0 导言
示波器和频率计是电子丈量的常用外表，其前端电路的规划关于外表全体的性能指标起着非常要害的效果。本文首要介绍一款依据AD8260的数字剖析仪前端模块的规划办法。AD8260是AD公司出产的一款大电流驱动器及低噪声数字可编程可变增益扩大器(DGA)。该器材增益调理规模为－6~+24 dB，可调增益的-3dB带宽为230 MHz，可采纳单电源3．3 V、5 V或+／-5 V双电源供电。首要用于数字操控自动增益体系、收发信号处理等范畴。本规划首要运用其数字操控自动增益功用。
1 规划原理
该数字剖析仪包括示波器和频率计两大功用。频率计功用分为高频段和低频段两部分，其间20 MHz以下频率信号由采样后的示波器来丈量；高于20 MHz的频率信号则由频率计经过等精度算法完成。为进步丈量精度，本规划选用高安稳度的恒温晶振来为体系供给时钟源，经过FP-GA内置锁相环为各模块供给各时钟信号。而关于100 MHz带宽示波器功用的完成，若由单芯片的超高速采样来完成，则要对采样后的高速信号进行存储，这种办法不易完成，且对电路的工艺要求也很高。为了避免这种状况．本规划参阅了TEKtronix公司的100 MHz示波器的规划，因而选用了3片ADC来完成对输人信号的分时采样，并在别离存储后由DSP处理。
本文首要介绍数字剖析仪前端模块的规划。由于示波器的输入信号起伏规模一般为+／-5Vpp，而AD9433(AD采样芯片)的输入信号起伏要求不大于2Vpp，因而，在收集电路的前端参加信号衰减和信号增益两级起伏调整电路，可确保丈量的正确性，进步丈量的精确度。与NI的数字剖析仪不同，本数字剖析仪的频率计功用不是由超高速采样后经过数字信号剖析来完成，而是依据等精度频率丈量的原理来完成的，这样能够大大下降外表的造价。一起，考虑到外表的便携性及工程人员的使用习气，本仪器只供给了单通道输入，没有规划外部触发通道，因而简化了外表的体积，一起下降了规划的难度。数字剖析仪前端模块的原理框图如图1所示。
本体系的输入信号经过压维护电路及交直流耦合挑选后，将进入高阻衰减网络，并经过外部操控信号完成对输入信号的1：1、1：10的高阻衰减，衰减后的信号经差分改换后进入AD8260进行程控增益，程控增益后的信号一路直接进入AD9433进行高速采样(此处要求增益后的信号起伏尽量到达AD9433的满量程输入，以进步AD采样的精度)，并将采样后的数据送入FPGA进行相应处理，然后完成示波器功用；而程控增益后的另一路信号则经过单端改换进入FPGA进行相应的处理，从而完成高频频率计数功用。
图2所示是AD8260的外围电路，其间AD8260芯片选用±5 V双电源供电，也能够经过跳线完成+3．3V单电源供电。行将-5VS接地，R21焊接，R22断路，+5VS接+3．3 V。
2 规划电路
数字剖析仪前放电路中的耦合挑选及衰减操控电路如图3所示，其间输入信号由CH1通道进入，经D1、D2过压限幅后，经过GPI01操控K2继电器的通和断，以别离挑选示波器的直流、沟通耦合方式。然后进入1x、1 0x的高阻衰减(由GPI-02操控K1继电器完成)，其间C1、C2、C3、R3、R5组成了10x高阻衰减网络。衰减后的信号直接可送往AD8260进行数字程控增益扩大。1x或10x衰减后的信号由AD8260的17、18脚输入，经AD8260内部前端扩大器6 dB的固定增益扩大、-30 dB程控衰减以及末级扩大器18 dB固定增益扩大后，将由7和8脚输出。所以，模块总的增益规模为-6～+24 dB。AD8260内部的数字程控增益功用框图如图4所示，表1所列是AD8260的增益调理真值表。
当信号由AD8260的7脚和8脚输出后，一路以差分方式直接送往3片AD9433进行时分高速AD采样，以完成100 MHz示波器及20 MHz以下的频率计功用；另一路经过R19、R20组成的电阻匹配网络及T1变压器转换为单端信号送往FPGA直接进行高频信号的频率计数。本规划的FPGA选用ALTERA公司的EP2C20。并经过FPGA内置锁相环对输入的高精度时钟信号进行倍频，其内核时钟为600 MHz，频率计数准确度达10－7的功用。在PCB制版中，由于是高频电路的规划，因而，为了避免各模块电源对电路的搅扰，每个模块的电源都要用电感和%&&&&&%进行阻隔和滤波。别的。还要留意数字电路和模仿电路的阻隔。
3 结束语
经在实践体系中的调试证明，本文所介绍的计划能有效地完成100 MHz以下信号的程控扩大，且本钱较低，具有必定的实践意义。
参阅文献:
[1].AD8260datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/AD8260_1722924.html.
[2].AD9433datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/AD9433_251533.html.
[3].EP2C20datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/EP2C20_1136587.html.
[4].PCBdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PCB_1201640.html.
