🏆 今日精选（来自 GitHub）
- 项目名称：ThunderScope
- 项目类型：示波器（基础类目；子方向：PC 流式千兆采样示波器，与 08-25 期 HaasoscopePro 的 USB 实时示波器同大类不同子方向）
- 项目链接：https://github.com/EEVengers/ThunderScope
- 项目图片：
ThunderScope PCIe 卡正面 3D 渲染（Rev 5.3）：
左侧四路 BNC 输入各配独立 RF 屏蔽罩（内含 BUF802 缓冲 + LMH6518 VGA 前端），中部为采集系统与 FPGA，右侧金手指为 PCIe x4 接口；板面丝印 EEVengers 标识与 OSHW 开源硬件标志。（来源：仓库 Rev 5.3 Outputs 官方渲染图）
ThunderScope PCIe 卡底面 3D 渲染（Rev 5.3）：
底面布置 FPGA 配置 Flash、JTAG/UART 调试排针、时钟 PLL 与电源变换电路，丝印写有 "Your hardware is yours --- You have the right to modify it / Study Rights / Distribute Rights / Make Rights" 的开源宣言。（来源：仓库 Rev 5.3 Outputs 官方渲染图）
- 硬件平台：AMD Artix-7 FPGA（XC7A35T-2CSG325C）+ ADI HMCAD1520 四通道高速 ADC + TI BUF802/LMH6518 + ADI ADA4930-1 模拟前端 ×4
- 开源状态：已提供完整原理图（KiCad 9 源文件 + 官方导出 PDF，Rev 5.3，20 页层次图）+ MP/PVT 两版 BOM CSV + Gerber + 装配图；软件完全开源（LiteX/XDMA FPGA 门电路 + TS.NET 控制库 + ngscopeclient 上位机，MIT）
- 核心亮点 ：
- 四通道 1 GS/s（8-bit）/ 500 MS/s（12-bit），单通道标称带宽 350 MHz（关闭抗混叠滤波可达 500 MHz）；四通道共享一颗 HMCAD1520，双通道 200 MHz、四通道 100 MHz
- 不设板载采集缓存：采样数据以 1 GB/s 持续流入 PC（PCIe Gen2 x4 / Thunderbolt·USB4），存储深度只受主机内存限制（软件当前上限 1 Gpts/通道），"电脑越新示波器越快"
- 商业级完成度：Crowd Supply 众筹已募集 443,485，整机（铝壳版 950 / PCIe 版 $800）已量产发货；OSHWA 认证 CA000017，BOM、装配图、Beta 2 返工勘误文档全部公开
- 仓库 1298★ / 260 fork（MIT），2026-09-08（昨天）仍在 push：Rev 5.3 已从 Altium 全面迁移到 KiCad 9.0.3，同时提供 TS-PCIe 与 TS-USB4（M.2 载板）两个变体的完整设计输出
- 推荐理由：这是目前 GitHub 上"商业完成度 × 开源彻底度"结合得最好的示波器项目------千颗料、六层板、GHz 级模拟前端全部透明，且昨天还在活跃更新；对想搞懂高速示波器模拟前端（终接/衰减/缓冲/VGA/差分驱动/时钟_clean）如何真正做出来的读者，这 20 页层次原理图就是一份现成的教科书。
📋 项目简介
ThunderScope 是 EEVengers 社区（主创 Aleksa Bjelogrlic）历时七年打磨的完全开源四通道 PC 示波器。它的核心思路与传统示波器相反：板上不做深存储、不做复杂处理，而是用 Thunderbolt/USB4 或 PCIe Gen2 x4 把 ADC 采样流以 1 GB/s 全速灌进 PC，由 GPU 加速的开源上位机 ngscopeclient 完成显示、触发、测量、协议解码甚至眼图分析。