第14节 电脑示波器(修订中)
[TOC]
零件和材料
- 带有声卡的 IBM 兼容个人计算机，运行 Windows 3.1 或更高版本
- Winscope 软件，从网上免费下载
- 电子“键盘”（音乐）
- 用于键盘的“单声道”（非立体声）耳机型插头
- 用于电脑声卡麦克风输入的“单声道”（非立体声）耳机型插头
- 10 kΩ 电位器
我使用的 Winscope 程序是由 Constantin Zeldovich 博士编写的，供个人和学术免费使用。它根据声卡麦克风输入解释的交流电压信号在计算机屏幕上绘制波形。_一个名为Oscope_的类似程序是为 Linux 操作系统开发的。如果您无法使用这两种软件，您可以使用大多数 Microsoft Windows 版本附带的“录音机”实用程序来显示原始波形。
交叉引用
电路课程，第 2 卷，第 7 章：“混合频率交流信号 (opens new window)”
电路课程，第 2 卷，第 12 章：“交流计量电路 (opens new window)”
学习目标
- 使用计算机程序作为示波器工作
- 显示示波器的基本功能
原理图，示意图
插图
指示
[示波器](https://www.allaboutcircuits.com/worksheets/basic- 交流信号 (opens new window)，并且可以使用免费软件以示波器的形式在计算机上显示这些信号。显示屏。由于大多数人要么拥有一台个人计算机，要么可以以比示波器更低的成本获得一台，因此对于预算有限的实验者来说，这成为一种可行的选择。
提醒一句：__如果将过高电压的信号连接到声卡的麦克风输入，您可能会对计算机造成严重的硬件损坏！__音乐键盘产生的交流电压太低，无法通过声卡损坏您的计算机，但其他电压源可能会危害您的计算机健康。使用这个“示波器”需要您自担风险！
使用前面实验中描述的键盘和插头排列，将键盘输出连接到 10 kΩ 电位器的外部端子。将两根线焊接到声卡麦克风输入插头上的连接点，这样你就有了一组“示波器”的“测试线”。将这些测试线连接到电位器 (opens new window)：在中间端子（雨刷器）和任一外部端子之间。
启动 Winscope 程序并单击左上角的“箭头”图标（它看起来像磁带播放器和 CD 播放器控制按钮上的“播放”箭头）。如果您按下音乐键盘上的某个键，您应该会在屏幕上看到某种波形。在音乐键盘上选择“排笛”或其他类似长笛的声音以获得最佳正弦波形状。如果计算机显示的波形看起来有点像方波，则需要调整电位器以获得较低幅度的信号。如果超过声卡的幅度限制，几乎任何波形都会被“剪裁”成看起来像方波。
在音乐键盘上测试不同的乐器“声音”并注意不同的波形。请注意，与排箫声音相比，某些波形是多么复杂。试验 Winscope 窗口中的不同控件，注意它们如何改变波形 (opens new window)的外观。
作为一个测试仪器，这个“示波器”是相当差的。它几乎没有能力对电压进行精确测量，尽管它的频率精度出奇的好。它可以显示的电压和频率范围_非常_有限，只能用于分析中低频音调。我让“示波器”显示好的方波几乎没有成功，大概是因为它的频率响应有限。
此外，声卡麦克风输入电路中的耦合电容 (opens new window)会阻止它测量直流电压：就好像普通示波器的“交流耦合”功能被“打开”了一样。尽管存在这些缺点，但它仍可用作演示工具，以及对电子学初学者进行波形分析的初步探索。
对于那些感兴趣的人，有几款专为个人计算机制造的专业品质的示波器适配器设备，其性能远远超过声卡，而且它们的售价通常低于完整的独立示波器（约 400 美元，美国2002 年）。
Radio Shack 出售 Velleman 制造的一台，目录号 910-3914。将计算机用作显示介质会带来许多优势，其中最重要的是能够轻松地将波形图片存储为数字文件。
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