专利名称：一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器的制作方法
技术领域：
一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器絲舰本实用新型涉及一种数字示波器领域，更特别涉及数字示波器的调节垂直灵 敏度领域。
背景技术：
垂直灵敏度是示波器的一个重要参数。垂直灵敏度指示垂直放大器对弱信号 的放大程度，通常用每刻度多少毫伏来表示。多用途示波器能检测出的最小伏特数的典型值约为lmv每垂直显示屏刻度。在示波器中一般在面板上有一个调节垂直灵敏度的旋钮，用于调节电压波形 在示波器面板的显示窗中的幅度，用户可以从显示窗中读出信号波形的幅度。 信号幅度等于垂直灵敏度调节旋钮的刻度乘以显示窗中的格数，如图1所示。为了可以让人们更加精确的调节垂直灵敏度，现在许多的示波器，调节垂直 灵敏度的档位有粗调和细调之分。粗调档位的垂直灵敏度以1-2-5为步进，调 节垂直灵敏度。比如，画mV/div、 200mV/div、 500mV/div、 1V/div、 、 2V/div、 5V/div等。而细调档位的步进则小得多，比如在100mV/div的档位上细调，则步 进为lmV/div 。现有技术的示波器采用模拟方法来调节垂直灵敏度。如图2所示，现有技术 的示波器包括垂直灵敏度调节模块、A/D转换模块、控制处理模块、输入模块、 显示模块、存储模块。上述的垂直灵敏度调节模块包括开关切换模块l、 3个可控增益放大器 (PGA1-PGA3) 、 2个放大器(AMP1-AMP2)、开关切换模块2、多路D/A转换模块。上述的放大器AMPl倍率为x2;放大器AMP2倍率为x5;可控增益放大器PGA1 倍率为xlO;可控增益放大器PGA2倍率为xl00;可控增益放大器PGA3倍率为 x勤O。信号从输入端口输入，进入垂直灵敏度调节模块，对信号进行粗调和细调 放大之后，进入A/D转换模块，转换成数字量，送给控制处理模块进行波形数据 的处理、显示和存储。控制处理模块根据用户的粗调和细调要求，分别控制开关切换模块l、开关 切换模块2、多路A/D转换模块来调节增益，以满足用户需求。控制处理模块通过控制开关切换模块1和开关切换模块2，选择连通的放大 器，从而进行了粗调。比如，用户需要2V/div的垂直灵敏度，那么，控制处理 模块控制开关切换模块1将AMP1的输出接通到开关切换模块1的输出上，控制处 理模块再控制开关切换模块2将PGA3的输出接通到开关切换模块2的输出上，从 而实现了粗调垂直灵敏度档位到2V/div 。控制处理模块通过控制多路D/A转换模块，输出多路电压量分别到各个可控 增益放大器的增益控制端，从而控制可控增益放大器的增益，实现微调功能。现有技术的显示波形的方法存在以下的一些缺点采用模拟电路方法实现的垂直灵敏度的粗调和细调功能，由于其微调功能需 要采用可控增益放大器，以及多路D/A转换模块，使得系统具有较高的成本。本实用新型的目的在于提供一种具有模拟、数字混合方法调节垂直灵敏度 的示波器。本实用新型提出一种具有模拟、数字混合方法调节垂直灵敏度的示波器， 其包括垂直灵敏度粗调模块、A/D转换模块、垂直灵敏度细调模块、控制处理模 块、输入模块、存储模块、显示模块，原理框图如图3所示。上述的垂直灵敏度粗调模块包括放大器矩阵模块、开关切换模块。被测信号由信号的输入端输入到垂直灵敏度粗调模块，实现信号的垂直灵 敏度的粗调，信号经A/D转换模块采样后，送入到垂直灵敏度细调模块，在垂 直灵敏度细调模块中，信号乘以一个小倍率值，之后，信号被送入到控制处理 模块进行波形的处理、显示和存储。控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度粗调档位信息，通 过计算，控制开关切换模块，开关切换模块控制放大器矩阵模块中多个放大器 的组合连接，以实现用户需求增益的信号放大，实现垂直灵敏度的粗调功能。信号经过垂直灵敏度粗调模块后，经A/D转换模块采样，送入到垂直灵敏 度细调模块。控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度细调档位信息，计 算出当前的细调倍率，控制处理模块将细调倍率发送给垂直灵敏度细调模块， 垂直灵敏度细调模块将A/D转换模块送入的数据乘以该倍率，实现了垂直灵敏度的细调功能。经过垂直灵敏度细调模块后，信号被送入控制处理模块处理、显示、存储。上述的控制处理模块可以由可编程器件组成，例如MCU、 DSP、 FPGA等芯片， 但不局限于上述类型芯片。上述的垂直灵敏度细调模块可以和控制处理模块共用可编程器件，例如MCU、 DSP、 FPGA等芯片，也可以是独立的可编程器件。上述的输入模块可以是键盘、鼠标、U盘接口以及与PC机相连的接口，如 USB接口、 RS232、 LAN、 GPIB等。上述的显示模块可以是液晶显示屏或者等离子显示屏。上述的存储模块可以是RAM、 FLASH等存储体。本实用新型与现有技术相比较有如下有益效果-本发明技术相较于现有技术，简化了电路，使得调试更为简单，降低了产 品的成本。
图l显示了示波器通常的波形显示界面 图2显示了现有技术示波器的原理框图 图3显示了本实用新型的实现原理框图 图4显示了本实用新型的具体实施方式
