[發(fā)明專利]一種基于雙阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的示波器模擬通道裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011254101.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112327029A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周立功;杜少平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州致遠(yuǎn)電子有限公司
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00;G01R1/30
• 代理公司: 北京澤方譽(yù)航專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11884
• 代理人: 陳照輝

本申請實施例公開了一種基于雙阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的示波器模擬通道裝置，該裝置包括：第一機(jī)械繼電器連接第七機(jī)械繼電器，第二機(jī)械繼電器連接第一衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，第一衰減網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接第三機(jī)械繼電器和第四機(jī)械繼電器，第三機(jī)械繼電器連接第五機(jī)械繼電器，第四機(jī)械繼電器連接第二衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，第二衰減網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接第六機(jī)械繼電器，第五機(jī)械繼電器和第六機(jī)械繼電器連接第八機(jī)械繼電器；第七機(jī)械繼電器和第八機(jī)械繼電器連接第一運算放大器的正極輸入端，第一運算放大器的輸出端連接第一阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端和第二阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端，第一阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端和第二阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接模擬開關(guān)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請實施例涉及模擬通道技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的示波器模擬通道裝置。

背景技術(shù)

在示波器等儀器中，模擬通道具有信號匹配、衰減、放大等作用，用以將輸入信號變?yōu)檫m合ADC轉(zhuǎn)換的電壓信號。由于示波器的測量檔位比較寬，從2mV/div～10V/div。差距有5000倍。所以示波器一般會有兩級無源衰減網(wǎng)絡(luò)來對信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p，從而實現(xiàn)如此大的測量檔位。

在傳統(tǒng)的模擬通道結(jié)構(gòu)中，開關(guān)采用機(jī)械繼電器，機(jī)械繼電器存在以下問題：1)機(jī)械繼電器具有較大電容，一般一個開關(guān)具有1.5pF的電容。如果示波器處于小電壓檔位，信號需要經(jīng)過四個開關(guān)才能到達(dá)阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于增大了6pF的電容，對于示波器一般十幾pF的輸入電容，6pF的電容對示波器的影響不可小覷。2)機(jī)械繼電器的開關(guān)片長度較長，每個具有1cm的長度。如果示波器處于小電壓檔位，信號需要經(jīng)過四個開關(guān)才能到達(dá)阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，4個開關(guān)就是4cm的長度，這段傳輸線會導(dǎo)致500MHz以及更高帶寬的示波器VSWR嚴(yán)重變差，同時也會影響帶寬。3)機(jī)械繼電器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致其有很嚴(yán)重的天線效應(yīng)，導(dǎo)致噪聲增加，影響小電壓檔位時的模擬通道運行狀況。4)機(jī)械繼電器對高頻的隔離度不夠，500MHz時只有27dB左右，導(dǎo)致當(dāng)衰減倍數(shù)大于或者接近26dB(20倍)時，就會有部分信號從輸入端泄露過來，導(dǎo)致信號過沖和不平坦。

但是因為示波器必須保證任何檔位在市電輸入下都不能發(fā)生損壞，所以必須使用機(jī)械繼電器。因此，需要對模擬通道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以減少機(jī)械繼電器對示波器工作狀態(tài)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供一種基于雙阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的示波器模擬通道裝置，能夠減少機(jī)械繼電器對示波器工作狀態(tài)的影響，提高示波器的可靠性。

在第一方面，本申請實施例提供了一種基于雙阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的示波器模擬通道裝置，包括：第一至第八機(jī)械繼電器、第一衰減網(wǎng)絡(luò)、第二衰減網(wǎng)絡(luò)、第一阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、第二阻抗變換網(wǎng)絡(luò)、第一運算放大器以及模擬開關(guān)，其中：

信號輸入端連接第一機(jī)械繼電器和第二機(jī)械繼電器，所述第一機(jī)械繼電器連接第七機(jī)械繼電器；

所述第二機(jī)械繼電器連接所述第一衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第一衰減網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接第三機(jī)械繼電器和第四機(jī)械繼電器，所述第三機(jī)械繼電器連接第五機(jī)械繼電器，所述第四機(jī)械繼電器連接所述第二衰減網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第二衰減網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接所述第六機(jī)械繼電器，所述第五機(jī)械繼電器和所述第六機(jī)械繼電器連接所述第八機(jī)械繼電器；

所述第七機(jī)械繼電器和所述第八機(jī)械繼電器連接所述第一運算放大器的正極輸入端，所述第一運算放大器的輸出端連接所述第一阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端和所述第二阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸入端，所述第一阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端和所述第二阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的輸出端通過所述模擬開關(guān)連接信號輸出端。