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1、利用软件和简单电路就能把电脑音效卡变成示波器不论是专业还是业余，示波器是电子迷最好的朋友。数字万用电表可以测量静态电压和RMS（均方根）电压，但示波器不仅能测量峰间电压，更重要的是可以提供信号的时间资讯。然而，示波器的价格让人咋舌，光入门款就要数百美元起跳，更高阶的型号就可能要数万美元。不过，你知道用手边的材料就能做出自己的示波器了吗？其实，你用来看这篇文章的装置可能就已经有必要的零件了，而其他材料八成可以在材料箱找到。举例来说，你有没有使用过Arduino来操控伺服机，而需要精确的脉宽调变来决定顺时针旋转或逆时针旋转的时候？有了示波器，编写程式时，就可以得知目前的脉宽和需要的脉宽还差多少；处
2、理类比信号时，也可以检测目前的频率和目标频率的差距，或者测量需要过滤什么频率。数字电子装置为数众多，信号的时差变得极为重要，因此需要有示波器时时检测。基本上，示波器是一种能记录电路上电压的资料撷取装置。电脑上有另一个装置也有这个功能，那就是音效卡，主要差别在于两者所能处理的电压以及测量电压的频率（稍后详细讨论）。因为电脑上的音效卡只能处理较低的电压（约 /- .6V到 .8V），所以要把电压调低。成功制作示波器探针的要点在于：容纳更高电压的输入，并把电压调低，让音效卡可以处理。以下的步骤会教你如何制作这种探针。这里的成品适用于音效卡的线路输入，线路通常可以接收立体声输入，所以这个探针会有两个频
3、道。如果想要用系统上的麦克风输入，只需要制作只有一个频道的探针，因为麦克风输入通常是单声道。完成之后，再来看看这组示波器和实验室级的型号有何差异，并讨论其限制。材料1M欧姆线性电位计(2)，RadioShack网站商品编号#271-211：请务必购买线性型而非音讯型。4.7k欧姆电阻，1/4或1/2瓦(2)，RadioShack网站商品编号 #271-3121N4148一般二极体，非齐纳型(4)，RadioShack网站商品编号#276-1620：这种二极体可以承受我们需要处理的频率，而在电路所承载的电流上也有约.6v的正向电压，为麦克风和线路输入提供充足的保护。6 1/8 (3.5mm)立体
4、声音频线，RadioShack网站商品编号#42-2387：若麦克风输入仅由单频道连接，则可使用单声道线。迷你测试夹片转接器，RadioShack网站商品编号#270-372六角形控制旋钮，RadioShack网站商品编号#274-415洞洞板：购买双面型，或用2个一般洞洞板自行制作双面洞洞板（参见第2步）电子线，非必要：用于制做双面洞洞板（参见第2步）。工具Make: it豪华工具组，RadioShack网站商品编号#64-246。迷你热熔胶枪，RadioShack网站商品编号#55066341弓锯电焊帮手步骤第一步：电路图概览示波器的电路图很简单。将探针接到电路上需要测量的地方，信号从探针
5、进来，直接接到4.7k欧姆电阻（R1）。信号从该处通过1M欧姆电位计（R2），调整到达音效卡的电压。注：电阻及电位计的数值在10V之间，你可以使用高达30V的电压，都不会有电流过大的问题。两个二极体（D1和D2）的相邻配置可以保护音效卡的线路输入，在输入信号超过7V左右的时候就会断路。4.7k欧姆电阻（R1）也会限制通过二极体的电流，借此保护二极体。注：如果需要测量更高的电压，建议在电路的供给上使用第二个分压器。除了这些元件之外，还需要立体音频线、夹线和用来安装所有元件的洞洞板。注意：本项目是根据双面洞洞板（即两面都有铜垫者）设计。如果没有的话也不用担心，在下一步就教你如何自己做！第二步：制作
6、双面洞洞板如果没有双面铜垫的洞洞板，自己做也很简单。拿两个一模一样的洞洞板，背对背放置，让铜垫朝外。可以用胶把洞洞板粘在一起（若用粘的，建议使用喷胶），或者利用洞洞板的特性，也就是把它们焊接起来固定。剪取适当长度的22AWG实心电线在洞洞板的四边构成一个框（如图2）。接着让电线跨越一边，再焊接到背面，形成一个稳固，两侧都有铜垫的双面洞洞板。所有洞洞板上的孔现在都完整对齐了（如图3）。虽然做了边框，这个尺寸的洞洞板有644个孔可供使用。第三步：元件配置首先把最大的元件：电位计，放置在板上，决定需要的尺寸。接着把洞洞板裁成适当大小，排列其他主要元件后，看一下大略的配置。配置好2个电位计和4.7k欧
