用于个人计算机的廉价标准化 16 位和 24 位音频 I/O 硬件的出现激发了示波器模拟应用的热潮。其中许多“声卡示波器”功能强大，提供输入缩放、触发和时基选项、频率分析、数据文件存储和内置信号发生器。 但即使是最好的软件应用程序也只能克服硬件的基本限制，毕竟硬件是专门为音频采集和再现而优化的，同时尽可能便宜。这些限制包括：
作为回应，文献中出现了许多硬件补救措施。可以使用基本缓冲器和可变衰减器来改善输入阻抗和范围，而基于 AD583 S&H 的巧妙设计（Doug Mercer 在模拟对话中： “前端将 PC 声卡变成高速采样示波器”），拉伸了上部带宽限制（对于重复波形）为 50MHz！ 这个声卡范围前端的设计理念有点不同。参考原理图（图1），它将兆欧输入阻抗与切换X1-X10-X100衰减相结合，但随后将声卡带宽的底端扩展了10倍以上。对于双声道（立体声卡）范围，电路只是复制。
图 1声卡示波器前端示意图。 前端从衰减器开关 S1 周围的级联电阻网络开始。它提供 1MΩ（最小）输入阻抗和可选十进制衰减，无需使用高于 2MΩ 的电阻器（精密电阻器开始变得昂贵），并带有一个简单的 ON–OFF–ON 三位拨动开关。 非反相 9051 缓冲放大器电平将输入信号转换为 Vdd/2，并通过 C1(R1+R2) 反馈网络应用可调节（针对正在使用的特定声卡硬件的一次性校准）低频校正。这就是它的工作原理。 基本上所有声卡 CODEC 都有交流耦合输入，即使相关 RC 时间常数的额定截止频率可能低至 10Hz（如图 2中用于记录绿色轨迹的 CODEC 的情况），常见的感兴趣波形（例如，图 2 的 20Hz 方波）的失真（“下垂”）可能是极端且不可接受的。
图 2低频响应校正，显示未校正的 CODEC 响应（绿色）与校正后的响应（红色），R1 调整为 22ms RC。 修复包括调整 (R1+R2) 以使反馈时间常数等于并抵消 CODEC 输入的时间常数：在本例中为 22ms。有了这种一次性校准，图 2 中的红色迹线显示了一种典型的改进，产生了原始波形和所有类似输入的定量准确再现。补偿不是很完美，因为最终 9051 会耗尽余量，而且因为 CODEC 高通滤波有时比简单的单极 RC 更复杂。但如图 2 所示，这种改进是显着且有用的。 当然，随着我们对开始时无处不在、简单、便宜且令人愉悦的声卡硬件进行无尽的增强，最终必然会出现众所周知的百合被过度镀金而失去成本效益的地步。希望这个设计不会越过那条线。 |
