### 知识点详解:简便的示波器附件实现多通道显示 #### 一、背景与应用场景 在电子工程的研发及测试过程中,示波器作为关键的测量工具被广泛使用。传统的示波器通常配备有限数量的通道(通常是2个或4个),但在某些复杂的应用场景下,可能需要更多的通道来同时观察多个信号。为了满足这一需求,工程师们设计了一种简便的示波器附件,能够将单通道或双通道示波器转换为多通道显示设备,极大地提高了工作效率和精度。 #### 二、关键技术点解析 1. **多通道显示实现原理** - **多路转换器的应用**:通过使用MAX4310等多路转换器,可以在原有的单个或双个通道的基础上增加额外的通道,从而实现多通道显示。这种设计不仅简单而且成本低廉,非常适合实验室或现场测试使用。 2. **输入缓冲放大器的选择** - **AD8055/AD8056的作用**:为了确保接入信号的质量不受影响,采用了AD8055(或AD8056)作为输入缓冲放大器。这些放大器具有10MΩ输入阻抗(并联2pF),使得电路的整体输入阻抗能够达到1MΩ(并联30pF)。这种设计使得用户可以使用低电容探头,减少了信号失真和衰减的问题。 3. **触发信号处理** - **通道A的特殊设计**:通道A配备了一个专用的反向端缓冲放大器,这有助于提高触发信号的稳定性,避免因示波器外部触发器产生的反射而影响信号质量。此外,AD8056还能提供触发线路隔离,这对于精确测量通道间的时间差至关重要。 4. **多通道切换机制** - **Chop模式与Alternate模式**: - **Chop模式**:利用4060振荡器/计数器控制多路转换器的切换频率,通常在120~250Hz之间,适合大多数快速扫描设置。这种方式能够提供无闪烁的双迹显示。 - **Alternate模式**:当扫描速度较低时,需要禁用振荡器并使用Gate-Out信号触发4060B的时钟输入,实现通道间的交替显示。 5. **差分放大器的应用** - **AD8138的功能**:为了实现(A±B)输出,使用了AD8138差分放大器。该放大器具有一个“输出共模电压(VOCM)”输入,可以通过2KΩ电位器调节轨迹分离,使得显示更加清晰准确。 6. **电路扩展性** - **MAX4311/4312的应用**:如果需要进一步增加通道数量,可以通过4060B的其他计数器输出来控制MAX4311(4通道)或MAX4312(8通道)多路转换器,实现更多通道的显示。 7. **性能评估** - **上升时间测试**:通过在输入A或B使用ECL脉冲发生器来测量整个电路的上升时间。结果表明,触发器、多路转换器和差分输出在1GHz取样示波器上的展示时间均小于5ns,这表明该附件适用于最高达50MHz带宽的示波器。 #### 三、总结 简便的示波器附件通过巧妙的设计实现了单通道或双通道示波器的多通道显示功能,大大提升了电子工程师在进行电路研发和测试时的工作效率。通过合理选择多路转换器、输入缓冲放大器、触发信号处理策略以及差分放大器等关键组件,可以有效地提高信号质量和测量精度,同时确保整个系统的稳定性和可靠性。
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