原创 【博客大赛】示波器梦想之硬件电路设计（二）

3.4 测频整形电路设计

图3-6 测频整形电路

   所设计的测频整形电路如图3-6所示，C62和C65是隔去直流的耦合电容，其一大一小的组合为了同时通过高频信号和低频信号，R52是为了与前面两个电容组成高通滤波器，其截止频率为0.01Hz，结型场效应管Q4在这里是充当具有高输入阻抗的跟随器作用，因为场效应管的栅极阻抗很高，所以用来获取输入信号。

场效应管后面是两级放大电路。C60和C63同样的是隔直流的耦合电容，增益带宽高达1100MHz的高频小信号三极管9018在这里与电阻R45、R47和R50组成共射极放大器，放大倍数为9018的极限倍数。由于输入信号会低至10mV以下，所以一级放大会不足以放大要求的幅值，所以后面再加一级放大电路。最后，在三极管输出的后面加上施密特反相器SN74HC74，以给输出信号整形成方波，然后送到STM32检测频率。

3.5电源电路

图3-7 电源电路

    所设计的电源电路如图3-7所示。由于开关电源的开关噪声过大，目前在低成本的情况下没法很好地降低噪声，所以本系统的电源电路舍弃开关电源，而用线性稳压电源，使得更好地降低电源噪声，以免影响输入信号的调理和采集。供电来源可以是外部电源或者是锂电池（要求双节锂电池，即7.5V~8.4V）。由于示波器中要用到的电源电压值是+5V、-5V和+3.3V，所以设计中采用了最大输出电流可达1A的低压差线性稳压芯片AMS1117-5.0由8.4V稳压到+5V，然后再用最大输出电流可达1A的低压差线性稳压芯片AMS1117-3.3稳压到+3.3V，以给微处理器和液晶供电。至于负电源则是通过负极性电源转换电压芯片ICL7660转换，ICL7660的输入电压范围是1.5V到10V，所以用在这里还是满足需求的，由于单片ICL7660的最大输出电流是100mA，不足以给整个系统供电，所以并联两片ICL7660以得到最大输出电流200mA，ICL7660只是将正输入电压转变为负电压，所以还需要一个稳压到-5V的芯片，这里用上了负向线性稳压芯片MC79L05。

    为了最大限度降低电源纹波和噪声， 电路中用上了抑制高频纹波的小电容0.1uF，抑制低频噪声的大电容100uF，稳压芯片前后都配上了滤波电容。同时，为了方便用户和用电安全，图中还设计了+5V和-5V的电源指示灯。