模拟前端每通道一条完整信号链------BNC 输入经继电器切换 1 MΩ/50 Ω 终接与 x1/x10 衰减，进 TI BUF802 JFET 缓冲（3.1 GHz、2.3 nV/√Hz）做 AC/DC 耦合，再由 LMH6518 数控 VGA（900 MHz，-1.16~38.8 dB、2 dB 步进）完成 1 mV/div~10 V/div 垂直档位，最后经 ADA4930-1 差分驱动送入 HMCAD1520。Rev 5.3 是当前主线：单块 6 层板集成全部模拟与数字电路，分别提供 PCIe 金手指直插版与 M.2 KEY-M 载板（Thunderbolt/USB4 铝壳版）两个变体，KiCad 9.0.3 源文件、官方 PDF 原理图、MP/PVT 双版 BOM、Gerber、装配图与 DRC/ERC 报告一并公开。
🔧 设备参数
- 主控 FPGA：AMD Artix-7 XC7A35T-2CSG325C（33280 LUT，4 路 GTP 收发器，PCIe Gen2 x4 硬核，CSG325 封装）
- ADC：ADI HMCAD1520（8/12/14-bit 四通道流水线 ADC；整机 1 GS/s @ 8-bit 交织 / 500 MS/s @ 12-bit，四通道共享，单通道满速 1 GS/s、双通道各 500 MS/s、四通道各 250 MS/s）
- 模拟前端（×4 通道）：BUF802IRGTR JFET 缓冲（DC~3.1 GHz）→ LMH6518SQX 数控 VGA（900 MHz）→ ADA4930-1YCPZ 差分驱动
- 输入耦合：AC/DC 可选（TMUX4053 模拟开关），终接 1 MΩ / 50 Ω 继电器切换（UD2-4.5NUN-L DPDT ×2 每通道）
- 垂直档位：1 mV/div ~ 10 V/div（1× 探头），LMH6518 增益 -1.16~38.8 dB / 2 dB 步进
- 时钟：ZL30260 任意频率时钟合成器（6 路输出）+ 10 MHz 与 25 MHz 双 TCXO（±2.5 ppm）
- 前端校准：MCP4728 四路 DAC + MCP4452 双数字电位器 + REF2025 基准，每通道偏置/失调可程控微调
- 主机接口：TS-PCIe（金手指 PCIe Gen2 x4）/ TS-USB4（M.2 KEY-M 载板，配 Thunderbolt/USB4 铝壳），持续流 1 GB/s
- 供电：主机总线供电（PCIe 12V 输入 TPSM82913 降压），整机 <15 W，无需外接电源
- 板卡规格：6 层 PCB（Top/Bottom + GND/信号/信号/GND 内层），约 132×120×20 mm、150 g（PCIe 版）；铝壳版 145×103×31 mm、360 g
- 上位机：ngscopeclient（GPU 加速，Win/Linux/macOS）或轻量版 thunderscope-rs；FPGA 门电路 LiteX / XDMA（已归档）双路线
- 屏蔽：每通道独立 RF 屏蔽罩（2118728-2）+ 板边 RFI 屏蔽指，模拟/数字分区隔离
🎯 项目背景
ThunderScope 的起点是 2018 年前后 Aleksa Bjelogrlic 的一个朴素问题："为什么开源社区有开源逻辑分析仪、开源电源，却没有一台能打的千瓦级采样开源示波器？"2021 年项目在 Hackaday.io 上以 ThunderScope 之名公开，当年即登上 Crowd Supply 众筹页并因"用 Thunderbolt 把 1 GS/s 原始数据流进 PC"的架构引发关注；2023 年团队在 TEARDOWN 与 Hackaday Supercon 连做两场《开源示波器是怎么设计的》演讲，把前置放大、时钟、噪声设计经验整套摊开。众筹最终募集 $443,485（约为目标的数倍），2025 年起整机出货，OSHWA 认证号 CA000017。硬件上项目经历了 Altium 时代的 Rev1~Rev4.1（Beta 1/Beta 2，官方提供 Beta 2 噪声与频响返工勘误），到 Rev 5.3 完成向 KiCad 的全面迁移------这一步对社区复刻意义重大：从此修改、派生这套 GHz 级前端不再需要商业 EDA 授权。仓库当前同时维护 TS-PCIe 与 TS-USB4 两个变体的 BOM 与装配输出，LiteX 门电路路线让 FPGA 部分也能用全开源工具链（Yosys/nextpnr 生态）构建。
