传统的阴极射线管示波器精度高、功能多，但价格昂贵，目前，难以被电子爱好者接受。为此，本人设计制作了一台用发光二极管矩阵显示波形的示波器。其突出特点是成本低，可用电池供电，携带方便等。
主要性能指标
垂直放大频响：10Hz～500kHz；
输入灵敏度： 100mV／格；
输入阻抗： 大于400kΩ；
水平扫描频率：10Hz～100kHz；
整机电流： 28mA；
重量： 小于500克
电路原理
本系统主要由四个部分组成，整机方框图如图1。一、由VT1、IC1LM3914等组成的垂直驱动电路；二、由IC2CD4011构成的100Hz～1MHz环形振荡电路，供水平扫描用；三、由IC4CD4017组成的水平驱动单元；四、由7×10只发光二极管组成的显示屏。
垂直驱动由IC1担任。如图2所示，IC1主要由输入缓冲器、10级比较器、分压器、1.25V基准电源以及模式选择电路等部分组成。被测信号经VT1输入到IC1的5脚，通过缓冲器后加到10级比较器的反向输入端。每级比较器的同相输入端被一串分压电阻偏置在不同的电平上，由于分压电阻均为1kΩ，此10级比较器的电平呈线性变化。由于6脚与4脚间的电压设定为1V，因此，每级分压器上的电压为100mV。逐级比较电平分别为4.1V、4.2V、4.3V……5.0V。如果5脚输入信号在4.1V～5.0V之间变化，则1脚、18～10脚随输入电平的变化，以100mV为转折，顺序呈低电平。9脚为模式选择端，置高电平时，电路工作于线模式；置低电平（或开路）时，电路为点模式。本文为点模式。
由IC2CD4011构成的振荡器，输出的脉冲信号加到IC4的14脚时，其Q0～Q9端顺序输出高电平，模拟了示波器的水平扫描过程。S2为水平扫描频率粗调开关，RP4为细调电位器，C8为高频水平扫描频率精调电容。IC3是为稳定低频扫描频率而增设的10分频电路。XS1为100Hz～1MHz信号发生器输出插座。
假如被测信号是一幅500mV频率1kHz的方波信号，如图3。不加衰减时，调节垂直位移电位器RP2可使IC15脚波形如图4。将振荡器的频率调到10kHz处，经IC410分频后，水平扫描频率正好为1kHz，与被测信号同频。（同理，振荡频率为100Hz～1MHz时，水平扫描频率为10Hz～100kHz。）此时，IC4的Q0～Q9以（1／f\(_{IN}\)）÷10=0.1ms的时间间隔，顺序输出高电平。假如在t0～t\(_{1}\)的0.1ms期间内Q0输出高电平，此时IC1的5脚电压从4.4V跳变到4.8V，相应地，IC1的16脚～12脚顺序呈低电平，由图2可见，此时V2－1、V\(_{3－1}\)、V4-1、V\(_{5－1}\)、V6-1顺序点亮；在t\(_{1}\)－t5的0.4ms期间内，IC4的Q1～Q4依次输出高电平，而IC1的5脚电压为4.8V，相应地，12脚呈低电平，则V\(_{6}\)-2、V6-3、V\(_{6}\)-4、V6－5顺序点亮，其余发光二极管不亮；在t\(_{s}\)～t0的0.1ms时间内，IC4、Q5输出高电位，IC1的5脚电压从4.8V降低到4.4V，IC1的12～16脚顺序呈低电平。则V\(_{6}\)-6、V5-6、V\(_{4}\)-6、V3-6、V\(_{2－6}\)顺序点亮。以此类推，当被测信号经过一个周期时，显示屏上正好显示出一个完整的波形，如图5。这是一个理论波形，实际波形如图6。测量时，按动SB1可改变IC4计数脉冲起点时刻，也就改变了被测波形在显示屏中的水平位置。图2中SA1为输入信号哀减倍率转换开关。置“Ⅰ”档时允许输入电压为0～5V；当输入电压超过5V时，应将SA1置“Ⅱ”档。SA3为水平扫描频率辅助转换开关。当被测信号频率大于1kHz时，SA3应置“Ⅰ”档；小于1kHz时，置“Ⅱ”档，以使水平扫描频率稳定。通过SA2和SA3不同的组合，可获得10Hz～100kHz的连续扫描频率，即：SA2置“Ⅰ”位SA3置“Ⅱ”位为10Hz～100Hz；SA2置“2”位SA3置“Ⅱ”位，为100Hz～1kHz；SA2置“2”位SA3置“Ⅰ”位，为1kHz～10kHz；SA2置“3”位SA3置“Ⅰ”位为10kHz～100kHz。
安装要求
1．显示屏上的发光二极管应紧挨着焊在一块双面敷铜板上。
2．电路中采用了CMOS器件，最好加装插座，防止焊接不慎损坏集成电路。
3.IC3集成电路不可省去，否则，低频下显示波形极不稳定。
其它方面只要元件完好，焊接无误，电路均能正常工作。
电路调试极其简单，调RP3使6脚与4脚间电压为1V，此时垂直输入灵敏度在不加衰减的情况下为100mV／格。当然，改变RP3可改变输入灵敏度，但不宜低于40mV／格。
元件选择
发光二极管应选用φ5mm的高亮度绿色管；C5～C7选用云母电容，以使扫描频率稳定；C8采用短波收音机的外置频率微调电容器，所有电位器均用线性的。
补充说明
1．由于显示屏光点数量有限，在测量一些非矩形信号时，波形有一定的失真。如正弦交流信号，实际显示的波形如图7。这是本仪器最主要的缺点。
2.IC4是以动态形式驱动LED的，每次驱动时间极短，实践证明，即使驱动电流达15mA，长期工作也不会损环集成电路。
3．如想增加水平显示位数为16位，可将IC4换成CD4514，增加一只CD4024。 (常林)