Made with KiCad（106）：ScopeFun 多功能开源仪器

电子设计联盟

“ ScopeFun 是一个开源的一体化仪器平台。它包括示波器、任意波形发生器、频谱分析仪、逻辑分析仪和数字模式发生器。”
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Made with KiCad 系列将支持新的展示方式。直接将以下链接复制到浏览器中(或点击“阅读原文”)：
https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=132ce4fc-a409-49c2-a480-30eac0898612&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F132ce4fc-a409-49c2-a480-30eac0898612.zip即可动态查看设计的原理图、PCB、3D 及 BOM，查询设计中器件、走线、焊盘的属性详情。还可以在原理图中与AI小助手互动，帮您更高效地学习设计细节：

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5 E/ Y0 Z4 ^$ @7 y4 ?2 X! t概览ScopeFun 是一款经济实惠的开源一体化仪器平台，集成了以下工具：

示波器

任意波形发生器

频谱分析仪

逻辑分析仪

数字模式发生器Xilinx Artix-7 FPGA 和 Cypress EZ-USB FX3 控制器使电路板能够与 PC 连接，同时保持较快的数据传输速率。采样使用 512 MB 的 DDR3 SDRAM 进行缓冲。主要硬件规格如下:
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两个模拟示波器通道（10 位分辨率）

