100MHz双踪数字存储虚拟示波器

第二阶段(2009-02)

查看第一阶段文章

 

                         测量1KHz方波信号

1KHz方波信号的快速富利叶变换,可以看到方波信号的奇次谐波(3次,5次......)份量比较大

PAL制式复合视频信号,可以看到行周期为64uS,与资料一致。

 

PAL制式复合视频信号,可以看到行同步头宽度为4.7uS,后面跟着色副载波,与资料一致。

 

[参考资料]

[参考实物]

 

[问题与改进]

第一阶段存在的问题主要在信号调理通道:

1、没有考虑到信号调理通道的耗电问题,ICL7660供电不足。

2、前级电压跟随器阻抗太低,影响前级衰减网络。

3、用继电器做增益调节,无法对增益进行微调,导致增益误差比较大。

4、没有在模拟信号上做平移,原先的设计思路是在后期显示时再做平移,这是一个错误的想法。

针对以上问题,第二阶段我们做了如下改进:

1、采用电流更大的负压发生器。

2、参照DS3102B专业示波器,重新设计电压跟随器。

3、采用压控增益控制器,这样可以对每个电压档位进行校准。`

4、在A/D前做电平平移,带来的好处有两方面,一是方便观察信号的不同部分,专业级的示波器都这样做的;二是同时用于调0,由前端通道会产生0点漂移,正好在这一级进行调0。

5、增加AT24C04做参数存储,包括每通道、每个电压档的调0参数,增益参数。

[第二版的硬件框图]

[关于电平平移]

有两种方式,第一种是后期通过软件平移,F-210 XP采用正是这种方式,优点是硬件成本低,但存在严重的问题,如下图所示:

第二种是通过硬件实现电平移动,缺点是成本高,需要增加一级运放,增加D/A产平移电压,但是优点是显示而易见的,DS3102B采用是这种方式,我们也采该方式。

[第二版PCB图]

                   (2009-02-11)

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

时间: 2009-03-18

                         第二版样机

    第二版样机已经出来一段时间了,这段时间一直忙于调试,软件和硬件同时进行,总体效果令人满意,各方面达到了预期的目标,软件大部分功能已经实现,信号平移,增益控制,零点调整都已实现,出于保密等原因,其它功能不一一罗列,总之我们会考虑用户的使用习惯,设计非常易用直观的操作方法,同时功能也非常丰富,充分考虑各种应用场合,增加一些普通示波器没有的却又实用的功能,因为作者本身也是多年从事各种各样的电子产品开发,从自身经验出发,我们会尽力做好各种功能,推出完美的产品,满足用户的各种需求.

    经过第二版的调试,我们又积累了一些改进意见,信号调理通道还需要改进,主要是小量程测大信号失真的问题,已经有很好的解决办法,另外还有一些功能需要加进去,所以下来将进行第三版的设计,之后,产品就基本定型批量生产.