5GHz示波器模擬通道研究與設計

3134653 2024-09-20 | pdf | 4.36 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

示波器模擬通道帶寬一直是制約示波器測量帶寬的關鍵指標。本論文通過選擇合適的電子器件，采用分立器件構建示波器模擬通道電路，結合理論分析和仿真分析，優化電路和 PCB 設計，實現了 DC~5GHz 示波器模擬通道帶寬。論文主要研究了以下內容。
1、利用分立器件進行可變增益放大電路和阻抗變換電路設計，針對 ADC 的輸入頻率響應，設計了反饋補償網絡，對高頻信號進行增益補償，彌補了 ADC 輸入帶寬不足，使信號調理通道-3dB 帶寬達到 5GHz。
2、深入研究了寬帶阻抗變換電路。通過比較不同的電路方案，對其負載驅動能力，偏置調節能力進行了理論分析。研究了 PCB 布局、鋪銅和布線對高頻信號的影響，并對阻抗變換電路進行原理圖和 PCB 版圖仿真，實現了帶寬超過 5GHz 的寬帶阻抗變換電路。
3、對級聯運放的噪聲進行理論分析和建模，設計了低噪聲增益調節電路方案。分析了插入損耗，共模抑制比和電源抑制比與噪聲的關系，優化了放大電路結構和帶寬限制電路，降低通道的噪聲。
4、寬帶觸發通道設計。主要研究了多路觸發源的選擇電路，比較電平調節電路，遲滯電壓調節電路和觸發分頻電路，實現了觸發靈敏度可程控調節。
5、通道控制方案設計。采用多個移位寄存器級聯，串行輸入轉并行輸出，實現示波器模擬通道的多狀態切換。分析了不同控制開關的工作特點以及控制電路的具體實現。研究了分布式電源供電方案的可行性，并從電源完整性的角度，分析電源電路的 PCB 設計。