原创 使示波器可多通道显示的电路

使示波器可多通道显示的电路

作者：Hubert Houtman

在电路开发和测试中，通常需要比目前示波器能提供更多的通道显示，简单的解决方法是并行触发几个示波器。

然而，使用单个示波器更加紧凑，通道间的时序测量更精确。

另外，通过对两个输入脉冲做差分显示，可显而易见地发现这两个信号之间的差异。

先前介绍的8通道显示电路缺乏反转(inverting)和加法(adding)特性，同时其输入也和通用的低电容探头不相兼容。

如图所示的电路，它能将单迹(single-trace)或双迹(dual-trace)示波器的一个通道转换为双迹操作，并具有通常的Add、Invert、Chop和Alternate工作模式。

利用MAX4310复用器产品系列，很容易将该电路拓展到支持4或者8通道。

AD8055(或AD8056)输入缓冲放大器有具有10MΩ的输入阻抗和2 pF的旁路电容，允许电路的输入阻抗为1 MΩ，旁路电容为30 pF。

可以调整这个电容值来匹配示波器本身的输入电容，以便可以使用低电容探针而无需改变输入A和B。推荐在所有放大器加上去耦电容(图中没有画出来)。

应该利用示波器的外部触发输入来触发合适的触发信号控制。这可以是信号A，它有一个专用的后设终端(back-terminated)缓冲放大器用于触发，因此来自示波器的外部触的任何反射都不会影响通道A信号，而使得它能够完整地被显示出来。

此外，由于有了复用器，AD8056度任何接口都有很好的触发线隔离，这对多通道之间精确的时序测量至关重要。若没有这样的隔离缓冲，MAX4310会使A通道的信号产生微小变化，从而导致与通道有关的触发和时序波动，最终产生较大误差。

对于Chop模式显示， MAX4310复用器通过4060振荡器/计数器进行切换。复用器的管脚1在120~250Hz范围内切换，这适合所有比较快的示波器扫描设置。

对于大多数需要，一般提供一个无闪烁(flicker-free)的双迹显示。4060B具有额外的计数输出，如有必要，它用来切换MAX4311(4通道)或者MAX4312(8通道)。

对于缓慢的扫描速度，使用Alternate模式比Chop模式更适合。在Alternate模式中，振荡器应该关闭，示波器的Gate-Out信号必须接到4060B的时钟输入端(引脚11)。

除了通道A，所有通道均需要一个AD8055缓冲，对于需要反转(Invert)功能的通道，AD8055后需要接AD8138差分放大器。

开关S1改变通道B的极性，通用AD8138包含有“输出共模电压”V_OCM输入，它被由2kΩ电位计偏置，以调整显示波形的间隔。

第二个AD8055被配置成在50Ω终端电阻的电缆上输出A、B通道的信号和，其后设终端电阻也是50Ω，可以消除来自示波器的输入反射。

为测量整个电路的上升时间，将ECL脉冲发生器接在输入A或者B上。在采样率为1GHz的示波器上，触发器、复用器、和以及差分输出的上升时间都少于5ns。这说明该设计适于带宽高达50MHz的示波器。