PC 오실로스코프

부품 및 재료

<울>

Windows 3.1 이상을 실행하는 사운드 카드가 있는 IBM 호환 개인용 컴퓨터

인터넷에서 무료로 다운로드한 Winscope 소프트웨어

전자 "키보드"(뮤지컬)

키보드용 "모노"(스테레오 아님) 헤드폰 유형 플러그

컴퓨터 사운드 카드 마이크 입력용 "모노"(스테레오 아님) 헤드폰 유형 플러그

10kΩ 전위차계

내가 사용한 Winscope 프로그램은 개인 및 학업용으로 콘스탄틴 젤도비치 박사가 작성했습니다. 사운드 카드 마이크 입력으로 해석되는 AC 전압 신호에 대한 응답으로 컴퓨터 화면에 파형을 표시합니다. Oscope라는 유사한 프로그램 , Linux 운영 체제용으로 만들어졌습니다. 두 소프트웨어에 액세스할 수 없는 경우 대부분의 Microsoft Windows 버전과 함께 제공되는 "사운드 녹음기" 유틸리티를 사용하여 조잡한 파형을 표시할 수 있습니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 2권, 7장:"혼합 주파수 AC 신호"

전기 회로의 교훈 , 2권, 12장:"AC 측정 회로"

학습 목표

<울>

컴퓨터 프로그램을 사용하여 오실로스코프처럼 작동하려면

오실로스코프의 기본 기능을 보여주기 위해

개략도

그림

지침

오실로스코프는 전자공학 학생과 전문가에게 없어서는 안될 테스트 장비입니다. 진지한 전자 연구실에는 하나(또는 두 개!)가 없어야 합니다. 불행히도 상용 오실로스코프는 비용이 많이 드는 경향이 있으며 문제를 해결할 다른 오실로스코프 없이 자체적으로 설계하고 구축하는 것은 거의 불가능합니다! 그러나 개인용 컴퓨터의 사운드 카드는 수백 헤르츠에서 수천 헤르츠 범위의 저전압 AC 신호를 상당한 해상도로 "디지털화"할 수 있으며 이러한 신호를 오실로스코프 형식으로 디스플레이에 표시하기 위한 무료 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 컴퓨터 화면. 대부분의 사람들이 개인용 컴퓨터를 가지고 있거나 오실로스코프보다 저렴한 비용으로 컴퓨터를 얻을 수 있기 때문에 이것은 예산이 있는 실험자에게 실행 가능한 대안이 됩니다.

주의 사항:과도한 전압 신호가 사운드 카드의 마이크 입력에 연결되면 컴퓨터에 심각한 하드웨어 손상이 발생할 수 있습니다! 음악 키보드에서 생성된 AC 전압은 사운드 카드를 통해 컴퓨터에 손상을 입히기에는 너무 낮지만 다른 전압 소스는 컴퓨터의 건강에 위험할 수 있습니다. 이 "오실로스코프"를 사용하는 것은 자신의 책임입니다!

이전 실험에서 설명한 키보드 및 플러그 배열을 사용하여 키보드 출력을 10kΩ 전위차계의 외부 단자에 연결합니다. 사운드 카드 마이크 입력 플러그의 연결 지점에 두 개의 와이어를 납땜하여 "오실로스코프"에 대한 "테스트 리드" 세트를 만듭니다. 이 테스트 리드를 중간 단자(와이퍼)와 외부 단자 중 하나 사이의 전위차계에 연결합니다.

Winscope 프로그램을 시작하고 왼쪽 상단 모서리에 있는 "화살표" 아이콘을 클릭합니다(테이프 플레이어 및 CD 플레이어 제어 버튼에 보이는 "재생" 화살표 모양). 음악 키보드의 키를 누르면 화면에 일종의 파형이 표시되는 것을 볼 수 있습니다. 최고의 사인파 모양을 위해 음악 키보드에서 "팬플루트" 또는 기타 플루트 같은 음색을 선택합니다. 컴퓨터가 구형파처럼 보이는 파형을 표시하는 경우 낮은 진폭 신호에 대해 전위차계를 조정해야 합니다. 거의 모든 파형이 사운드 카드의 진폭 제한을 초과하는 경우 구형파처럼 보이도록 "잘림"됩니다.

음악 키보드에서 다른 악기 "목소리"를 테스트하고 다른 파형을 확인합니다. 팬플루트 음성과 비교하여 일부 파형이 얼마나 복잡한지 주목하십시오. Winscope 창에서 다양한 컨트롤을 실험하면서 파형 모양이 어떻게 변경되는지 확인합니다.

테스트 장비로서 이 "오실로스코프"는 매우 좋지 않습니다. 주파수 정밀도는 놀라울 정도로 우수하지만 전압을 정밀하게 측정하는 기능은 거의 없습니다. 매우 표시할 수 있는 전압 및 주파수 범위가 제한되어 있어 이를 중저역 오디오 톤 분석으로 분류합니다. 제한된 주파수 응답 때문에 "오실로스코프"가 좋은 구형파를 표시하도록 하는 데 성공하지 못했습니다.

또한 사운드 카드 마이크 입력 회로에 있는 커플링 커패시터는 DC 전압을 측정하는 것을 방지합니다. 마치 일반 오실로스코프의 "AC 커플링" 기능이 "켜진" ​​상태로 고정되어 있는 것과 같습니다. 이러한 단점에도 불구하고 데모 도구로 유용하며 전자공학을 처음 배우는 학생을 위한 파형 분석에 대한 초기 탐색에 유용합니다.

관심 있는 분들을 위해 개인용 컴퓨터용으로 제작된 전문가용 품질의 오실로스코프 어댑터 장치가 여러 개 있는데 그 성능은 사운드 카드를 훨씬 능가하며 일반적으로 완전한 독립형 오실로스코프(약 $400, 2002년).

Radio Shack은 Velleman에서 만든 제품(카탈로그 번호 910-3914)을 판매합니다. 컴퓨터를 디스플레이 매체로 사용하면 파형 사진을 디지털 파일로 쉽게 저장할 수 있다는 점 외에도 많은 이점이 있습니다.