ZHCSQC1E June 2022 – April 2025 ADC12DJ5200-EP
PRODUCTION DATA
大多數(shù)示波器都需要進(jìn)行直流耦合，以便監(jiān)測直流或低頻信號(hào)。這一要求強(qiáng)制該設(shè)計(jì)使用直流耦合全差分放大器，以將前面板的單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為 ADC 的差分信號(hào)。此設(shè)計(jì)使用兩個(gè)差分放大器。圖 7-2 中所示的第一個(gè)放大器是 LMH5401，用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。LMH5401 通過一個(gè)可編程端接網(wǎng)絡(luò)與前面板連接，并且有一個(gè)失調(diào)調(diào)整輸入端口。該放大器具有 8GHz 的增益帶寬積，足以支持 1GHz 帶寬示波器。第二個(gè)放大器為 LMH6401，位于 LMH5401 之后，用于為示波器提供數(shù)字可編程增益控制。LMH6401 支持的增益范圍為 –6dB 至 26dB，步長為 1dB。如果不需要增益控制，或者在信號(hào)鏈的其他位置進(jìn)行增益控制，則可以將該放大器替換為第二個(gè) LMH5401 以獲得額外的固定增益，或完全省略。
示波器的輸入包含一個(gè)可編程終端模塊，這里不做詳細(xì)介紹。該塊可對(duì)前面板輸入終端進(jìn)行編程。例如，很多示波器支持將端接電阻編程為 50Ω 或 1MΩ，從而滿足各種應(yīng)用的需求。此外，還可能需要 75Ω 終端來支持電纜基礎(chǔ)設(shè)施使用場景。該模塊還可以選擇直流阻斷功能，以消除外部信號(hào)的直流分量，從而只讓交流信號(hào)通過。
使用一個(gè)精密 DAC 來配置示波器前端的失調(diào)，以防止包含較大直流失調(diào)的輸入信號(hào)中出現(xiàn)模擬信號(hào)鏈飽和現(xiàn)象。圖 7-2 中顯示了 DAC8560 以及信號(hào)調(diào)節(jié)放大器 OPA703 和 LMH6559。第一個(gè)差分放大器 LMH5401，其一個(gè)輸入端由前面板輸入電路驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)輸入端則由直流失調(diào)偏置驅(qū)動(dòng)。為了在單端到差分轉(zhuǎn)換操作中獲得良好的偶次諧波性能，這些驅(qū)動(dòng)信號(hào)的阻抗必須在直流和整個(gè)頻率范圍內(nèi)匹配。LMH6559 的高帶寬特性使該器件能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)保持低阻抗。
ADC 的輸入端設(shè)有一個(gè)抗混疊低通濾波器，用于限制進(jìn)入 ADC 的輸入信號(hào)帶寬。該放大器還會(huì)對(duì)前端噪聲進(jìn)行帶寬限制，以防止混疊噪聲降低整個(gè)系統(tǒng)的信噪比。需按照示波器規(guī)定的最大輸入信號(hào)帶寬來設(shè)計(jì)此濾波器。之后，可以通過 FPGA 或 ASIC 中的數(shù)字濾波器重新配置輸入帶寬，從而將示波器的輸入帶寬限制在小于最大帶寬的范圍。