单通道 500 MSPS 实时采样率; 双通道为 250 MSPS

2.0 GSPS（每秒20亿样本）等效时间采样 (ETS) 速率

每个通道有128M样本的存储缓冲区。

两个模拟发生器（200 MSPS，12 位）

12 个数字通道（用于逻辑分析仪和数字模式发生器）

USB 3.0 接口
配套软件可在 Windows、Linux 和 Mac 上运行。它还提供服务器模式，支持通过 IP 网络进行远程连接。这样几乎可以从任何地方传输样本。此外，还可以使用 Python API，直接通过 Python 脚本与硬件连接。
; C7 M& R6 ~8 j8 N4 Y, \6 o硬件特性
3 _9 t& b1 i. L+ X+ X) i示波器
! p+ @2 S0 P& K0 u通道：两个
模拟带宽（-3 dB）：100 MHz
实时采样率：250 MSPS 双通道/500 MSPS 单通道
等效时间采样 (ETS)：2.0 GSPS
分辨率：10 位
  d6 {# _3 C5 T: @/ b* l7 u最小灵敏度：0.098 mV
电压范围（使用1x探头）：每格 10 mV 至 2 V
0 a: N4 ?# N2 H. L: ?! x$ r存储深度：每通道 1.28 亿个样本任意波形发生器
9 W/ ~2 h6 J& N" l( I! I: T通道：两个
更新速率：200 MSPS
1 q3 F4 A" s5 g7 |4 R- r1 a输出放大器带宽：30 MHz
输出阻抗：50 欧姆
分辨率 12 位
最大输出电压 +/- 2 V
+ l6 M8 S% E. w' i自定义波形长度：每个通道 32768 个采样点频谱分析仪
通道：两个
7 ~( C7 a; }" y) W频率范围：直流至 125 兆赫逻辑分析仪
. A0 H4 a( G. T通道数：12
最大切换速率：125 MHz
0 q) ?" N6 }$ O2 Q最大采样率：250 MSPS
, j/ L. l" n2 U0 z% B存储深度：每个通道 1.28 亿个样本数字模式发生器
8 ?: R0 b' ]1 L) u4 X, i- `4 U通道数：12
  Q7 E/ e! k; T$ K最大切换速率：125 MHz
最大更新速率：250 MSPS
自定义波形长度：每个通道 32768 个采样点主要器件
' R& n( _5 r6 {. V, }% zFPGA: Xilinx Artix-7 XC7A35T
2 E! X! j; G0 Y+ k" g内存：512 MB DDR3 SDRAM
/ u; Z$ y! S$ x& g  T1 y连接器：Cypress FX3 USB 3.0软件
支持多平台：Windows、Linux 和 Mac
' ~1 U4 g; `0 B$ e) @服务器模式：通过 IP 网络远程连接 ScopeFun
% s- D' V: O; o4 k! X: P5 x3 xPython API：直接从 Python 中读取采样并控制 ScopeFun
5 N1 F) M0 W* `) p) g高级信号渲染：3D 帧历史和虚拟持久性注：逻辑分析仪和数字模式发生器共享相同的 12 个通道。
* }! p1 M8 K' |+ D  Y( V! A示波器
, W9 S4 t" q- I* S$ o& r# ~ScopeFun提供了两个模拟通道，可以作为示波器输入使用。这两个模拟输入通道都具备过电压保护功能，能够承受±50V的电压，防止设备因过高电压而损坏。设备支持直流(DC)、交流(AC)和接地(GND)三种输入耦合方式，这些选择可以通过软件控制。输入信号可根据增益和偏移进行调整，以测量 100 mV 至 20 V（全量程）的电压，最小输入分辨率为 0.098 mV。每个模拟通道的采样率为 250 MSPS，采用 10 位模数转换器 (ADC)。两个模数转换器可配置为交错模式采样，单通道采样速度可达 500 MSPS。
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ScopeFun 还支持等效时间采样 (ETS)，可为重复信号提供 2.0 GSPS 的采样速度。
任意波形发生器
# F7 X  W8 n' t$ d/ D! Y' _" P# D8 HScopeFun提供了两个模拟输出通道，可以作为任意波形发生器（AWG）使用。两个 AWG 输出都有短路和过压保护（最高 +/- 25 V）。AWG 输出阻抗为 50 欧姆，可与各种设备配合使用。可以通过软件选择波形形状、频率、电平和偏移。所选设置会立即反映在 FPGA 控制寄存器中。数字采样在 FPGA 内部生成，并以每通道 200 MSPS 的速度传输到板载双通道数模转换器 (DAC)。正弦波输出是在 CORDIC 算法的帮助下生成的，因此可以获得任意频率的输出。其他简单信号由计数器产生。用户还可以提供自定义波形样本，并将其上传到 FPGA 的内部存储器（BRAM）。模拟输出的缩放（电平和偏移）通过 FPGA DSP 模块实现。
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逻辑分析仪/数字模式发生器
ScopeFun 有一个12位的数字接口，可以处理12位宽的数据信号。数字接口的采样频率为 250 MHz，逻辑上分为两个 6 位通道组。每个通道组可独立选择作为输入（逻辑分析仪）或输出（数字模式发生器）。数字接口电压可以在 1.25 V 到 3.3 V 之间调整，但输入最高可接受 5 V 电压。所选接口电压还可通过专用输出引脚提供，并可用作低电压电源。数字模式发生器的定制数字采样可以上载到 FPGA，内部时钟分频器可用于控制输出频率。还可以随时用逻辑 “低” 或逻辑 “高 ”覆盖单个输出。

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Python API
) [6 q% s; U% m5 ~Python API 可直接从 Python 访问 ScopeFun 功能。这提供了一种简单的方法来创建高度定制的测试场景，而无需修改软件源代码。例如，Python 脚本可用于自动测量或后处理捕获的数据。下图是一个简单的演示，用一个简短的 Python 脚本，从一个模拟输入端采集样本并绘制采集信号的直方图。
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原理图 & PCB
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LicenseCERN OHL v.1.2仓库 & 下载
7 p* ^3 A$ P* g* V1 \$ h可以在Gitlab中获取开源仓库：
https://gitlab.com/scopefun/scopefun-hardware
Baidu 下载：
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+ _' x4 K/ [2 L6 B! z8 Q, s3 A" e, D
  S2 K6 F  R4 Z7 a6 D5 Z6 [引用

https://www.scopefun.com

https://www.scopefun.com/smf

https://gitlab.com/scopefun
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/ c3 k1 B+ H8 N6 d; c( m! p注意：如果想第一时间收到 KiCad 内容推送，请点击下方的名片，按关注，再设为星标。
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