[實用新型]一種模擬/數字混合調節垂直靈敏度的示波器

無效

• 申請號: 200720154324.6
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN201083784Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種數字示波器領域，更特別涉及數字示波器的調節垂直靈敏度領域。

背景技術

垂直靈敏度是示波器的一個重要參數。垂直靈敏度指示垂直放大器對弱信號的放大程度，通常用每刻度多少毫伏來表示。多用途示波器能檢測出的最小伏特數的典型值約為1mv每垂直顯示屏刻度。

在示波器中一般在面板上有一個調節垂直靈敏度的旋鈕，用于調節電壓波形在示波器面板的顯示窗中的幅度，用戶可以從顯示窗中讀出信號波形的幅度。信號幅度等于垂直靈敏度調節旋鈕的刻度乘以顯示窗中的格數，如圖1所示。

為了可以讓人們更加精確的調節垂直靈敏度，現在許多的示波器，調節垂直靈敏度的檔位有粗調和細調之分。粗調檔位的垂直靈敏度以1-2-5為步進，調節垂直靈敏度。比如，100mV/div、200mV/div、500mV/div、1V/div、、2V/div、5V/div等。而細調檔位的步進則小得多，比如在100mV/div的檔位上細調，則步進為1mV/div。

現有技術的示波器采用模擬方法來調節垂直靈敏度。如圖2所示，現有技術的示波器包括：垂直靈敏度調節模塊、A/D轉換模塊、控制處理模塊、輸入模塊、顯示模塊、存儲模塊。

上述的垂直靈敏度調節模塊包括：開關切換模塊1、3個可控增益放大器(PGA1-PGA3)、2個放大器(AMP1-AMP2)、開關切換模塊2、多路D/A轉換模塊。

上述的放大器AMP1倍率為x2；放大器AMP2倍率為x5；可控增益放大器PGA1倍率為x10；可控增益放大器PGA2倍率為x100；可控增益放大器PGA3倍率為x1000。

信號從輸入端口輸入，進入垂直靈敏度調節模塊，對信號進行粗調和細調放大之后，進入A/D轉換模塊，轉換成數字量，送給控制處理模塊進行波形數據的處理、顯示和存儲。

控制處理模塊根據用戶的粗調和細調要求，分別控制開關切換模塊1、開關切換模塊2、多路A/D轉換模塊來調節增益，以滿足用戶需求。

控制處理模塊通過控制開關切換模塊1和開關切換模塊2，選擇連通的放大器，從而進行了粗調。比如，用戶需要2V/div的垂直靈敏度，那么，控制處理模塊控制開關切換模塊1將AMP1的輸出接通到開關切換模塊1的輸出上，控制處理模塊再控制開關切換模塊2將PGA3的輸出接通到開關切換模塊2的輸出上，從而實現了粗調垂直靈敏度檔位到2V/div。

控制處理模塊通過控制多路D/A轉換模塊，輸出多路電壓量分別到各個可控增益放大器的增益控制端，從而控制可控增益放大器的增益，實現微調功能。

現有技術的顯示波形的方法存在以下的一些缺點：

采用模擬電路方法實現的垂直靈敏度的粗調和細調功能，由于其微調功能需要采用可控增益放大器，以及多路D/A轉換模塊，使得系統具有較高的成本。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有模擬、數字混合方法調節垂直靈敏度的示波器。

本實用新型提出一種具有模擬、數字混合方法調節垂直靈敏度的示波器，其包括垂直靈敏度粗調模塊、A/D轉換模塊、垂直靈敏度細調模塊、控制處理模塊、輸入模塊、存儲模塊、顯示模塊，原理框圖如圖3所示。

上述的垂直靈敏度粗調模塊包括放大器矩陣模塊、開關切換模塊。

被測信號由信號的輸入端輸入到垂直靈敏度粗調模塊，實現信號的垂直靈敏度的粗調，信號經A/D轉換模塊采樣后，送入到垂直靈敏度細調模塊，在垂直靈敏度細調模塊中，信號乘以一個小倍率值，之后，信號被送入到控制處理模塊進行波形的處理、顯示和存儲。

控制處理模塊通過輸入模塊接受用戶的有關垂直靈敏度粗調檔位信息，通過計算，控制開關切換模塊，開關切換模塊控制放大器矩陣模塊中多個放大器的組合連接，以實現用戶需求增益的信號放大，實現垂直靈敏度的粗調功能。

信號經過垂直靈敏度粗調模塊后，經A/D轉換模塊采樣，送入到垂直靈敏度細調模塊。

控制處理模塊通過輸入模塊接受用戶的有關垂直靈敏度細調檔位信息，計算出當前的細調倍率，控制處理模塊將細調倍率發送給垂直靈敏度細調模塊，垂直靈敏度細調模塊將A/D轉換模塊送入的數據乘以該倍率，實現了垂直靈敏度的細調功能。

經過垂直靈敏度細調模塊后，信號被送入控制處理模塊處理、顯示、存儲。

上述的控制處理模塊可以由可編程器件組成，例如MCU、DSP、FPGA等芯片，但不局限于上述類型芯片。

上述的垂直靈敏度細調模塊可以和控制處理模塊共用可編程器件，例如MCU、DSP、FPGA等芯片，也可以是獨立的可編程器件。