[发明专利]一种基于双阻抗变换网络的示波器模拟通道装置

说明书

本申请实施例公开了一种基于双阻抗变换网络的示波器模拟通道装置，该装置包括：第一机械继电器连接第七机械继电器，第二机械继电器连接第一衰减网络的输入端，第一衰减网络的输出端连接第三机械继电器和第四机械继电器，第三机械继电器连接第五机械继电器，第四机械继电器连接第二衰减网络的输入端，第二衰减网络的输出端连接第六机械继电器，第五机械继电器和第六机械继电器连接第八机械继电器；第七机械继电器和第八机械继电器连接第一运算放大器的正极输入端，第一运算放大器的输出端连接第一阻抗变换网络的输入端和第二阻抗变换网络的输入端，第一阻抗变换网络的输出端和第二阻抗变换网络的输出端连接模拟开关。

技术领域

本申请实施例涉及模拟通道技术领域，尤其涉及一种基于双阻抗变换网络的示波器模拟通道装置。

背景技术

在示波器等仪器中，模拟通道具有信号匹配、衰减、放大等作用，用以将输入信号变为适合ADC转换的电压信号。由于示波器的测量档位比较宽，从2mV/div～10V/div。差距有5000倍。所以示波器一般会有两级无源衰减网络来对信号进行适当的衰减，从而实现如此大的测量档位。

在传统的模拟通道结构中，开关采用机械继电器，机械继电器存在以下问题：1)机械继电器具有较大电容，一般一个开关具有1.5pF的电容。如果示波器处于小电压档位，信号需要经过四个开关才能到达阻抗变换网络，相当于增大了6pF的电容，对于示波器一般十几pF的输入电容，6pF的电容对示波器的影响不可小觑。2)机械继电器的开关片长度较长，每个具有1cm的长度。如果示波器处于小电压档位，信号需要经过四个开关才能到达阻抗变换网络，4个开关就是4cm的长度，这段传输线会导致500MHz以及更高带宽的示波器VSWR严重变差，同时也会影响带宽。3)机械继电器的机械结构，会导致其有很严重的天线效应，导致噪声增加，影响小电压档位时的模拟通道运行状况。4)机械继电器对高频的隔离度不够，500MHz时只有27dB左右，导致当衰减倍数大于或者接近26dB(20倍)时，就会有部分信号从输入端泄露过来，导致信号过冲和不平坦。

但是因为示波器必须保证任何档位在市电输入下都不能发生损坏，所以必须使用机械继电器。因此，需要对模拟通道的结构进行改造，以减少机械继电器对示波器工作状态的影响。

发明内容

本申请实施例提供一种基于双阻抗变换网络的示波器模拟通道装置，能够减少机械继电器对示波器工作状态的影响，提高示波器的可靠性。

在第一方面，本申请实施例提供了一种基于双阻抗变换网络的示波器模拟通道装置，包括：第一至第八机械继电器、第一衰减网络、第二衰减网络、第一阻抗变换网络、第二阻抗变换网络、第一运算放大器以及模拟开关，其中：

信号输入端连接第一机械继电器和第二机械继电器，所述第一机械继电器连接第七机械继电器；

所述第二机械继电器连接所述第一衰减网络的输入端，所述第一衰减网络的输出端连接第三机械继电器和第四机械继电器，所述第三机械继电器连接第五机械继电器，所述第四机械继电器连接所述第二衰减网络的输入端，所述第二衰减网络的输出端连接所述第六机械继电器，所述第五机械继电器和所述第六机械继电器连接所述第八机械继电器；

所述第七机械继电器和所述第八机械继电器连接所述第一运算放大器的正极输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一阻抗变换网络的输入端和所述第二阻抗变换网络的输入端，所述第一阻抗变换网络的输出端和所述第二阻抗变换网络的输出端通过所述模拟开关连接信号输出端。