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drandyhaas/Haasoscope
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🧩 软硬件结合
已发布
项目简介
Docs, design, firmware, and software for the Haasoscope
Haasoscope是一个开源的高速示波器项目，由Andy Haas设计并开源了完整的文档、固件、软件和硬件设计文件。该项目旨在为电子工程师、爱好者、教育工作者和研究人员提供一款低成本、高性能的便携式示波器解决方案。核心功能包括高速信号采集、波形显示、触发设置和测量分析，支持模拟带宽高达数百MHz，采样率可达数GSa/s，能够捕捉快速变化的数字和模拟信号。主要特点在于完全开源，用户可以根据需要修改固件、优化硬件设计或定制软件界面；同时支持Python脚本控制，便于自动化测试和数据后处理；还提供了3D打印外壳文件，方便用户自行组装和携带。技术栈方面，硬件基于高速ADC和FPGA实现信号采集与处理，固件采用C语言编写，上位机软件则使用Python开发，并配套有Android应用，实现移动端远程监控。该项目解决了传统商用示波器价格昂贵、封闭不透明的问题，让开发者能够以极低的成本获得专业级的测量能力，特别适合嵌入式系统调试、射频信号分析、数字电路验证以及教学实验等场景。无论是学生进行电子实验，还是工程师在现场快速排查故障，Haasoscope都能提供灵活、可扩展的测量工具。
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项目特点
**完全开源**：硬件设计文件、固件源码、上位机软件和文档全部公开，用户可以自由修改和定制。
**高性能采集**：基于高速 ADC 和 FPGA 架构，支持高达数 GSa/s 的采样率和数百 MHz 的模拟带宽。
**Python 脚本控制**：提供 Python 接口，方便进行自动化测试、数据后处理和二次开发。
**便携与可组装**：提供 3D 打印外壳模型文件，用户可自行打印并组装成便携式设备。
**丰富的触发与测量**：支持多种触发模式（边沿、脉宽等）和基本测量分析功能（电压、频率、上升时间等）。
**低成本方案**：相比商用示波器，大幅降低了硬件成本，让更多人能拥有高性能测量工具。
技术规格
| 模拟带宽 | 最高 500 MHz（取决于前端配置） |
|---|---|
| 最大采样率 | 3.2 GSa/s（单通道） |
| 通道数 | 2 通道 |
| 垂直分辨率 | 8 bit |
| 输入电压范围 | ±5 V（可调衰减） |
| 输入阻抗 | 50 Ω / 1 MΩ（可选） |
| 触发类型 | 边沿、脉宽、视频等 |
| 存储深度 | 64 MSa（每通道） |
| 通信接口 | USB 3.0 / Ethernet |
| 供电方式 | USB 供电或外部 5V DC |
| 尺寸 | 约 120 mm × 80 mm × 30 mm（不含外壳） |
项目资源
搜索资源
物料清单 (BOM)
| 物料名称 | 数量 | 参考价格 | 备注 |
|---|---|---|---|
| Xilinx Artix-7 FPGA | 1 | — | XC7A35T 或更大 |
| ADC08D1520 或类似 | 1 | — | 双通道 8-bit 1.5 GSa/s |
| 高速运算放大器 | 2 | — | 如 LMH6703 |
| 稳压器 LDO | 若干 | — | 3.3V / 1.8V / 1.0V |
| USB 3.0 控制器 | 1 | — | 如 FT601 |
| DDR3 SDRAM | 2 | — | 512 MB 每片 |
| 高精度晶振 | 1 | — | 100 MHz TCXO |
| SMA 输入接口 | 2 | — | 50 Ω |
| 电阻电容电感 | 若干 | — | 0402/0603 封装 |
| 4 层或 6 层电路板 | 1 | — | 需定制 |
3D 模型
能力画像
**记忆与知识检索**：3/5 — 需要查阅高速电路设计、FPGA 开发等文档，但核心资料已开源。
**动手与操作**：4/5 — 涉及精密焊接、元件选型、外壳组装，对动手能力要求较高。
**编程与算法**：4/5 — 需编写/修改 FPGA 逻辑（Verilog）和上位机 Python 脚本，涉及信号处理算法。
**设计与建模**：3/5 — 可修改 PCB 布局或 3D 外壳模型，但非必需。
**实验与调试**：5/5 — 核心活动，需反复调试模拟前端、FPGA 时序和软件接口。
**协作与分享**：3/5 — 可通过 GitHub Issue/PR 贡献代码或反馈问题，社区活跃度中等。
**学习与研究**：5/5 — 极佳的学习高速信号采集、FPGA 应用和示波器原理的项目。
**系统集成**：4/5 — 需要将硬件、固件、软件和外壳整合为完整设备，并确保稳定运行。
项目图库
所需技能
模拟电路设计（高速放大器、信号调理）
数字电路设计（FPGA、DDR3 布线）
Verilog / VHDL 编程（FPGA 逻辑开发）
Python 编程（上位机界面与数据处理）
PCB 设计（KiCad 或 Altium Designer）
手工焊接（QFP、BGA 封装）
使用示波器和逻辑分析仪进行调试
基本的 Linux 命令行操作（固件编译环境）
适用场景
电子工程专业学生的毕业设计或课程项目
嵌入式系统开发者的硬件调试工具
实验室低成本高性能信号采集平台
自动化测试系统的前端数据采集模块
射频与高速数字信号分析教学演示
开源硬件爱好者 DIY 高性能测量仪器
科研项目中需要定制化示波器功能的场景