2021年10月28日 星期四

開源硬體示波器

這十幾年開始流行開源硬體
簡單的來說就是廠商開發的單晶片(MCU)允許開發者自行燒錄程式進去
也就是說你自己可以設計所需要的硬體
最有名的就是arduino和樹莓派
但這幾年開始有商家直接將開源硬體做成商品販售
少了MCU的專利權,價錢當然也便宜了很多
像這三台就是
電容電感測量器

電晶體分辨器

示波器

還有很多萬用表也都是

其中這台示波器最神奇
不到1千的價格在以前根本不可能買得到示波器(即使是最陽春的)
現在卻能簡單入手
基本上示波器其實就是一台能快速讀取電壓的伏特計
然後及時將數據繪成時間和電壓的座標圖
以這台來說,最快讀取的速度為10微秒
最慢可以延伸到500秒
基本上已經非常夠用
必要時也可以將數據輸出到電腦(需修改韌體)

可以同時顯示的電壓有
最大值(max)、最小值(min)、平均值(avr)、差值(pp)、均方根植(rms)
還有頻率(freq)、週期(cycl)、脈衝寬度(pw)、佔空比(duty)等
以下面這個交流電來說就可以同時讀出許多訊息

也可以知道電壓穩不穩定(看讀數和圖形的變化情況)
極大值6.84,均方根植4.22,平均值0
max和rms的比值約1.62,並非標準正弦波的根號2(1.414)倍
若讀數正確,那就表示此時的電壓有雜訊,並非完美的正弦波
脈衝寬度(極大值到極小值的時間)8毫秒,時間是很漂亮的

若加上橋式整流


再將示波器調整到DC測量
波形馬上改變為單一象限

頻率變為120Hz,脈衝寬度也減半為4毫秒,平均值3.62
其他數值原則上都不變
此時若加上電容濾波

波形立刻被拉平,加上因為電容吸收了峰值電壓

所以極大值掉了下來,約6.04
rms和avr也幾乎相同,完全符合直流電的數據
其實這樣並非就是完美的直流電
但這台示波器已經到極限了

能從真實數據來對應理論
真的也蠻有趣的~~
(迷之音:只有我們這種工具控才會覺得有趣)

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