手持數字存儲示波表模擬信號調理電路的設計
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為防止輸入電壓過大或其他故障損壞過多的器件，手持示波表模擬信號調理電路應具備故障保護電路，MAX4534最大允許輸入電壓為40 V，供電電壓為±5V，因此其輸入端的最大輸入電壓應為35V，送入MAX4534的信號，最小已被衰減10倍，考慮到過高電壓對衰減網絡中無源器件以及PCB板布線的影響，示波表輸入端所允許輸入的最大電壓應為350 Vrms，MAX4534具有故障保護功能。當輸入電壓過高時MAX4534會工作在掉電模式，防止被過高電壓擊穿，在圖3中二極管VD1與VD2的作用是防止過高輸入電壓損壞后續(xù)器件，當有過高電壓輸入時，VD1與VD2間的電壓將被箝位在±Vcc之間，阻止高電壓信號通過，防止損壞后續(xù)器件。
2．3 主放大器及A／D轉換驅動放大器
主放大器電路由寬帶運算放大器EL5160、四選一多路復用器MAX4518以及外圍電路構成。為使信號失真小，帶寬能夠得到保證并考慮到手持示波表低功耗的要求，主放大器應具有較高的壓擺率、較低的功耗和幅度變化不影響帶寬等特性，所以這里選用電流反饋型寬帶運算放大器EL5160。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/187831.htm
主放大器根據不同的垂直靈敏度檔位對衰減網絡送過來的信號提供2x、4x或8x的放大，該方案中手持示波表垂直靈敏度檔位逢5(5mV／d-ivr、50mV／div等檔位)提供8x放大，垂直靈敏度檔位逢1(10mV／div、1000mV／div等檔位)提供4x放大，逢2(20mV／div、200mV／div等檔位)提供2×放大，放大倍數由反饋電阻R11～R13決定，反饋電阻在電路中通過四選一多路復用器MAX4518選擇，MAX4518與MAX4534的邏輯功能完全一樣(真值表見表1)，只是信號輸出改為引腳6，不具備故障保護功能，CPU根據不同的垂直靈敏度檔位設置MAX4518 A0、A1端口的控制字，選擇一路信號輸出。圖3中ATT2、ATT3為CPU控制信號。當選擇100mV／div擋時，CPU向A0、A1端口寫入01，此時MAX4534，選擇第二路(引腳5)信號通過電阻R12輸出到COM端(引腳6)接地，此時主放大器輸入端輸入的電壓Uin1與輸出電壓U01之間的關系為：
同理，當A0、A1端口的控制字為00或10時，MAX4534分別選擇第一路(引腳5)或第三路的信號(引腳11)通過電阻R11或R13輸出到COM端(引腳6)接地，此時主放大器的增益分別為8U0或2U0。
信號經主放大器放大后，仍不能滿足A／D轉換器輸入端要求，通常要求輸入信號電壓值約1Vp-p，因此主放大器后是由寬帶運放MAX4012及其外圍電路構成的差分輸入比例電路，A／D轉換器的輸入端信號要求輸入的信號應當具有低失調電壓、低噪聲等特性，因此此處選擇電壓反饋型運算放大器MAX4012，其同相輸入端輸入的信號來自于其后A／D轉換器自身輸出的參考電壓信號(一般為1．25 V)，其反相輸入端通過電阻R14與主放大器輸出端相連。經過A／D轉換驅動放大器后的信號能夠滿足A／D轉換器的輸入端的要求。在A／D轉換驅動放大器后，模擬信號送入A／D轉換器的輸入端并將其轉為數字信號。
3 結束語
采用該電路設計的手持示波表樣機在測試中各個檔位垂直測量誤差均小于l％，該系統設計由于采用高速、低功耗運算放大器，因此只要選擇合適的耦合電容以及合理的PCB板圖設計就可使該手持示波表的帶寬達到100 MHz。
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