[发明专利]一种具有ADC线性校准功能的示波器

说明书

本申请实施例公开了一种具有ADC线性校准功能的示波器，本申请实施例提供的技术方案包括信号输入端、偏置电压输入端、开关电路、阻抗变换电路、校准电路、ADC处理单元，所述信号输入端和校准电路均通过开关电路连接至阻抗变换电路的输入端，阻抗变换电路的输出端连接所述ADC处理单元，通过改变开关电路的工作状态，可以接入校准电路的校准信号，实现随时进行信号的在线校准，通过上述电路实现直流、低频、高频平坦度的线性调节。

技术领域

本申请实施例涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种具有ADC线性校准功能的示波器。

背景技术

在当前示波器行业中，主流示波器使用的ADC(模数转换器)是8bit分辨率，而8bit分辨率的ADC的线性度并不好，这导致如果输入ADC的信号幅度过小时，会受到ADC非线性误差的影响，从而带来一定的测量不确定度。例如给示波器输入一个只有3格高度的正弦波，然后调节示波器内部的直流偏置，将波形从屏幕底部调整至屏幕顶部，记录所有偏置点对应的正弦波ACRMS(交流有效值)值，会发现其值得偏差可以到3％左右。

一些低带宽的测量设备，如功率分析仪或者示波器记录仪，一般采取直流信号校准方法，即利用标准源给测量仪器输入一组等LSB(Least Significant Bit，最低有效位)间隔的直流电压信号，根据ADC实际测量到的电压值与实际值得对应关系来生成校准表。

现有的测量仪器校准方法耗时很久，需要外部校准源，只能在出厂校准时进行一次，出厂后不能进行校准。由于示波器使用的都是高速ADC，而高速ADC都是多片ADC组合的，每次上电会根据其内部的上电校准程序来决定ADC的排列方式。因此每次上电同一个输入通道对应的ADC并不一定相同，无法对其进行事先校准。所以现有的示波器无法使用该方式来改善ADC的非线性问题。

发明内容

本申请实施例提供一种具有ADC线性校准功能的示波器，以实现在线自校准，无需返厂校准。

在第一方面，本申请实施例提供了一种具有ADC线性校准功能的示波器，包括信号输入端、偏置电压输入端、开关电路、阻抗变换电路、校准电路、ADC处理单元，所述信号输入端和校准电路均通过开关电路连接至阻抗变换电路的输入端，阻抗变换电路的输出端连接所述ADC处理单元；

所述开关电路包括第一工作状态和第二工作状态，所述开关电路为第一工作状态时，信号输入端输入的交流信号和直流信号依次经过所述开关电路、阻抗变换电路输入至ADC处理单元，所述开关电路为第二工作状态时，所述校准电路输出的校准信号依次经过所述开关电路、阻抗变换电路输入至ADC处理单元；所述偏置电压输入端连接所述阻抗变换电路，所述ADC处理单元用于对来自信号输入端的交流信号和直流信号进行处理得到ADC码值，或者根据来自校准电路的校准信号进行处理得到校准ADC码值，并基于校准信号的真实电压值和所述校准ADC码值生成校准换算关系，以对所述ADC码值进行校准。

进一步的，所述开关电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第九继电器第一衰减器和第二衰减器，所述第一继电器和第五继电器均与所述信号输入端连接，所述第一继电器连接所述第二继电器，所述第一继电器连接所述第二继电器，所述第五继电器连接所述第一衰减器的输入端，所述第三继电器和所述第七继电器均与所述第一衰减器的输出端连接，所述第三继电器连接所述第四继电器，所述第七继电器连接所述第二衰减器的输入端，所述第八继电器和所述第九继电器均与所述第二衰减器的输出端连接，所述第四继电器、所述第八继电器均与所述第六继电器连接，所述第二继电器连接所述第六继电器，所述第二继电器和所述第六继电器均与所述阻抗变换电路的输入端连接，所述第九继电器连接所述校准电路。

进一步的，所述校准电路包括DAC校准信号输出单元和低通网络，所述DAC校准信号输出单元连接所述低通网络，所述低通网络连接所述第九继电器；所述DAC校准信号输出单元用于输出三角波校准信号。