DIY示波器：模拟部分电路详解及仿真

本文主要介绍了示波器模拟部分的设计和原理，特别是在数字示波器中信号调理电路的重要性。首先，对于低成本自制示波器的需求，作者田开坤分享了基于LCD 12864显示的数字示波器设计，但这里的焦点转向了模拟电路的处理。 在数字示波器中，模拟信号需要经过模数转换（ADC）过程，将连续的电信号转换成数字形式以便于在液晶屏上显示。输入信号的复杂性，包括交流或直流、不同幅度以及可能的阻抗问题，都需要通过调理电路来优化。文章中提到，为了提高输入阻抗，一个常见的做法是在ADC之前加入电压跟随器，如LM358运算放大器构成的电路。这种电路设计利用了运算放大器的虚短特性，确保输出信号幅度始终与输入信号相匹配，从而减少信号在传输过程中对测量结果的影响。 电压跟随器的作用在于提供恒定的增益，使输出信号的能量主要来自电源而不是输入信号，从而提升输入阻抗。选择运算放大器时，要考虑电源范围是否足够覆盖和超过输入信号范围，以避免信号失真。此外，对于信号幅值超出ADC输入范围的情况，文中提及可以使用电阻分压电路进行比例衰减，如图3所示。 比例放大电路（图5）则是用于扩展信号幅度的调整手段，以适应ADC的要求。这一步骤确保了示波器能够准确地测量各种不同幅度的信号，无论是小信号还是大信号，都能在模拟部分得到适当的处理。 本文深入探讨了数字示波器模拟部分的关键组成部分，包括信号调理电路的实现方法和原理，这对于理解和设计自己的示波器或者理解现有设备的工作方式都具有重要意义。通过模拟电路的设计，可以提高示波器的性能和信号处理能力，使其在实际应用中更加精确和有效。