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张英

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信号从DUT到示波器显示到屏幕上经过的那些元器件

  第一阶段:
  典型的10:1高阻无源探头,keysight说下图是多数的标准高阻无源探头的结构。
2.jpg
  对这个网络我觉得没有太大感觉,不过有兴趣可以去推一下它的传递函数,对probe calibration会有更深的理解,
  Rigol给出的补偿原理,是简单的把Ctip当做Ccomp,推导出如果想要在带内幅频响应flatness,只要调整Ctip,使得这个网络表现出纯电阻10:1的分压。
  第二阶段:
  描述了BNC接口后面,是一个衰减网络(Attenuator),内部是电阻分压,目的是使得进入AMP的信号,在AMP的dynamic range以内。
  我猜测,调节示波器Vertical scale的时候,有“咔嗒咔嗒”的声音,这就是继电器在切换不同的分压网络。
2.jpg
  这边还有一个DC offset,给信号添加偏置电压。
  后面还有一个AMP,这个通常是VGA(Variable gain amp),调整垂直档位的时候,这个VGA可能也会动(猜测,因为调verical scale并不是每调一下,继电器都有声音,衰减网络和VGA联动的)。
  VGA有程控的,压控的,比如留一个I2C接口,配置reg达到不同的增益。
  第三阶段:
  信号要到达ADC,采集。
  这边有一个8bit的ADC量化位数,通常要求调整vertical scale 使得ADC打满量程,才能获得垂直方向较高的信噪比。
2.jpg
  下面有一个 trigger电路,其实是有模拟和数字之分,如果想要协议触发,码型触发,矮脉冲等,这个电路是做在FPGA内部的,纯数字的。
  上图是一个模拟的,后面只跟了比较器,我们调整的trigger 电平,实际上就是这个比较器的N端,调整旋钮-》DAC工作输出不同电压-》比较器N端电压变化。
  第四阶段:
  据说是每个产OSC厂商的核心技术了,从数据采集,存储,显示,这一套流程比较难,像没有在示波器厂商工作过的人,也无法探知一二。
  很多大厂都是有自己自研的ASIC,专门做这一部分,以获取更快的示波器响应速度和高的刷新率。
2.jpg
  低端的示波器需要CPU参与这些显示的处理,体验上来说,就是示波器卡顿,采的深调一下按钮,就必须等很久波形才能动。
2.jpg




原作者:沈土豪 沈土豪的书屋

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