📊 核心参数
| 类别 | 型号/参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 主控 FPGA | AMD Artix-7 XC7A35T-2CSG325C | 33280 LUT，4 路 GTP，PCIe Gen2 x4 硬核 |
| ADC | ADI HMCAD1520（8/12/14-bit） | 四通道共享，整机 1 GS/s（8-bit 交织）/ 500 MS/s（12-bit）；单通道满速，双/四通道各 500/250 MS/s |
| 模拟前端 | BUF802 + LMH6518 + ADA4930-1 ×4 | 3.1 GHz JFET 缓冲 → 900 MHz 数控 VGA → 低噪声差分驱动 |
| 标称带宽 | 350 MHz（单通道，抗混叠滤波开启） | 关闭滤波可达 500 MHz；双通道 200 MHz / 四通道 100 MHz |
| 输入阻抗 | 1 MΩ / 50 Ω（继电器切换） | 兼容无源探头与 50Ω 端接有源探头 |
| 垂直档位 | 1 mV/div ~ 10 V/div（1× 探头） | LMH6518 数控增益，2 dB 步进 |
| 输入耦合 | AC / DC（TMUX4053）+ 前面板探头补偿输出 | 面板带 COMP 补偿信号 |
| 时钟系统 | ZL30260 + 10 MHz / 25 MHz 双 TCXO（±2.5 ppm） | 6 路低抖动时钟输出，支持多机 sync 扩展 |
| 主机接口 | PCIe Gen2 x4（金手指）/ Thunderbolt·USB4（M.2 载板） | 采样流 1 GB/s 直写主机内存 |
| 存储深度 | 1 Gpts/通道（软件当前上限） | 实际仅受主机内存容量限制 |
| 供电 | 主机供电，整机 <15 W | PCIe 12V 输入，无需外接电源 |
| 体积/重量 | 132×120×20 mm / 150 g（PCIe 版） | 铝壳版 145×103×31 mm / 360 g |
| 上位机 | ngscopeclient / thunderscope-rs | GPU 加速，支持协议解码、眼图、滤波链 |
| 开源认证 | OSHWA CA000017，MIT | 原理图/PCB/门电路/上位机全开源 |
💰 BOM 清单与成本估算（硬性小节，每期必须有）
| 类别 | 型号/规格 | 数量 | 参考单价 | 小计 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| 主控 FPGA | AMD XC7A35T-2CSG325C（Artix-7，33280 LUT） | 1 | ¥204.63 | ¥204.63 | 立创商城 1+ 含税价（现货 52） |
| 高速 ADC | ADI HMCAD1520（12/14-bit，最高 1 GS/s） | 1 | ¥866（估算） | ¥866 | ADI 官网单价 122.02，按 1 USD≈7.1 折算（估算汇率）；海外渠道区间 107~163 |
| 可变增益放大 | TI LMH6518SQ/NOPB（900 MHz 数控 VGA） | 4 | ¥130.28 | ¥521.12 | Mouser 中国 1+ 含税价；千件量价约 ¥75；BOM 用 SQX 无铅变体 |
| 高阻缓冲 | TI BUF802IRGTR（3.1 GHz JFET 缓冲） | 4 | ¥30（估算） | ¥120 | LCSC 参考价 $4.16，按 7.1 折算（估算汇率） |
| ADC 差分驱动 | ADI ADA4930-1YCPZ-R7（1.2 nV/√Hz） | 4 | ¥55.06 | ¥220.24 | 立创商城 ¥52.13 起 / 嘉立创 SMT ¥55.06（1+ 含税） |
| 时钟合成 | Microchip ZL30260LDG1（6 路输出） | 1 | ¥104.72 | ¥104.72 | Mouser 中国含 13% 增值税价（1+） |
