PC Oscilloscoop: Een Goedkope Golfvormanalyser Bouwen met Uw Computer

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• IBM‑compatibele PC met een geluidskaart, Windows 3.1 of nieuwer
• Winscope software – gratis download van internet (auteur: Dr. Constantin Zeldovich)
• Elektronisch muzikaal toetsenbord
• Mono koptelefoonstekker voor toetsenborduitgang
• Mono koptelefoonstekker voor computer geluidskaart microfooningang
• 10 kΩ potentiometer

De Winscope applicatie vangt AC spanningssignalen op via de microfooningang van de geluidskaart en toont ze als golfvormen op uw scherm. Een vergelijkbaar Linux hulpprogramma, Oscope, is beschikbaar voor gebruikers van dat platform. Als geen van beide programma's beschikbaar is, kan de ingebouwde Windows "Sound Recorder" een heel basale golfvormweergave bieden.

NASLAGWERKEN

Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Hoofdstuk 7: "Mixed‑Frequency AC Signals"

Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Hoofdstuk 12: "AC Metering Circuits"

LEERDOELEN

• Computersoftware gebruiken om een oscilloscoop te emuleren
• De kernfuncties van een oscilloscoop demonstreren

SCHEMA

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

De oscilloscoop is een essentieel instrument voor zowel studenten als professionals in elektronica. Commerciële oscilloscopen kunnen onbetaalbaar duur zijn, en er een vanaf nul bouwen vereist meestal een bestaande oscilloscoop voor troubleshooting. Gelukkig kan de geluidskaart van een standaard PC lage‑spanning AC signalen in het 100 Hz–10 kHz bereik digitaliseren met voldoende resolutie, en gratis software kan deze signalen in oscilloscoopformaat weergeven. Voor veel hobbyisten en docenten biedt dit een kosteneffectief alternatief.

⚠️ Veiligheidswaarschuwing: Het blootstellen van de microfooningang aan spanningen boven de tolerantie van de geluidskaart kan uw computer beschadigen. Muzikale toetsenborden produceren doorgaans veilige, lage‑spanning signalen, maar andere bronnen (bijv. functiegeneratoren, voedingen) kunnen een risico vormen. Gebruik deze opstelling verantwoordelijk.

1. Sluit de mono‑uitgang van het toetsenbord aan op de uiterste klemmen van de 10 kΩ potentiometer. Soldeer twee draden aan de uiteinden van de microfoonstekker zodat u "meetleidingen" heeft.
2. Sluit de meetleidingen aan op de potentiometer: verbind de wiper met één uiterste klem.
3. Start Winscope en klik op de "play" pijl‑icoon in de linkerbovenhoek.
4. Druk een toets op het toetsenbord; een golfvorm zou op het scherm moeten verschijnen. Voor een schone sinusgolf, kies een fluit‑achtige stem (bijv. "panfluit").
5. Als de weergave een afgeknotte vierkante vorm toont, verlaag de signaalamplitude door de potentiometer tegen de klok in te draaien.
6. Experimenteer met verschillende toetsenbordstemmen en observeer de resulterende golfvormen. Let op hoe complexe timbres rijkere harmonischen genereren.
7. Verken de bediening van Winscope (zoom, amplitudeschaling, trigger) om de weergave te verfijnen.

Beperkingen: De PC‑gebaseerde oscilloscoop kan geen nauwkeurige spanningmetingen uitvoeren en is beperkt tot audio‑frequentiebereiken. De AC‑gekoppelde microfooningang blokkeert DC signalen, dus de weergave is analoog aan een scoop ingesteld op "AC koppeling". Niettemin is het een uitstekend hulpmiddel voor het visualiseren van golfvormen en basale signaalkenmerken.

Voor wie hogere prestaties vereist, zijn professionele PC oscilloscoop adapters beschikbaar voor ongeveer $400 (2002 prijs) en bieden ver superieure bandbreedte, resolutie en meetmogelijkheden. Radio Shack's Velleman model (catalogus # 910‑3914) is zo'n optie. Het gebruik van een PC als display biedt het voordeel van eenvoudig vastleggen en opslaan van golfvormafbeeldingen digitaal.