波器观察信号发生器的信号

原理分析

在PC 示波器的保护电路中，由于两个通道电路是相同的，所以我们拿一个出来分析一下其工作原理。如图8 所示，信号由鱼夹引入到“输入( 通道1)”，首先经过电阻R1、R2 构成的分压器。由于它们的阻值之比为10:1，所以到达二极管的时候信号的电压已经变成了原来的1/11。比如输入信号的电压为10V，经过分压器后变成了0.9V。

由于计算机声卡的输出电压不宜超过2V，如果没有分压器，输入信号的电压也不能超过2V，这样一来PC 示波器的使用范围太小了。于是通过分压器可以把较高的电压成比例的降低，在计算机上显示时再成比例的提高即可。

在保护电路的一个通道中还有4 个二极管，图中的型号是1N4148，查其技术手册知道其正向电压VF 约为0.7V，于是二极管VD1 和VD2 串联，可以形成1.4V 的正向电压。由二极管的伏安特性，当VD1 和VD2 上的电压超过1.4V 后，它们导通，于是在“麦克风输入(R)”端，也就是保护电路的输出端，电压为0。亦或是电压超过-1.4V 后，二极管VD5 和VD6导通，输出端同样电压为0。可见，4 个二极管保证了“麦克风输入(R)”端的电压在-1.4~1.4V范围内，从而保护了计算机的声卡。

测试

完成了PC 示波器和PC 信号源后，可以把PC 信号源的输出信号引入PC 示波器的输入端，方法是按图9 所示，把双方的鱼夹一一对应连接。然后同时运行PC 示波器和PC 信号源软件，如果PC 示波器可以实时显示PC 信号源的波形信号，说明制作成功，接下来就可以把它们使用在实际的电路学习与调试环境中了。

注意，以上介绍的PC 信号源和PC 示波器只是学习提供一个简单的工具，其输出、显示并不非常精确，只供学习时定性观察。