| 基准/偏置链 | REF2025 + MCP4728 + MCP4452 + OPA140×5 + TMUX4053×4 + FIN1019 + SN74LVC1G17 | 各1~5 | --- | ¥40~70（同类区间·估算） | 前端偏置/失调校准与 LVDS 缓冲，未逐项询价 |
| FPGA 配置存储 | Macronix MX25L6433FZNI（64 Mb SPI NOR） | 1 | --- | ¥8~15（同类区间·估算） | 未查到立创公开报价 |
| 电源链 | TPSM82913×1 + TPS7A9101×3 + TPS62A02×4 + LM27761×1 + NCP161×2 | 11 | --- | ¥50~80（同类区间·估算） | PCIe 12V 输入降压 + 模拟 LDO + 负压电荷泵，未逐项询价 |
| 信号继电器 | TE UD2-4.5NUN-L（DPDT，4.5V 线圈） | 8 | --- | ¥40~80（同类区间·估算） | 每通道 2 只：终接 1MΩ/50Ω 与衰减档切换 |
| 时钟源 | ECS-TXO-3225 10 MHz TCXO + ECS-TXO-2016 25 MHz TCXO（±2.5 ppm） | 2 | --- | ¥15~30（同类区间·估算） | 温补晶振一对 |
| 屏蔽与连接器 | BNC 50Ω 每座×4 + RF 屏蔽罩×4 + RFI 屏蔽指×2 + FFC-36P 等 | 1套 | --- | ¥60~120（同类区间·估算） | 每通道独立屏蔽是 GHz 前端的标配 |
| 阻容与杂项 | 0402/0603 电阻电容（全板 236 R + 402 C = 638 只，含 0.3pF/3pF 高精度 RF 电容）+ 电感磁珠 19 只 + MOS/二极管/LED 23 只 | 1 | --- | ¥60~100（同类区间·估算） | 未逐项报价，按常规贴片小料+RF 精密件估算 |
| 合计 | 约 ¥2310~2530 | 仅 PCIe 卡元器件；6 层板打样（约 ¥100~300 小批量）、SMT 贴片、外壳、出厂校准与运费均另计 |
价格来源：项目自带 TS-PCIe MP BOM CSV（无价格列，仅器件与位号）+ 立创商城公开报价（XC7A35T ¥204.63、ADA4930-1 ¥55.06）+ Mouser 中国含税价（LMH6518 ¥130.28、ZL30260 ¥104.72）+ ADI 官网/LCSC 美元参考价按 1 USD ≈ 7.1 CNY 折算；HMCAD1520 与 BUF802 折算价及全部"同类区间"行均显式标注估算。采集日期 2026-09-09。批量、渠道与含税口径不同会有 ±30% 波动，仅作预算参考。合计仅含 PCIe 卡 PCB 元器件，不含 6 层板打样、SMT 贴片、铝制外壳、出厂校准与运费税费。
口径对照：Crowd Supply 整机售价 950（铝壳版）/ 800（PCIe 版）含出厂校准与量产级 QC，与本表"裸元器件 ¥2310~2530"的差额主要来自 6 层板+SMT 小批量贴装成本、每通道屏蔽罩与结构件、整机频响/噪声校准工时及渠道费用；个人零拷复刻建议以 BOM CSV 逐项询价后再下决策。
📐 完整原理图（按功能区块）
原理图为官方导出的 20 页层次化 PDF（KiCad E.D.A. 9.0.3，Rev 5.3，绘制者 Aleksa Bjelogrlic）：根图 1 页 + 每通道前端 4 页 + ADC 驱动 4 页 + 偏置/ADC/时钟/电源 4 页 + FPGA 族 5 页 + 接口 2 页。下文按"输入 → 处理 → 时钟/电源 → 主控"顺序贴出整图概览与 8 个功能区块图（均渲染自官方 PDF，CH1 页代表四通道相同结构）。
ThunderScope 原理图根图（整图概览）：
Rev 5.3 层次化设计的顶层：中下 FPGA（FPGA.kicad_sch）通过 {ADC_LVDS} 总线连右侧 ADC 页，四路 CH1~CH4 前端页并行挂在左侧，上方为时钟 PLL 与采集/前端电源，右下分别是 TS-PCIe 与 TS-USB4（M.2）接口页------一块底板两个变体的结构一目了然。
