擅闯Phyphox后花园学写示波器源代码

1 引言

近日，应安徽池州一中詹善生老师的邀请，试着在手机物理工坊Phyphox中编写一个“示波器”创新实验，他好利用这个示波器观看电容器充放电过程中的电流环化规律。

显然，按照需求，这个“示波器”应该有“本机调试”和“”显示外来信号波形“”两个功能。

示波器

尽管微主对Phyphox已经研究了一段时间，但是若要编写出如上图所示的示波器效果，那是万万不可能的。

本次推出的示波器，仅仅具有“本机调试”和“”显示外来信号波形“”两个功能，这已经属于赶鸭子上架了。

2 代码编写

在Phyphox的编辑系统的内部，各种运算符号都是模块化的，只要心中有了算法，只需要用鼠标进行简单的拖拽和链接，就可以完成程序编写。编写完成后的程序需要进行多次调试，才能最终达到目的。

程序编写

在程序编写中，最大的困难是对扫描信号的设计。以前在几何画板中研究过这个，所以思路比较清晰。在几何画板中，可以设置一个连续增加的变量，先对这个变量取整，再与原值作差，就得到了从0至1的扫描函数。只需要对这个扫描函数在频率的控制下进行缩放，就能模拟出示波器的扫描信号。

问题是Phyphox里面没有取整函，只有四舍五入函数，还需要一些简单的变化才能让四舍五入函数具有扫描函数的功能。

3 实验效果

示波器页面分为三个部分，上面是内置的调试区，中部是外来磁信号的感应区，下面是参数设置区。

在参数设置好以后，运行程序可以看到相应信号的波形曲线；如果用金属物品或磁性物品滑过手机的磁力计附近，可以在中间区域看到磁信号的变化波形。

频率比=1:1

频率比=2:1

频率比=4:1

频率比=1:2

频率比=3:2

频率比=3.5:2

4 存在问题

由于磁力计的采样频率限制，该示波器适合低频，不适合高频。从演示示波器的原理这个角度来看，马马虎虎还行。

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