的原理框图具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图4所示，本实用新型的具体实施方式
的原理图，其包括垂直灵敏度粗 调模块、A/D转换模块、垂直灵敏度细调模块、控制处理模块、输入模块、存储 模块、显示模块。在上述的垂直灵敏度粗调模块中开关切换模块1、开关切换模块2构成开关 切换模块；放大器AMP1-AMP5构成放大器矩阵模块。垂直灵敏度细调模块与控制处理模块同在一个DSP处理器中。被测信号由信号的输入端输入到垂直灵敏度粗调模块，实现信号的垂直灵 敏度的粗调，信号经A/D转换模块采样后，送入到垂直灵敏度细调模块，在垂直灵敏度细调模块信号乘以一个小倍率值，之后，信号被送入到控制处理模块 进行波形的处理、显示和存储。控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度粗调档位信息，通过计算，控制开关切换模块1、开关切换模块2，从而控制放大器矩阵模块中 AMP1-AMP5放大器的组合连接，以实现用户需求增益的信号放大，实现垂直灵敏 度的粗调功能。比如，用户当前需要200mV/div的垂直灵敏度，控制处理模块 控制开关切换模块1将AMP1 (x2)的输出与开关切换模块1的输出相连；控制 处理模块控制开关切换模块2将AMP4 (x100)的输出与开关切换模块2的输出 相连，由此实现了粗调200mV/div的垂直灵敏度。信号经过垂直灵敏度粗调模块后，经A/D转换模块采样，送入到垂直灵敏 度细调模块。控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度细调档位信息，计 算出当前的细调倍率，控制处理模块将细调倍率发送给垂直灵敏度细调模块， 垂直灵敏度细调模块在DSP处理器中，垂直灵敏度细调模块将A/D转换模块送 入的数据乘以控制处理模块发送过来的倍率值，实现了垂直灵敏度的细调功能。 比如，当前用户通过输入模块，输入202mV/div的细调信息到控制处理模块， 控制处理模块计算出细调倍率为202/200 = 1.01，控制处理模块将这个倍率 值发送给垂直灵敏度细调模块，垂直灵敏度细调模块将A/D转换模块送来的信 号数值乘以该倍率，如此实现了垂直灵敏度的细调功能。经过垂直灵敏度细调模块后，信号被送入控制处理模块处理、显示、存储。
权利要求1. 一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器，包括信号输入端、A/D转换模块、控制处理模块、输入模块、存储模块和显示模块，其特征在于还包括垂直灵敏度粗调模块、垂直灵敏度细调模块，所述信号输入端与所述垂直灵敏度粗调模块的输入端连接，所述垂直灵敏度粗调模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端连接，所述A/D转换模块的输出端与所述垂直灵敏度细调模块的输入端连接，所述垂直灵敏度细调模块与所述控制处理模块连接，所述控制处理模块与所述垂直灵敏度粗调模块连接，控制输入信号的粗调放大倍数，输入信号通过所述垂直灵敏度粗调模块初步放大后，经过所述A/D转换模块，被转换成数字信号后，经过所述垂直灵敏度细调模块，最后被送到所述控制处理模块进行计算处理。
2、 根据权利要求1所述的一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器， 其特征在于，所述垂直灵敏度细调模块或者是独立的可编程器件，或者和所述 控制处理模块共用同一个可编程器件。
3、 根据权利要求2所述的一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器， 其特征在于，所述可编程器件选择MCU、 DSP、 FPGA中的一种。
4、 根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种模拟/数字混合调节垂 直灵敏度的示波器，其特征在于，所述垂直灵敏度粗调模块包括放大器矩阵模 块和开关切换模块，所述放大器矩阵模块由放大器构成，所述控制处理模块和 所述开关切换模块连接，控制所述放大器的组合连接，进而控制输入信号的粗 调放大倍数。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器，包括垂直灵敏度粗调模块、A/D转换模块、垂直灵敏度细调模块、控制处理模块、输入模块、存储模块、显示模块，其特征在于，垂直灵敏度粗调模块的输出与A/D转换模块的输入相连，A/D转换模块的输出与垂直灵敏度细调模块的输入相连，垂直灵敏度细调模块的输出与控制处理模块的输入相连。垂直灵敏度细调模块可以是独立的可编程器件，如MCU、DSP、FPGA等器件，也可以与控制处理模块共用同一个可编程器件，达到简化电路、降低成本的作用。
文档编号G01R13/00GK201083784SQ20072015432
公开日2008年7月9日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者李维森, 悦 王, 王铁军 申请人:王 悦;王铁军;李维森