开源的双通道50Msps/10MHz带宽示波器
双通道10MHz模拟带宽、50Msps转换,模拟信号输入范围40Vpp,支持LCD本地波形显示和PC波形显示,并带有双路可调直流电压输出以及双路任意波形发生器
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示波器
FPGA
口袋仪器
直流电压
任意波形发生器
硬禾发布
更新2025-01-30
4514
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设计一款便携式口袋示波器,用于简单的测试,尤其教学实验中,它的主要功能要求如下:

  • 双通道数据采集功能,模拟信号带宽5MHz,采样率50Msps
  • 模拟信号的幅度最大为+/-20V
  • 采集的数据通过USB/UART传输到PC上进行显示、分析
  • 具有在本地LCD屏幕上进行波形及相关信息显示的功能,LCD的分辨率为240 * 240
  • 能够产生双通道模拟信号,输出100KHz以内的任意波形,波形的幅度在5Vpp之内可调
  • 能够产生-4V到+4V之间的可调直流电压输出,负载电流能力为100mA

此仪器不仅可用于实际的使用,还可以用于教学实验、综合项目设计中,作为同学们理解模拟电路、数字电路以及电源设计的平台。

此平台将采用开源的上位机软件界面(比如Labview、SerialPlot等),并可以通过自己编程DIY自己的仪器界面,所以此平台也将全部开源。

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管脚分配

功能

外设管脚

FPGA管脚

管脚性质说明

ADC

ADC_D0

20

输入

 

ADC_D1

21

输入

 

ADC_D2

23

输入

 

ADC_D3

25

输入

 

ADC_D4

27

输入

 

ADC_D5

28

输入

 

ADC_D6

31

输入

 

ADC_D7

32

输入

 

ADC_AorB

26

输入

 

ADC_CLK

34

输出,最高48MHz

模拟电路控制

Ch1_Offset

13

输出,PWM信号,调节范围1.75V+/-

 

Ch2_Offset

12

输出,PWM信号,调节范围1.75V+/-

 

Ch1_G0

37

输出

 

Ch1_G1

38

输出

 

Ch2_G0

36

输出

 

Ch2_G1

35

输出

任意波形发生器

PWM_WAV1

9

输出, PWM,最高生成100KHz以内的信号,1.65V +/-1.25V  ~ 0.4V到2.9V范围变化

直流电压输出

PWM_DC1

11

输出,PWM,0.75-2.75V范围内变化,得到-4V到+4V的可调电压

 

PWM_DC2

10

输出,PWM,0.75-2.75V范围内变化,得到-4V到+4V的可调电压

按键控制

Key1

6

输入

 

Key2

4

输入

 

Key3

3

输入

 

Key4

2

输入

LCD显示

LCD_SCL

43

输出

 

LCD_SDA

45

输出

 

LCD_DC

42

输出

 

LCD_RST

46

输出

 

LCD_CSn

47

输出

UART通信

UART_TXD

18

输入

 

UART_RXD

19

输出

时钟输入

CLK_IN

44

输入

软硬件
元器件
TS3A5017PWR
3.3V、4:1、2 通道通用模拟多路复用器
ICE40UP5K-SG48ITR
逻辑单元数:5280 逻辑阵列块数:660
LM27762DSSR
带有集成 LDO 的低噪声正负输出电荷泵
LPC11U35FHI33
32位ARM Cortex-M0微控制器;高达128 kB闪存;高达12 kB SRAM和4 kB EEPROM;USB设备;USART接口
MIC5504-3.3YM5-TR
带使能下拉和自动放电功能的单路300mA LDO
TPH2501-TR
250MHz、精密、轨到轨 I/O、CMOS 运算放大器
MIC5504-1.2YM5-T5
单通道300mA LDO,带使能下拉和自动放电功能
SGM8301YN5G/TR
100MHz高压轨至轨输出放大器
MAX1193ETI+
超低功耗、45Msps、双路、8位ADC
TL974IPW
四通道、12V、12MHz 运算放大器
LMV358MM/NOPB
双通道、5.5V、1MHz 运算放大器
ZJY320S030_3.2_240x320-ST7789
3.2寸240x320 lcd显示屏高清tft lcd液晶屏st7789v驱动
电路图
附件下载
InstruFpga.pdf
V2.0版本的原理图 - PDF格式
团队介绍
硬禾工程师团队专注于基于FPGA和嵌入式系统学习平台的开发和生态系统的建设,在过去5年里成功推出的小脚丫FPGA学习平台被全国上百所高校采用于数字电路教学实践中,并一直积极推动开源、免费PCB设计工具KiCad在高校学生及硬件工程师中的应用。
团队成员
苏老师
硬禾学堂创始人,资深硬件工程师和电子创客爱好者。
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