电子科皮女学 University of Electrsic Science and Technology China 时域测试技术综合实验 数字示波器信号调理通道实验
数字示波器信号调理通道实验 时域测试技术综合实验
数字示波器典型原理结构框图 信号调理模拟通道 采集模块 处理模块 粗幸减 ÷20 扩展接口 显示接口 输入 阻抗 可变增益 带宽 缓冲 DMM模块 换 放大器 控制 驱动 编置调节 位移调整 去触发通道 采样时钟 FLASH 相率减 FPGA DSP SDRAM 输入 ÷20 液晶屏 阻抗 可变增益 带宽 缓冲 变换 放大器 控制 AD 动 偏置调节 位移调整 键盘接口 去触发通道 通道1信号 RS232 缓冲驱动 高速比较器 LVDS/PECL输出 通道2信号 模拟 多路选择器 榈合 USB 交流信号 控制 外触发 触发脉冲 比较电平 电源模块 键盘
数字示波器典型原理结构框图 粗率减 ÷ 20 阻抗 变换 可变增益 放大器 带宽 控制 偏置调节 缓冲 驱动 位移调整 去触发通道 输入 粗率减 ÷ 20 阻抗 变换 可变增益 放大器 带宽 控制 偏置调节 缓冲 驱动 位移调整 去触发通道 输入 外触发 通道1信号 通道2信号 交流信号 模拟 多路选择器 高速比较器 LVDS/PECL输出 耦合 控制 比较电平 缓冲驱动 ADC ADC FPGA 采样时钟 触发脉冲 DSP RS232 USB SDRAM FLASH 键盘接口 扩展接口 显示接口 电源模块 液晶屏 DMM模块 键盘 信号调理模拟通道 采集模块 处理模块
费 8 ⑩ 20 6 数字示波器主板实物照片 了1、2是信号调理单元；9是双通道1 GSPS ADC; 了3是触发通道； 7是时钟产生电路；
数字示波器主板实物照片 1、2是信号调理单元； 9是双通道1GSPS ADC； 3 是触发通道 ； 7是时钟产生电路；
模拟通道的作用 了1、调节信号幅度，满足高速ADC输入要求。 了2、偏移调节，实现对信号的最佳观察。 了3、产生同步信号（触发脉冲)。 了4、其他，如耦合控制、带宽控制、噪声抑 制
模拟通道的作用 1、调节信号幅度，满足高速ADC输入 要求。 2、偏移调节，实现对信号的最佳观察。 3、产生同步信号（触发脉冲）。 4、其他，如耦合控制、带宽控制、噪声抑 制
1-通道 V H SH Vil 8位ADC 1:2 路LVDS 拟 信号分离器 输出总线 信号 输入 数据 输入 选择 输出 Q-通道 VINQ+ SH ViQ- 8位ADC 1:2 路LVDS 信号分离器 输出总线 参考电压 采样 时实 CLK+ CLK 输出时钟 DCLK ÷2 输出 产生器 DCLK- CLK- 鼓据 输入控制 步 逻辑控制 串行接口 3 CalRumn 时钟 S62EF1353164583168-866366361685569 核心器件：高速ADC（MXT2001) MXT2001 1212 采样率：双通道1GSPS 最大输入电压范围：750mVpp左右
核心器件：高速ADC（MXT2001） 采样率：双通道 1GSPS 最大输入电压范围：750mVpp 左右 采样 时钟 输入 模拟 信号 输入 数据 输出 输出 数据 同步 时钟
IDEAL POSITIVE FULL-SCALE TRANSITION Output Code ACTUAL POSITIVE 11111111(255) FULL-SCALE TRANSITION 11111110(254) POSITIVE 11111101(253) FULL-SCALE ERROR MID-SCALE TRANSITION 10000000(128) 01111111(127) OFFSET ERROR IDEAL NEGATIVE FULL-SCALE TRANSITION ACTUAL NEGATIVE NEGATIVE FULL-SCALE TRANSITION FULL-SCALE ERROR 00000010(2) 00000001(1) (VIN+)(VIN-) 00000000(0) -VIN/2 0.0V +VIN/2 Differential Analog Input Voltage (+VIN/2)-(-VIN/2) 20e06222 FIGURE 2.Input /Output Transfer Characteristic 了MXT2001输入电压与输出编码