单通道模拟前端（FE_Channel，CH1 代表四通道）：
一页看懂 GHz 示波器前端的三大件：上区 Termination and Attenuation------BNC 输入经 1MΩ/50Ω 终接继电器与 x10 衰减网络（匹配 1MΩ 高阻与 50Ω 阻抗两种工况）；左下 Input Buffer and AC/DC Coupling------BUF802 JFET 缓冲 + OPA140 精密运放组合环 + TMUX4053 做 AC/DC 切换；右下 Programmable Gain Amplifier------LMH6518 数控 VGA（PGA_CSn/SCLK/SDIO 三线串行 SPI 类接口控制），完成 1 mV~10 V/div 全部垂直档位。
ADC 差分驱动（ADC_Driver，CH1 代表四通道）：
ADA4930-1YCPZ（SiGe 工艺低噪声全差分放大器）把 LMH6518 输出的单端信号转为差分并搬移共模电平，直接驱动 HMCAD1520 的差分输入；输出共模由 VCM 设定，与 ADC 输入共模精确匹配------这是保证 1 GS/s 采样动态范围与谐波指标的关键一级。
前端偏置与校准（FE Trim and Bias）：
MCP4728 四路 DAC + MCP4452 双数字电位器 + REF2025 2.5V 基准 + OPA140 缓冲组成程控偏置网络：TRIM_4...1 分别微调四通道的垂直零点与衰减网络补偿，ATTEN/TERM/DC_CPL 控制线全部由 FPGA 寄存器统一管理------软件校准替代精密手调，是现代示波器量产一致性的通行做法。
ADC 核心（ADC）：
ADI HMCAD1520：8/12/14/16-bit 可配置四通道流水线 ADC。ThunderScope 以 8-bit 交织模式跑到 1 GS/s，LVDS 串行输出经 {ADC_LVDS} 总线直连 FPGA 的 GTP 收发器；ADC_CSn/SCLK/SDIO 为 SPI 配置口，时钟来自 ZL30260 时钟页。
时钟生成（PLL / Clock Generator）：
Microchip ZL30260 任意频率时钟合成器：外部 10 MHz TCXO 作参考，片内 frac-N APLL 合成 ADC 时钟（ADC_CLK_P/N），REFINOUT 引出供多机 sync 同步扩展------官方规划的多台 ThunderScope 级联测更多通道就靠这组信号。ADC 时钟抖动直接决定 GHz 前端的 SNR 表现，这一页是整板"安静"的根基。
采集与前端电源（ACQ and FE Voltage Regs）：
模拟前端供电树：TPS7A9101 低噪声 LDO 给 BUF802/LMH6518/ADA4930 供 ±轨，NCP161 3.3V LDO 与 LM27761 负压电荷泵补齐前端所需的多路轨；FE_EN/ACQ_EN 使能 + FE_PG/ACQ_PG 电源好信号让 FPGA 按"先数字后模拟"的顺序上电------高速前端对电源纹波极其敏感，这一页的布局比拓扑本身更值得抄。
FPGA 根图（FPGA）：
Artix-7 XC7A35T 的顶层连接全景：{ADC_LVDS} 接 ADC 采样流，{MGT_RX}/{MGT_TX} 每方向 4 对共 8 对 GTP 差分对接 PCIe x4 金手指，MGT_CLK1 差分参考时钟、SPI Flash 配置、前端全部程控总线（ATTEN/TERM/DC_CPL/PGA 三线/ADC SPI/PLL I2C）与 TRIM I2C 汇聚于此------整台示波器的"大脑"只有一颗中等容量 Artix-7，把省下的资源换成了 1 GB/s 的持续流带宽。
TS-PCIe 接口与输入电源（CON_PCIe_X4）：
PCIe x4 金手指页：12V_PCIe 输入经 TPSM82913 电源模块（3A，0.8~5.5V 输出）一次降压，再分配给 FPGA 族与前端电源页；PERp/n 与 PETp/n 四对差分直连 FPGA GTP，PERST#/CLK 信号与 SMBus 也从金手指取自主机------整机不接任何外部电源，插进主板即工作。