便携式数字示波器关键模块分析(二)
0赞在上一篇博文中说明了程控衰减放大器模块,接下来按照信号走向,进入高速A/D转换器和数据缓存单元。
高速A/D转换器:
此模块采样被测信号并且将其转换为数字信号存入数据缓存器,A/D转换芯片的采样频率决定了数字示波器的可测量的最高频率,根据奈奎斯特定理,当采样频率大于输入信号最高频率的2倍时采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为输入信号最高频率的5~10倍,因此,模数转换芯片选用ADI产品AD9283BRSZ-100,其为8位100MSPS转换速率高速模数转换芯片,能够保证对20MHz输入信号的检测和转换,有475MHz的模拟带宽,内置采样保持电路和基准电压源,节省外围硬件空间,模拟输入电压上限为1V,只需要单电源3V电压供电,具有省电模式功耗低,能够节省电能使电源效率提高,模数转换芯片所需编码时钟信号由主控制器的时钟提供。时钟信号频率依照程序设定特定不同多值,以实现水平扫描速度分档可调。

图1 AD9283BRSZ-100管脚分布图
管脚1为高阻抗模式选择,管脚2、3为内部参考电压输出和外部参考电压输入,采用内部参考电压无需使用此端口,接0.1uF电容后接地即可,管脚10接时钟输入。(附件中有管脚详细信息以及芯片使用样例)
数据缓存单元:
由于A/D转换器转换速率达到100MSPS,直接将转换后得到的数字信号输送给主控制器的话会加重主控制器的负担,造成数据丢失,因此先将转换后的数字信号输入数据缓存单元暂存,由主控器在缓存单元中提取数字信号,重整波形予以显示,这样不仅减轻主控制器的负担,同时也避免了因数字信号丢失造成波形失真。由于所选主控制器有64K bytes的存储容量,所以可以由主控制器存储单元开辟部分内存作为数据缓存单元,当存储已满后通知主控制器读取数字信号,再重建波形。
