[實用新型]一種示波器前級衰減電路

有效

• 申請號: 201520151451.5
• 申請日: 2015-03-16
• 公開（公告）號: CN204886890U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 王正;蘇澤宇;高明;孫強
• 申請（專利權）人: 王正;蘇澤宇;高明;孫強
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;G01R13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本實用新型涉及示波器的技術領域，特別是一種示波器前級衰減電路的技術領域。

【背景技術】

示波器是顯示電壓隨時間變化的測試儀器，也就是電壓波形。示波器是電子測試中最基礎也是最重要的儀器。可分為模擬示波器和數字示波器。模擬示波器采用的是模擬電路電子槍向屏幕發射電子，發射的電子經聚焦形成電子束，并打到屏幕上，屏幕的內表面涂有熒光物質，這樣電子束打中的點就會發出光來。模擬示波器在顯示高頻信號時效果是最真實，最好的，但是顯示低頻信號能力較弱，另外受制于帶寬的瓶頸，逐漸被數字示波器取代。數字示波器是數據采集，A/D轉換，軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。顯示效果不如模擬示波器，但是帶寬大，功能豐富，已經成為測試的主流。示波器或其它測量儀器的輸入模擬前端電路決定了其噪聲、帶寬、動態范圍等關鍵指標。示波器的模擬前端電路一般完成信號輸入衰減、緩沖、放大、偏置、帶寬限制等功能，然后送給ADC進行模數轉換，轉換后的數據經過處理后進行顯示。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表示。數字示波器能檢測出的最小伏特數的典型值約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和當前垂直靈敏度刻度。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。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。具有細調垂直檔位的數字示波器是目前市場上絕大多數示波器的必備功能，現有技術存在以下缺點：成本高：現有技術中，數字控制可變增益模塊是實現的關鍵模塊，一般由數字控制可變增益放大器構成，能夠實現至少幾十級步進的增益變化，一般成本較高。2、噪聲大：現有技術中，在示波器最小垂直靈敏度時，如2mV/div時，需要數字控制可變增益模塊設置到非常大的增益，才能將2mV/div時的小信號放大到ADC的輸入滿量程范圍內，此時可變增益模塊本身的噪聲也被放大了該增益倍數，導致輸入ADC信號的信噪比變差，最終體現為示波器在小垂直檔位時噪聲大，3、動態范圍小：當垂直檔位很小時，可變增益模塊設置的增益較大，由于增益模塊輸出電壓范圍是一定的，由芯片本身決定，所以當增益大時，可輸入的信號的幅度就很小，否則可變增益模塊輸出就飽和了，放大器飽和，可能會導致放大器電路工作不正常，或產生直流偏置使波形發生偏移。最終體現在示波器上是可變增益模塊增益較大的檔位時，輸入信號的動態范圍很小。4、垂直靈敏度校準復雜：示波器垂直靈敏度的準確度，是需要校準的，即通過輸入信號來校準出每個垂直靈敏度檔位需要設置的增益，現有技術由粗調模塊和細調模塊需要校準，校準算法復雜。目前傳統的示波器不具有對輸入信號記錄的功能。

【實用新型內容】

本實用新型的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種示波器前級衰減電路，能夠對輸入信號進行儲存，可以隨時提取信號進行模擬檢測，同時提高了ADC輸入的最小分辨率，減小對模擬前端增益的需求，節約了成本，提高了輸入ADC信號的信噪比，提高了小檔位的輸入動態范圍，校準簡單，數字增益模塊不需要校準。

為實現上述目的，本實用新型提出了一種示波器前級衰減電路，包括信號接入端口、阻容衰減模塊、輸入級緩沖和加法電路、增益可選放大模塊、ADC轉換放大電路、控制處理模塊、存儲器、顯示屏、輸入鍵盤和處理器，所述信號接入端口通過導線分別與阻容衰減模塊和處理器連接，所述阻容衰減模塊通過導線與輸入級緩沖和加法電路連接，所述輸入級緩沖和加法電路通過導線與增益可選放大模塊連接，所述增益可選放大模塊通過導線與ADC轉換放大電路連接，所述ADC轉換放大電路通過導線與控制處理模塊連接，所述控制處理模塊上安裝有數字微調增益模塊，控制處理模塊上設置有若干輸出端，所述輸出端通過導線與增益可選放大模塊、阻容衰減模塊和D/A轉換模塊連接，所述D/A轉換模塊通過導線與輸入級緩沖和加法電路連接，所述處理器通過數據線分別與存儲器、顯示屏和輸入鍵盤連接。

作為優選，所述ADC轉換放大電路包括D/A轉換模塊和數字增益模塊，所述D/A轉換模塊(41)通過數字增益模塊連接至控制處理模塊。

作為優選，所述的A/D轉換模塊為12bit的D/A轉換模塊(41)。