示波器系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)

本文介紹了一個(gè)基于PC的示波器參考設(shè)計(jì)。重點(diǎn)介紹了MAX1393 ADC和MAX1396 EV (評(píng)估)板，文中給出了電路圖、軟件及軟件功能說明。

引言

本參考設(shè)計(jì)提供了構(gòu)建一個(gè)示波器所需的全部電路(圖1)，設(shè)計(jì)采用MAX1396EVKIT (參考設(shè)計(jì)要求用MAX1393ETB ADC替代MAX1396ETB ADC)和一臺(tái)PC，并提供了電路圖、Windows®軟件和微控制器固件。固件示例程序采用C語(yǔ)言編寫，利用IAR Embedded Workbench®平臺(tái)針對(duì)MAXQ2000進(jìn)行編譯，可免費(fèi)下載MAXQ® 1.13C，4K KickStart版本的IAR Embedded Workbench。


圖1. 基于PC的示波器

MAX1393簡(jiǎn)介

MAX1393為單通道、312.5ksps、真差分、12位SAR ADC。本參考設(shè)計(jì)采用MAX1393對(duì)輸入波形進(jìn)行采樣。

硬件簡(jiǎn)介

MAX1396EVKIT包括MAX1396 ADC (本設(shè)計(jì)中將其替換為MAX1393)、MAXQ2000微控制器、所有必需的無源元件以及經(jīng)過驗(yàn)證的PCB布局。MAX1396EVKIT原理圖如圖2所示。

MAX1396EVKIT的電路板上沒有安裝MAX1393，可通過Maxim網(wǎng)站訂購(gòu)MAX1393ETB的樣品，替換評(píng)估板上的MAX1396ETB。表1列出了所需的跳線設(shè)置。


詳細(xì)電路圖(PDF, 19kB)
圖2. MAX1396EVKIT原理圖

表1. 跳線設(shè)置

固件簡(jiǎn)介

AN4530-firmware.zip文件包含的C程序可以使MAXQ2000的SPI™外設(shè)與MAX1393通信。當(dāng)MAXQ2000采用20MHz系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，SPI串行時(shí)鐘為5MHz。MAXQ2000從PC機(jī)收到命令后，微控制器即刻開始從MAX1393獲取數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)512個(gè)采樣數(shù)據(jù)后，MAXQ2000將數(shù)據(jù)發(fā)送給PC。

Windows程序簡(jiǎn)介

將MAX1396EVKIT通過USB電纜連接到PC機(jī)后，固件將等待接收Windows程序命令，如圖3所示。按下Convert鍵接收評(píng)估板采集的輸入信號(hào)數(shù)據(jù)，然后顯示數(shù)據(jù)波形(圖4)。當(dāng)鼠標(biāo)光標(biāo)放置在波形區(qū)域時(shí)，將在屏幕頂端顯示相應(yīng)的時(shí)間(Time)和電壓(Voltage)，如圖5所示。表2給出了其它軟件功能。