如何在不使用示波器的情况下查看我的振荡器是否工作?

电器工程 振荡器
2022-01-04 04:46:54

我是一名电子工程专业的学生,​​出于自己的实验原因,我想设计一个正弦波振荡器。

我实际上想稍后创建一个自制的波发生器,将我所有的小振荡器放在一起,并在需要时在它们之间切换。我从一个用于正弦波发生器的 Wien Bridge Oscillator 开始。

我的实际经验和零电路设计经验非常少。经过一些模拟和测试后,我将电路放在一起,但我不知道它是否真的有效,因为我没有示波器。这就是为什么我需要一个不涉及答案的答案。

我尝试将频率降低到 1.5 Hz,并在我的电路输出端连接一个 LED 以查看是否有任何闪烁。LED 常亮。另一方面,模拟工作。不是一个干净的正弦波,甚至不是很接近,但至少它在模拟中振荡。

因为我使用的是 UA741CP 运算放大器,所以我将一个分压器放在一起以获得三个不同的输出。后来,我只是连接了一个电压调节器。我使用了 100k 电阻来降低频率。我将在下面添加仿真原理图和我的真实电路。

模拟

虚拟示波器

4个回答

通常,如果您看不到振荡器输出,您可以听到它。几年前,耳机是许多有趣行为的首选检测器。当然,这取决于电平和频率,但使用音频路由非常便宜。

请参阅下文所述的限制,但...

您可以将小型扬声器或耳机连接到振荡器输出。

然后,您可以在手机/平板电脑上安装免费的频率测量应用程序。

该应用程序将使用手机/平板电脑麦克风收听扬声器音调并测量其频率。

所有这一切都有不准确之处,但如果你目前没有办法,这几乎是免费的,也不是坏事。有很多免费的 Android 应用程序可用于测量麦克风频率。

这仅适用于 (a) 如果您当前未说明的振荡器频率低于最大值。扬声器响应频率,(b)电话麦克风最大。频率和应用程序功能取决于它,(c)您的振荡器可以适当地驱动扬声器/耳机负载。

如果没有示波器,您将无法轻松查看它是否正常工作。

否则,一些爱好者的解决方案可能是使用一个或多个二进制计数器 IC 并将振荡器连接到时钟和输入。检查模拟特性以确保 IC 可以跟上。然后,如果您将其计时 10 秒,然后停止,您可以读取二进制值以查看您获得了多少脉冲。

一些选项(不按任何特定顺序):

  1. 使用某种音频输出,如耳机或扬声器。请记住,这些设备的额定电压通常为 1 Vpp,因此如果您真的不知道输出是什么样的,您应该使用钳位。此外,特别是对于没有放大器的耳机和扬声器,您可能需要使用某种缓冲器(通常是电压跟随器配置中的运算放大器)以避免输出的低阻抗破坏电路的行为。警告:仅适用于您的听力+设备范围,并且您会丢失 DC 内容。知道振荡器是否工作可能会很快工作,但大多数人无法仅通过听到频率来区分频率。

  2. 您可以使用中等成本的万用表。一些(也许是大多数)中介(甚至一些便宜的)有一个频率计。有时它们会偏离几赫兹,但大多数仍然可用。您可能会发现一些达到 20 kHz 和一些达到 50 kHz 或更高。请注意,如果您的振荡器接近 60 Hz,或者没有真正在振荡,则某些仪表会“欺骗”输出为 60 Hz,或者大多数情况下只是拾取电网的排放。警告:如果您的输出不是表现良好的波形,它可能会给您错误的结果,您可能无法分辨。

  3. 您可以使用 USB 声卡。USB 可以避免损坏计算机(内置或昂贵的离散)声卡,而且价格便宜。您可以在Ebay或中国商店搜索非常便宜的。很多软件可以将声音输入用作示波器,但您也可以使用像Audacity这样的声音处理软件查看您的波浪或计算 FFT。如果它足够便宜,并且你​​有勇气,你也许可以移除卡的高通滤波器并获得一个可以到达 DC 的范围。您可能还想对输入进行钳位和缓冲,但如果卡允许切换到线路输入(而不是麦克风)输入,阻抗会更高,缓冲的必要性也会降低。如果卡有立体声输入,你也可以得到两个声道!警告:大多数卡只能以高达 48 kHz 的频率进行采样,这对您来说可能不够,也可能不够。高端卡会让你更高,但有些卡会比示波器贵,而且仍然只能达到 192 kHz。请注意,一些较便宜的卡具有固定的采样率,并且会重新采样(非常糟糕)到其他速率。试着找到显卡的原生采样率,对于一些便宜的,通常是 48000 Hz。

  4. 混合 1 和 3:使用扬声器,然后使用计算机的麦克风以图形方式显示波形。优点:声卡多了一层保护。注意事项:这两种方法都有缺点,通常会引入失真和噪声。

  5. 使用 Arduino,如果你手头有一个。最大的问题是,尽管它的采样率非常低,并且您必须构建抗混叠滤波器,但如果您手头有它并且您的频率很低,那么它可能就足够了。基于Atmega328PB的电路板,如Uno,最高可达 76.9 kSPS(根据数据表,在最大分辨率下最高可达 15 kSPS )。Leonardo这样基于Atmega32U4的那些似乎只支持 15 kSPS(至少数据表没有提到 76.9 kSPS 配置)。Due这样的板可能支持 1 MSPS(数据表)。我不知道网络周围是否有完整的解决方案,但您可能需要制作固件+软件才能在计算机中采样、传输和显示波形。优点是您将拥有 DC 内容。警告:如果您的振荡器的输出低于零伏,您可能必须构建一个 AC 通 + 偏置电路(或添加一个恒定的偏移电压)。你可能还需要一个“只是为了确保”不要炸毁你的 ADC 的夹子。请注意,您的抗混叠滤波器必须尊重奈奎斯特频率(如果您构建滤波器),并且由于它不是完美的,您将获得不到一半的采样率。如果你不做过滤器,你会得到更多的噪音,但它可能仍然足以满足你的需要。