一种具有频响补偿电路的示波器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有频响补偿电路的示波器，包括模拟接入单元和模数处理单元，模拟接入单元的输出端和模数处理单元的输入端之间串联连接有频响补偿电路，频响补偿电路包括：由一个电阻、一个电容和一个电感并联构成的RLC并联电路，RLC并联电路连接在频响补偿电路的输入端和频响补偿电路的输出端之间。本发明专利技术根据电阻、电容和电感的取值，可以调整频响补偿的频率范围；并且频率补偿选频性能好，由于频响补偿电路的波谷与原频响曲线的波峰相对应，因此对峰值较大的高频补偿时，不影响相对低的频段；此外，当信号频率很低时，电感近似短路，终端电阻上的值就是信号输入值，不影响直流增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试测量
，特别是涉及一种具有频响补偿电路的示波器。
技术介绍
示波器的输入电阻是示波器的一个重要指标，示波器连接到被测电路后，示波器的输入电阻就变成了被测电路的一部分。不波器的输入电阻一般有两种模式，低阻输入(一般为50Ω或75Ω)和高阻输入(一般为1ΜΩ)。高阻输入时，对被测电路的影响比较小，但是受寄生电容影响，带宽不高。下面，以50Ω低阻输入为例进行说明。50Ω输入电阻用来和输出阻抗为50 Ω的被测电路进行阻抗匹配，如果二者不匹配，则会发生信号反射，不利于高带宽的实现。50Ω输入电阻时，示波器的带宽能够做的很高，目前已经有几十GHz的示波器了。如图1所示，为现有技术一种示波器的结构示意图。示波器10包括依次串联的BNC接口 106、输入衰减控制模块101、模拟前端放大电路102、A/D转换模块103和数字处理模块104，以及串联在控制处理模块104和模拟前端放大电路102之间的D/A转换模块105，输入衰减控制模块101包括一个终端电阻1011，终端电阻1011 —端接地、另一端通过一连接节点1012与模拟前端放大电路102的输入端相连。终端电阻1011也即示波器100的输入电阻，它是源电阻的终端匹配电阻，源电阻也就是被测电路的输出电阻。被测信号a由BNC接口接入，并输入至输入衰减控制模块101进行增益调节；经增益调节后的被测信号由输入衰减控制模块101输入至模拟前端放大电路102，由模拟前端放大电路102进行放大、衰减、带宽限制、驱动等预处理；之后，经预处理的被测信号输入给A/D转换模块103，进行模数转换处理，也即对被测信号进行采样，得到数字信号；最后，将数字信号输入至数字处理模块104进行数字处理，数字处理模块104的数据输出端输出用于波形显示的采样数据b。此外，数字处理模块104的控制输出端还产生一控制信号C，用以控制D/A转换模块105产生偏置信号，模拟前端放大电路102依据该偏置信号进行偏置处理。终端电阻1011可以只是单个的50Ω电阻，也可以是多个电阻并联构成50 Ω ;输入衰减控制模块101还可以包括连接在其输入端和连接节点之间的衰减电路1013,衰减电路1013可以是直通衰减切换模块，也可以是衰减网络。图2为输入衰减控制模块101的结构示意图。如图2(a)所示，为一种输入衰减控制模块的结构示意图，衰减电路1013由直通衰减切换模块构成。当小垂直灵敏度时，继电器RLl切换至上方直通电路1014 ;大垂直灵敏度时，继电器RLl切换至下方的50 Ω衰减模块1015，对被测信号进行衰减后输出给50 Ω终端电阻，其中，衰减电路1013的输入电阻也是50Ω，用于和源电阻匹配。如图2(b)所示，为另一种输入衰减控制模块的示意图，衰减电路1013由衰减网络构成。衰减网络可能为一个半导体芯片，也可能是可控的电阻网络。其输入电阻也为50 Ω，用于和源电阻匹配，输出也需要接50Ω的终端电阻进行阻抗匹配。衰减网络可设置衰减倍数为1，也可以是小于1，衰减的倍数可控。现有技术中前端的频率响应主要由输入衰减控制模块101和模拟前端放大电路102的频响决定。如果输入衰减控制模块101或者模拟前端放大电路102的频响曲线不平坦，即在不同频率处响应大小不一致，超出了指标要求，或希望频响曲线更加平坦，这时就需要进行频响补偿。为了解决上述问题，现有技术的做法是在模拟前端放大电路102和A/D转换模块103之间增加补偿网络，对频响曲线进行补偿，以达到需要的平坦度，如图3所示，为现有技术一种具有频响补偿电路的示波器的结构示意图。示波器30的模拟前端放大电路102和A/D转换模块103之间依次串联连接有RC补偿网络301和LC补偿网络302，这两个补偿网络可以单独在，也可以共同存在。