简易示波器

嘉立创、硬木课堂、武汉芯源半导体联合举办此次立创训练营，首先感谢他们提供的机会和平台，让我能够学到仪器仪表电路设计全流程，同时结识了许多志同道合的朋友，他们在我完成本次复刻过程中也给予了帮助。

 

该工程软件部分由硬木课堂提供，硬件部分复刻硬木课堂工程,做了一些小改动。

电路参考:

[硬木课堂] AFE03示波器信号源扩展板   https://oshwhub.com/damihuang/AFE03

 

硬木课堂知识库:

https://www.yuque.com/yingmuketang/01/tza1xu0gk3ps5dac

 

硬木课堂H750核心板:

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a21n57.1.0.0.9895523cQ7Tr1r&id=668498418826&ns=1&abbucket=10#detail

 

原理部分:

信号调理电路:

模拟输入通道介绍：

包括了电阻分压和运算放大器实现的信号调理，和比较器实现的方波输出（供触发和测频使用）。

INA、INB：示波器的输入端，STM32H750VBT6发出模拟信号与此处连接，这里通过电阻串联分压实现1MΩ的输入阻抗，可以选择输入直连或1/20衰减。

 

gain：选通开关，选择直通信号或衰减为1/20的信号进入第一级同相放大器，同相放大器完成两个工作，通过偏置电压将信号平移1.65V并放大2倍,使输入±15V变换后落在0—3.3V范围内

 

继电器部分由于绘制原理图时型号还未确定，预留了排针用于选择继电器电源

AnalogA、AnalogB：经过同相放大器放大和平移后的模拟信号与STM32H750开发板连接，进入H750的ADC中；

TrigerA、TrigerB：AnalogA、AnalogB与直流参考电平（由H750的一路DAC产生）经过比较器后产生的方波信号，进入STM32H750的定时器进行测频。

DAC_OUT2: 直流参考电平，通过STM32H750配置内部DAC2发出。

 

模拟输出通道介绍：

包括了电阻分压和运算放大器实现的信号调理，和比较器实现的方波输出（供触发和测频使用）。

STM32H750的DAC1输出的范围为0-3.3V的波形。

两阶RC滤波器，实现低通滤波器功能。

电阻分压和缓冲器，将5V输入变为低阻的2V输出，后续放大-5倍用于平移输出信号。

输出放大器，完成两个功能，第一将同相端输入放大6倍，第二将放大6倍后信号平移-10V后输出，计算公式为Vo=-10+6*Vi;

 

 

功能测试

示波器输入两通道

• ±10V双通道2M采样率或以上，20K带宽，正弦波峰峰值测量误差不大于5％
• 挡位切换
• 平稳触发，无明显触动
• 测频误差不大于5％

示波器单输出通道

• 输出±4V峰峰值，20K带宽的方波，三角波，正弦波
• 正弦波和方波峰峰值误差不大于15％

 

待解决：

电源部分采用了国产MT3608L但是在测试时输入电压在5V以下时能够正常工作，5V以上大多数时候电源直出，电源芯片没有工作，尝试了很多方法都不行，最后只能更换为MT3608，去掉GND反馈电阻。

 

由于时间匆忙，当前工程仅能满足基本功能，后续会继续完善。