MXT2001 输入电压与输出编码
ADC输入量化与波形显示原理 输入电压 输出编码 Vin-Vin+-Vin- Vin=375mV 255 Vin-30OmV 228 Vin=0--- 200 Vin=-300mV 28 Vin-375mV-------- 0
ADC输入量化与波形显示原理 Vin=300mV 输入电压 Vin=Vin+-Vin- 200 228 28 0 255 Vin=0 Vin=375mV Vin=-375mV Vin=-300mV 输出编码
输入信号调理通道 粗衰减 高阻1MQ输入 ÷40 阻抗 变换 输 偏置调节 可变增益 带宽 缓冲 驱动 放大器 控制 驱动 ADC 粗衰减 ÷10 位移调整 阻抗 变换 去触发通道 低阻509输入？ 偏置调节 信号调理通道功能示意图
输入信号调理通道 粗衰减 ÷40 阻抗 变换 可变增益 放大器 带宽 控制 偏置调节 缓冲 驱动 驱动 ADC 位移调整 去触发通道 高阻1MΩ输入 信号调理通道功能示意图 粗衰减 ÷10 阻抗 变换 偏置调节 低阻50Ω输入 输入
以某ADC输入电压范围1V为例： 对应屏幕10格（div),即转换系数E=0.1V/div 外部输入电 垂直灵敏度 模拟通道增益 ADC输入电压 量化数值 压 A G (div) 12VPP 2V/div 1/20(-26dB) 600mV 6 div 6Vpp 1V/div 1/10(-20dB) 600mV 6 div 1.2Vpp 200mV/div 1/2(-6dB) 600mV 6 div 600mVpp 100mV/div 1(0dB) 600mV 6 div 300mVpp 50mV/div 2(6dB) 600mV 6 div 30mVpp 5mV/div 20(26dB) 600mV 6 div 通道增益：G=E/A 不同垂直灵敏度(V/div),对应模拟通道不同增益 (放大倍数)
不同垂直灵敏度（V/div），对应模拟通道不同增益 （放大倍数） 外部输入电 压 垂直灵敏度 A 模拟通道增益 G ADC输入电压 量化数值 (div) 12Vpp 2V/div 1/20（-26dB） 600mV 6 div 6Vpp 1V/div 1/10（-20dB） 600mV 6 div 1.2Vpp 200mV/div 1/2(-6dB) 600mV 6 div 600mVpp 100mV/div 1(0dB) 600mV 6 div 300mVpp 50mV/div 2(6dB) 600mV 6 div 30mVpp 5mV/div 20(26dB) 600mV 6 div 以某ADC输入电压范围1V为例: 对应屏幕10格（div），即转换系数E=0.1V/div 通道增益：G=E/A
PG1000系统通道总体增益 G1 G2 G3 粗率减 ÷40 输入 阻抗 十 固定增益 缓冲 驱动 变换 放大器 驱动 ADC ×10 偏置调节 数控衰减器 位移调整 Gain-G1+G2+G3 去触发通道 G1:-32dB或0dB 可变增益放大器 G2:-31.75dB~0dB G3:20 dB 通道总体增益(dB)结构说明
PG1000系统通道总体增益 可变增益放大器 粗率减 ÷4 0 阻抗 变换 偏置调节 缓冲 驱动 驱动 ADC 位移调整 去触发通道 输入 通道总体增益 (dB) 结构说明 固定增益 放大器 G1 G2 Gain=G1+G2+G3 G1:-32 dB 或 0dB G2: -31.75 dB ~ 0dB G3: 20 dB G3 ×10 数控衰减器