RC补偿网络301的第一输入端和第一输出端之间连接有RU Cl并联的RC电路，其第二输入端和第二输出端之间连接有R2、C2并联的RC电路。LC补偿网络302的第一输入端和第一输出端之间连接有LI,第二输入端和第二输出端之间连接有L2，第一输出端和第二输出端连接有C3。RC补偿网络301的工作原理如下:高速A/D转换模块103的输入电阻一般比较小，一般为差分100 Ω，通过增加RC并联网络，当信号频率比较低时，C1、C2近似断路，信号经过电阻Rl、R2和A/D转换模块103内阻分压；当信号频率逐渐升高，Cl、C2的容抗逐渐变小，A/D转换模块103输入信号的幅度就是R1、C1、R2、C2并联阻抗和A/D转换模块103输入电阻的分压，由于C1、C2容抗变小，导致R1、C1、R2、C2并联阻抗变小，从而A/D转换模块103输入的信号幅度变大。如图4所示，为现有技术的频响补偿原理示意图。增加RC补偿网络301后的效果是当被测信号频率升高，A/D转换模块103的输入逐渐增大，使频响曲线的高频端往上翘。LC补偿网络302的工作原理如下:模拟前端放大电路102差分输出上增加电感L1、L2，连接到A/D转换模块103的两个输入端，同时上述两个输入端之间连接C3。构成了LC低通网络。结合图4，当模拟前端放大电路102的频响曲线在高频比较大时，可以通过调整LC补偿网络，使高频时幅度降低，达到调节频响曲线的作用。现有技术利用RC补偿网络301和LC补偿网络302对频响进行调节，能够使频响曲线在高频时上升和下降，但是存在以下缺点:1、补偿频率范围有限，模拟前端放大电路的频响在高频时往往有波峰，如果波峰峰值很大，需要将波峰处的幅度降低，则通过低通LC补偿网络，才能将很大的波峰衰减为平坦幅度，但此时，LC补偿网络对频率较低处的幅值也会衰减很多，不可避免的会影响部分低频段的频响曲线。2、RC补偿网络会影响直流时的增益。因为直流时，A/D转换模块103的输入变成了电阻Rl、R2和A/D转换模块内阻的分压。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有频响补偿电路的示波器，避免对高频进行频响补偿时影响低频段的频响曲线、并且避免影响直流时的增益。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种具有频响补偿电路的示波器，包括一个用于获取被测信号的模拟接入单元和一个用于对所述被测信号执行数字采样的模数处理单元，所述模数处理单元包括依次串联连接在模数处理单元的输入端和模数处理单的输出端之间的A/D转换模块和数字处理模块；所述模拟接入单元的输出端和所述模数处理单元的输入端之间串联连接有频响补偿电路，所述频响补偿电路包括:由一个电阻、一个电容和一个电感并联构成的RLC并联电路，所述RLC并联电路连接在所述频响补偿电路的输入端和所述频响补偿电路的输出端之间。本专利技术根据电阻、电容和电感的取值，可以调整补偿的频率范围；根据频响补偿电路的Q值，可以对具有较大波峰的原频响曲线中进行补偿，并且频率补偿选频性能好，频响补偿电路的波谷与原频响曲线的波峰相对应，对高频补偿时，不影响相对低的频段。而且当信号频率很低时，电感近似短路，终端电阻上的值就是信号输入值，不影响直流增益。此外，本专利技术降低了对电路的设计要求，电路简单、成本低。作为一种示例，在本专利技术中，所述模拟接入单元包括串联连接在所述模拟接入单元的输入端和所述模拟接入单元的输出端之间的BNC接口 ；所述模数处理单元包括依次串联连接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有频响补偿电路的示波器，包括一个用于获取被测信号的模拟接入单元和一个用于对所述被测信号执行数字采样的模数处理单元，所述模数处理单元包括依次串联连接在模数处理单元的输入端和模数处理单的输出端之间的A/D转换模块和数字处理模块；其特征在于，所述模拟接入单元的输出端和所述模数处理单元的输入端之间串联连接有频响补偿电路，所述频响补偿电路包括：由一个电阻、一个电容和一个电感并联构成的RLC并联电路，所述RLC并联电路连接在所述频响补偿电路的输入端和所述频响补偿电路的输出端之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史慧，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：北京普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：