单/多踪示波器转换电路的设计
2013-03-03
在实际应用中,常常需要用示波器同时观测多个信号,或需要比较同一电路中不同点之间信号的频率、幅值和相位,以及观测电信号通过网络后的相移和失真等情况。为了对侮号进行测量和比较研究,需要把不同信号或同一信号的不同部分同时显示在荧光屏上。这些都需要在荧光屏上能同时显示几个波形。为了实现这一目的,通常采用双扫描示波显示、多线显示或多踪显示。本文介绍的将单踪示波器改为多踪显示的一种装置,制作简单,与原有的示波器一起使用,既节约了开支,又提高了实验技术水平。
外部电源仅需要+5V的电源电压、+5V电压输入至IC1(ICL7660)的8脚,在其5脚输出-5V的电压,对多路开关芯片与运放进行供电。IC2(NE555)接成多谐振荡器的形式,产生35kHz的方波作为16进制计数器IC3(74LS169)的时基币号。取74LS169的低两位Qa、Qb,连接到IC4(MAX309)自A0、A1端作为多路开关的选通信号。MAX309为双回路自模拟开关芯片。其中一路是由2K、lK、1K、1K组成的电阻分压网络,分别取出3V、2V、lV、0V的直流电压作为信号所要显示波形的直流分量,使其在示波器的不同位置上显示出来。另一路则为信号源的四个输入端,通过Qa、Qb对E路开关的控制,分别对回路信号进行选通(两路选通信号同步进行)。信号由多路开关输出后再由运放电路IC5(LF353)进行放大或衰减处理。信号通过改变反馈电阻10K、10K、40K、60K、60K对其进行放大或衰减。用四路波段开关分别选择不同反馈电阻，实现不同增益的控制，最终完成与直流分量重叠相加后输出的目的。
选择开关时需要重点注意以下指标:
·通道数量。集成模拟开关通常包括多个通道,通道数量对传输信号的精度和开关切换速率有直接的影响,通道数量越多,寄生电容和泄漏电流就越大。
·泄漏电流。一个理想的开关要求导通时电阻为零,断开时电阻趋于无限大,漏电流为零,常规的CMOS漏电流约1nA。如果信号源内阻很高,传输信号是电流量时,就特别需要考虑模拟开关的泄漏电流,一般希望泄漏电流越小越好。
·导通电阻。导通电阻会损失信号,使精度降低,尤其是当开关串联的负载为低阻抗时损失会更大。因此,导通电阻的一致性越好,系统在采集各路信号时由开关引起的误差也就越小。
·开关速度。指开关接通或断开的速度。对于需要传输快变化信号的场合,要求模拟开关的切换速度快,同时还应考虑与后级采样保持电路A/D转换器的速度相适应,从而以最优的性能价格比来选择器件。
除上述指标外,芯片的电源电压范围也是一个重要参数,它与开关的导通电阻和切换速度等有直接关系,电源电压越高,切换速度越快,导通电阻越小,反之,导通电阻越大。来源 万用表 //1000qsw.com/
外部电源仅需要+5V的电源电压、+5V电压输入至IC1(ICL7660)的8脚,在其5脚输出-5V的电压,对多路开关芯片与运放进行供电。IC2(NE555)接成多谐振荡器的形式,产生35kHz的方波作为16进制计数器IC3(74LS169)的时基币号。取74LS169的低两位Qa、Qb,连接到IC4(MAX309)自A0、A1端作为多路开关的选通信号。MAX309为双回路自模拟开关芯片。其中一路是由2K、lK、1K、1K组成的电阻分压网络,分别取出3V、2V、lV、0V的直流电压作为信号所要显示波形的直流分量,使其在示波器的不同位置上显示出来。另一路则为信号源的四个输入端,通过Qa、Qb对E路开关的控制,分别对回路信号进行选通(两路选通信号同步进行)。信号由多路开关输出后再由运放电路IC5(LF353)进行放大或衰减处理。信号通过改变反馈电阻10K、10K、40K、60K、60K对其进行放大或衰减。用四路波段开关分别选择不同反馈电阻，实现不同增益的控制，最终完成与直流分量重叠相加后输出的目的。
选择开关时需要重点注意以下指标:
·通道数量。集成模拟开关通常包括多个通道,通道数量对传输信号的精度和开关切换速率有直接的影响,通道数量越多,寄生电容和泄漏电流就越大。
·泄漏电流。一个理想的开关要求导通时电阻为零,断开时电阻趋于无限大,漏电流为零,常规的CMOS漏电流约1nA。如果信号源内阻很高,传输信号是电流量时,就特别需要考虑模拟开关的泄漏电流,一般希望泄漏电流越小越好。
·导通电阻。导通电阻会损失信号,使精度降低,尤其是当开关串联的负载为低阻抗时损失会更大。因此,导通电阻的一致性越好,系统在采集各路信号时由开关引起的误差也就越小。
·开关速度。指开关接通或断开的速度。对于需要传输快变化信号的场合,要求模拟开关的切换速度快,同时还应考虑与后级采样保持电路A/D转换器的速度相适应,从而以最优的性能价格比来选择器件。
除上述指标外,芯片的电源电压范围也是一个重要参数,它与开关的导通电阻和切换速度等有直接关系,电源电压越高,切换速度越快,导通电阻越小,反之,导通电阻越大。来源 万用表 //1000qsw.com/
