數(shù)字存儲(chǔ)示波器1模板-資料下載頁
2025-01-06 11:47本頁面
【正文】 輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 輸入電路主要作用是將輸入信號的幅度調(diào)整到 A/D轉(zhuǎn)換器允許的電壓范圍內(nèi)。要求垂直靈敏度擋位范圍在 ～ 1V/div之間，示波器顯示屏的垂直刻度為 8div，則對應(yīng)被測信號電壓幅度的范圍應(yīng)在 ～ 8V之間。 如果選擇的 A/D轉(zhuǎn)換器最大輸入電壓幅度為，則計(jì)算得到對應(yīng)的輸入電路的衰減放大系數(shù)的范圍應(yīng)為 ～ 25。若考慮 Autoscale功能的要求，則應(yīng)按 1－ 2－ 5分配原則設(shè)置 7擋垂直靈敏度的量程（覆蓋題目要求的 3擋量程）。 45 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1） 輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 不同垂直靈敏度（ V/div擋）與對應(yīng)的衰減放大系數(shù)的關(guān)系 很顯然，輸入電路應(yīng)是一個(gè)寬帶的數(shù)控衰減放大電路。 垂直靈敏度 (V/div) 10mV 20mV 50mV 1V 衰減放大系數(shù) 25 5 0. 25 46 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1） 輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 根據(jù)上表提供的數(shù)據(jù)，輸入電路可以由二擋量程的程控衰減器 ( )和四擋量程的程控放大器 ( 、 、 25)組合而成，或者采用具有 7擋量程的程控衰減器和放大倍數(shù)固定為25的放大器組成等方案。 垂直靈敏度 (V/div) 10mV 20mV 50mV 1V 衰減放大系數(shù) 25 5 0. 25 47 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1）輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 要求儀器輸入帶寬不小于 50kHz，選用集成運(yùn)放 LF356(GBW為 5MHz)；實(shí)際輸入電路設(shè)計(jì)還要考慮雙蹤輸入，單雙蹤控制由多路選擇器 IC6完成，當(dāng) ，儀器為雙蹤示波功能；主放大器 IC3是根據(jù)表 87設(shè)計(jì)的具有七擋量程的程控放大器，通過控制模擬選擇開關(guān) IC7實(shí)現(xiàn)垂直靈敏度的選擇； IC4組成電平移位電路，以使輸入信號的電平移位到 A/D轉(zhuǎn)換器所要求的 0～ 2V范圍內(nèi)。 48 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1）輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 49 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 2） 采樣與存儲(chǔ)控制電路的設(shè)計(jì) 50 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 2） 采樣與存儲(chǔ)控制電路的設(shè)計(jì) 輸入信號經(jīng)輸入電路分送至 A/D轉(zhuǎn)換器與觸發(fā)電路?？刂齐娐芬坏┙拥絹碜杂|發(fā)電路的觸發(fā)信號，就啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集及 RAM寫入過程： 一方面 ，“ t/div”控制器產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)控制轉(zhuǎn)換速率的采集信號，使 A/D轉(zhuǎn)換器按設(shè)定的轉(zhuǎn)換速率對輸入信號進(jìn)行采集；另一方面，使寫地址計(jì)數(shù)器按順序遞增，以選通 RAM中對應(yīng)的存儲(chǔ)單元。 為了保證下一個(gè)數(shù)據(jù)能可靠寫入到對應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，應(yīng)安排在時(shí)鐘的上升沿將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器，在其下降沿將地址計(jì)數(shù)器加 1。一旦 200個(gè)存儲(chǔ)單元寫滿，就完成了一個(gè)寫入循環(huán)。 51 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 2） 采樣與存儲(chǔ)控制電路的設(shè)計(jì) t /div 控制器用于控制 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率和對應(yīng)的存儲(chǔ)器的寫入地址，它是采集與存儲(chǔ)控制電路的核心。 t /div 控制器實(shí)際上是一個(gè)時(shí)基分頻器，題目要求掃描速度范圍在 ～ 20μs/div之間，水平分辨率為 20點(diǎn) /div，則推算得 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速率的范圍在 100Hz～ 1MHz之間。 52 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 3） 波形顯示電路的設(shè)計(jì) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器區(qū)別于模擬示波器的一個(gè)重要方面是，波形的顯示與波形的采集和存儲(chǔ)在管理上是分離的，即不管數(shù)據(jù)以何種速度寫入到存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)均以固定的速度讀出，因而可以得到清晰而穩(wěn)定的波形。這樣我們就可以無閃爍地觀察極慢信號，同時(shí)也可以穩(wěn)定地顯示很高頻率的信號。這是模擬示波器所不能及的。 53 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 3） 波形顯示電路的設(shè)計(jì) 波形顯示控制電路一般由時(shí)鐘、讀地址計(jì)數(shù)器、 RAM讀控制等部分組成，用以控制雙口RAM的一組地址和控制總線。波形顯示控制電路和采集與存儲(chǔ)控制電路在邏輯關(guān)系上是可以分離的，但在設(shè)計(jì)中兩者可以設(shè)計(jì)在同一可編程邏輯器件中。 54 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 3） 波形顯示電路的設(shè)計(jì) 由于Ｘ (ｔ )和Ｙ (ｔ ) 信號都來源于同一地址發(fā)生器，因而在顯示屏上形成的波形非常穩(wěn)定。
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