基于GD32的简易数字示波器（1）- 硬件原理

这期记录的是项目实战，做一个简易的数字示波器。教程来源于嘉立创。

下图为示波器的指标

具有选择交流耦合还是直流耦合功能、输入信号不衰减或衰减50倍、

输入频率	800KHz
输入幅值（不衰减）	-1.6V-5V
输入幅值（衰减50倍）	-80V-250V

示波器简介

数字示波器是一种显示电信号波形的仪器，主要构成有模拟前端处理电路、单片机电路、电源电路、控制电路、触发电路、校准电路等。

因为是简易版，所以这里只是挑出下图这些核心电路来进行设计，其他功能可看自己情况决定要不要拓展。

硬件设计原理

前端模拟电路 

问题1：

问题2：即图中C5电容的作用？

问题3：

1、交直流耦合电路

就是利用电容的通交阻直特性，交流耦合时把电容串联进电路中；直流耦合时直接连接。

下图中的红色U1为交流信号、绿色U2为直流信号、蓝色U3为输出信号。

 交直流耦合电路设计

大电容通低频、小电容通高频 。

即电容选取0.1uF时，电路的工作频率为 4MHz/5 = 0.8MHz。

 2、输入信号衰减电路

不确定输入电压多大时，优先选择衰减50倍通道。

 

3、信号调理电路

TP7输出电压范围大概为±4V。

 

 

 这里结合前面的输入衰减电路便能得到下面两个结论。

4、比较器测频电路

 下图通过电路仿真，得出运放LM393的同相输入端的两个阈值电压。

 下图的意思是根据上面得到的两个阈值电压，对运放反向输入端的输入信号进行两次判断。

 电源电路

1、USB直接输入5V

这里就直接用TYPE-C输入的5V

2、负电压产生电路

单片机电路

GD32和STM32、CW32引脚是兼容的。

人机交互电路

 就显示、按键、旋钮、LED等。

1、液晶屏显示电路

购买一定要留意引脚顺序。

 2、旋转编码器电路

具体原理可看之前STM32系列。

3、LED指示电路

 4、按键检测电路

三个按键作为功能按键

5、波形输出接口