开源示波器DS203介绍原理图学习

Posted 2021-09-06 qlexcel

介绍

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原理图

总图

• 通道一信号从BNC座子引入，使用0603ESDA-05做静电防护，通过S1（型号CPC1017N）控制AC/DC。
• 如果S3不闭合，则信号流过R1、R1A、R3、R3A、R5A、R5到地，总阻值为：620K+180K+180K+10K+10K=1M，信号会被缩小1M/10K=100倍，送入运放U1A的同相输入端。
• 如果S3闭合，则信号会被缩小1M/(180K+10K+10K)=5倍，送入运放U1B的同相输入端。
• U1A、U1B是使用OPA2354AIDGK运放构成的同相放大器，放大倍数由模拟开关74HC4052PW控制。
• 74HC4052PW是两个四选一模拟开关，通过9、10脚来控制X与X0、X1、X2、X3中的哪一个连通，同时也控制Y与Y0、Y1、Y2、Y3中的哪一个连通，真值表如下：
  
  比如，当Ax2=0, Ax5=0，X与X0连通，电路变为：
  
  即：
  
  虽然模拟开关有导通电阻，但是我们为了方便计算，先忽略不计。由同相放大器公式，Vout=Vi(R1+R2)/R2，因此放大倍数为：3K/3K=1倍。
  同理当Ax2=1, Ax5=0，X与X1连通，0R变为3K3，与27K并联后电阻为2.94K，放大倍数为：5.94K/3K=2倍。
  当Ax2=0, Ax5=1，X与X2连通，0R变为22K，与27K并联后电阻为12.1K，放大倍数为：15.1K/3K=5倍。
  当Ax2=1, Ax5=1，X与X3连通，0R变为断开，放大倍数为：30K/3K=10倍。

• 同相放大器U1B的输出引到模拟开关U5的Y3输入，U1A的输出引到模拟开关U5的Y0输入。
• 当Ax0=0, Ax1=0，X与X0连通，Y与Y0连通，同相放大器U1A的输出输入到运放OPA354AIDBV的反相输入端。OPA354AIDBV的同相输入端是V1、R27、R29、R31构成的分压电路，V1是单片机DAC输出的电压，经过3个12K电阻被缩小为三分之一，用来给输入信号提供直流偏置电压，让输入电压落到后续ADC的测量范围内。
• OPA354AIDBV的输入输出关系为：Vi-V1/3=V1/3-Vo，Vi+Vo=V1/3*2。
  
• OPA354AIDBV的输出连接到U5的X0、X1、X3，X2连接到了通道B的输出，U5的X连接到了ADC的输入，当X和他们连通时，他们的电压送入ADC采样。

• HWD9288BSTZ-40是AD9288的替代芯片，当成AD9288来使用即可。
• AD9288本来是差分输入的，两个输入端电压的差要在1.024 Vp-p内，上图中差分输入的负端已经接到参考电压上了，参考电压是AD9288自带的，电压为1.25V。因此此时差分输入正端的电压范围为：1.25V~2.274V
  
• AD9288的采样时钟由FPGA提供，转换数据也输出给FPGA处理。