7、姆电阻之后，找出最适合二极体的地方。在板上标记电位计电极的位置，做为之后参考。第四步：接上音频线把音频线剪成桌电或笔电配置所需的长度。接着把线缆中3种不同的线剥皮。其中1条没有绝缘的缠绕线是接地线，另外2条有绝缘的线将做为输入的第1和第2频道。剥除频道线绝缘时需特别下功夫，因为它们非常小。注：有个小技巧，用烙铁把绝缘烧到所需的长度，同时给电极上锡。之后别忘了把烙铁擦干净。接着，依照电位计的参考点，把线路接上洞洞板。频道线将接到电位计的中心电极。接地线可以拉到旁边，固定在多处，因为将会有很多个接点需要接地。第五步：将元件固定在板上把黑色线（接地线）接到最左侧（上方视角）的电位计电极，并把4.7k
8、欧姆电阻接到最右侧电极。为了达成此目的，把零散的电极从板子底部穿出最接近先前标记的参考点的孔。每个电位计都有3个接点。在照片中，由左至右分别是接地、接至音效卡、接自4.7k欧姆电阻。把电位计固定于板上时使用热熔胶。最后，在接地和音效卡之间每个频道接上2个二极体。记得，其中一个二极体是从负极接到接地，另一个从正极接到接地。第六步：完成夹线把18 AWG的电线焊接到夹线。双频道的示波器配置将需要总共3个线和夹的组合：2组以红线供信号线使用，1组以黑线供接地线使用。连接夹线后，把线缆的另一端接到洞洞板上适当的位置。红线是信号线，接到4.7k欧姆电阻（电位计接点对面）。黑线接到洞洞板的接地轨。洞洞板和
9、线缆焊接点需要某种拉力释放，才不会不小心把线拉出来。热熔胶很好用，在3个接点上滴点热熔胶就有很好的效果。电子装置和硬件部份已经完成了，可以再为电位器装上外壳和旋钮。第七步：安装软件从下载软件并安装。安装时仅需在.exe档点击两下，并依照对话框的指示操作。注：很可惜，音效卡示波器软件只有Windows版本。努力搜寻后我还是找不到Mac版本。（或许我会自己写一个，再发布出去！）第八步：软件使用 60Hz比较这个软件的功能意外强大，不仅提供双频道支援（若你的硬件有提供），更有FFT测量、游标、X-Y图和信号产生器！注：在第一张图看到的是工厂制造的桌上型示波器输出资料，而第二和第三张图则是音效卡示波器
10、的输出。桌上型示波器和音效卡示波器都能轻松处理60Hz的sine波，你可以选择游标（CURSOR）量测时间和电压的数据。不过电压没有根据电阻分压器校正，所以无法显示电路上切确的电压。本软件有提供可以选用的校正点。仔细看看第三张图，可以发现sine波的波锋有些拉平。这是因为电位计过强，使二极体开始导电。此情形通常称做波型削峰。若发现波型削峰，只需把电位计回调，直到波型得到修正，也就是sine波的波锋没有拉平。第九步：软件使用 1kHz比较在1kHz，音效卡示波器仍然运作良好。注：音效卡示波器甚至会显示所测量的频率，方便确认。第十步：软件使用 10kHz比较然而到了10kHz，音效卡示波器就接近极
11、限了。可以发现信号有锯齿状的坡度角这是采样问题的征兆。示波器受两个主要条件的限制：频宽，即可以有效测量的频率范围。实验室级的示波器在这里有200MHz的频宽，也就是说在0到200MHz的范围可以有效地测量。音效卡的频宽则小得多，约2015kHz。在这个范围之外，测量结果便不准确。采样频率这里的实验室级示波器采样频率有2GS/s！电脑里的音效卡则只有大约44kS/s。这就是为么更快的波型可能无法准确测量。基本上，采样频率是系统测量电压的频率。实验室级的采样频率可达每秒20亿次，而音效卡型则只有四万四千次。你可能会想，这样这个DIY工具就没有作用了，但并非如此！对很多玩家的电路而言，14kS/s的速度来测量脉宽和频率绰绰有馀。当电路越来越快时，再考虑买实验室级的型号。第十一步：软件方波及FFT有一些业余项目会需要测量到方波，例如前面提到的伺服马达，但是不用担心，这套软件也适用，且较低速度（10kHz）时有极小的信号衰减。它还有其他好用的功能（有些前面有提到），其中我特别喜欢FFT功能，因为我经常使用。整体而言，这个专题是一个可以用于电子装置的强大工具，做为入门的示波器，它有一些好用的功能，对你大有帮助，而且不会瓜分你接下来几个月的工具预算。