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示波器实验场

万用表给出一个数值，示波器则展示电压每一刻的变化。这台虚拟示波器呈现 ESP32 水质监测仪中的五种信号：降压转换器的 5V 电源轨、浊度和 EC 传感器、DS18B20 数字温度总线，以及水泵 PWM，并提供时基、每格电压与触发等真实控制功能。

从未用过示波器？跟随内置教程即可。从稳定的 5V 电源轨开始，最后根据平均电压读数设置水泵速度。每个术语首次出现时都会得到解释。

2 ms/div 1 V/div 触发 ▲ 1.6V 运行
第 1 步

信号

纹波 0.36V
频率 500 Hz

时基

2 ms/div

垂直

1 V/div

触发

电平 1.60V

控制

测量值

Vpp —
Vavg —
频率 —
占空比 —
挑战
  • 将 5V 电源轨缩放至 0.5 V/div，并从 Vpp 读取纹波幅度。万用表能让你看到这个变化吗？
  • 将浊度噪声调高，观察 Vavg。为什么每次读数都在跳动，平均值却仍然有用？这正是代码要计算平均值的原因。
  • 按 STOP 冻结温度总线信号，数一数一次突发信号中的脉冲数。为什么示波器能显示这段通信，而万用表不能？
  • 使水泵的 Vavg 恰好为 1.65V。需要多大的占空比？为什么水泵速度取决于平均值而非峰值？
进一步学习

这里的每种信号都会出现在实际实验台上：电源轨对应你在第 4 课中验证的降压转换器输出，所属课程是野外系统单元；温度总线对应第 6 课的 DS18B20，EC 探头对应第 7 课，而浊度信号的毛刺解释了第 12 课中读数为何总是不稳定：噪声一直存在，只是万用表把它平均掉了。PWM 视图展示的水泵调速来自监测船的科学工作站。