專利名稱：數(shù)字示波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電信號(hào)測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及可以測(cè)量模擬電信號(hào)的數(shù)字示波器。
背景技術(shù)：
示波器是觀察電信號(hào)時(shí)常用到的測(cè)量裝置，示波器可以改變水平檔位來改變時(shí)基 從而觀察波形的細(xì)節(jié)，也可以改變垂直檔位將幅度較小的波形進(jìn)行放大從而便于觀察。數(shù) 字示波器(DS0)是近年發(fā)展起來的一種先進(jìn)測(cè)量?jī)x器。與傳統(tǒng)的模擬示波器相比，數(shù)字示 波器具有很多優(yōu)點(diǎn)，如數(shù)字示波器可以進(jìn)行波形存儲(chǔ)、快速傅立葉變換等等。 請(qǐng)參考圖l，傳統(tǒng)的數(shù)字示波器1包括設(shè)置在一個(gè)電路板10上的一個(gè)前端調(diào)理電 路11、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器12、一個(gè)時(shí)鐘13和一個(gè)控制電路18。控制電路18分別連接到前端 調(diào)理電路11和A/D轉(zhuǎn)換器12，時(shí)鐘13連接到A/D轉(zhuǎn)換器12，A/D轉(zhuǎn)換器12連接前端調(diào)理 電路11。 請(qǐng)參照?qǐng)D2，前端調(diào)理電路11包括依次連接的一個(gè)BNC接口 111、一個(gè)衰減電路 112和一個(gè)放大電路113。 BNC接口 lll用于接收外部的待測(cè)模擬信號(hào)。衰減電路112用 于在該待測(cè)模擬信號(hào)幅值較大時(shí)對(duì)其進(jìn)行衰減，使得該待測(cè)模擬信號(hào)的幅值滿足數(shù)字示波 器1適合測(cè)量的范圍，衰減電路112可以是阻容分壓網(wǎng)絡(luò)。放大電路113用于在該待測(cè)模 擬信號(hào)幅值較小時(shí)對(duì)其進(jìn)行放大，使得該待測(cè)模擬信號(hào)的幅值滿足數(shù)字示波器1適合測(cè)量 的范圍，放大電路113包括增益可調(diào)整的可變?cè)鲆娣糯笃鳌Ｔ摽勺冊(cè)鲆娣糯笃饕话惆ㄒ?個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端和一個(gè)控制端，該輸入端用于接收輸入信號(hào)，該輸出端用于輸出放大 后的信號(hào)，該控制端可以通過D/A轉(zhuǎn)換器、解碼器等連接或者直接連接至控制電路18，由控 制電路18控制該可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)，即增益。 請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)Dl，在時(shí)鐘13提供的時(shí)鐘信號(hào)的基礎(chǔ)上，A/D轉(zhuǎn)換器12對(duì)前端調(diào)理電 路11輸出的待測(cè)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得數(shù)字信號(hào)形式的多個(gè)采樣數(shù)據(jù)。該控制電路18 除了承擔(dān)對(duì)前端調(diào)理電路11的衰減、放大的控制外，還承擔(dān)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化 成顯示數(shù)據(jù)，控制顯示等工作?？刂齐娐?8可以包括一個(gè)FPGA14和一個(gè)MCU15?？刂齐娐?18可以是由FPGA、CPLD或其他類型的可編程器件構(gòu)成，也可以是由MCU、CPU、DSP或其他類 型微處理器構(gòu)成，還可以是可編程器件和微處理器的組合。 請(qǐng)參考圖3，該電路板10為一個(gè)多層印刷電路板，其包括一個(gè)元件層101、一個(gè)地 層17和位于該元件層101與地層17之間的絕緣層103。該元件層101根據(jù)實(shí)際需要可以 設(shè)置有多個(gè)用于安裝元器件的焊盤和多條連接該元器件的導(dǎo)線。該地層17為一個(gè)連接參 考電壓的金屬導(dǎo)體層。該地層17包括一個(gè)數(shù)字地171、一個(gè)模擬地172、一個(gè)連接該數(shù)字地 171和模擬地172的公共地173以及位于數(shù)字地171和模擬地172之間的空地174。 請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1，由于前端調(diào)理電路11為模擬電路，因此設(shè)置于該電路板10對(duì)應(yīng)模 擬地172的位置。由于時(shí)鐘13、控制電路18為數(shù)字電路，因此設(shè)置于電路板10對(duì)應(yīng)數(shù)字 地171的位置，使得數(shù)字地171為數(shù)字電路提供參考電壓，模擬地172為模擬電路提供參考 電壓。由于該A/D轉(zhuǎn)換器12同時(shí)連接有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，因此將A/D轉(zhuǎn)換器12設(shè)置在該公共地173上。由于該數(shù)字地171的位置上所安裝的控制電路18和時(shí)鐘13都是數(shù)字 器件，具有很高的工作頻率，這使得該數(shù)字地171通常具有較多的高頻噪音。為了減小數(shù)字 地171中高頻噪音對(duì)模擬地172的影響，該公共地173通常制作得與A/D轉(zhuǎn)換器12寬度相 同，或略大些，使得該空地174充分長(zhǎng)，以隔開數(shù)字地171和模擬地172，防止數(shù)字地171中 的高頻噪音直接流入模擬地172。 由于控制電路18需要輸出多個(gè)控制信號(hào)對(duì)該前端調(diào)理電路11進(jìn)行控制，因此多 條信號(hào)線16需要從數(shù)字地171的位置經(jīng)過公共地173的位置到達(dá)模擬地172的位置。例 如，控制電路18需要通過信號(hào)線16控制該可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)。之所以該信號(hào)線 16從該公共地173位置經(jīng)過而沒有從數(shù)字地171和模擬地172之間的空地174經(jīng)過，是因 此對(duì)應(yīng)該信號(hào)線16上的從數(shù)字地171到達(dá)模擬地172的一個(gè)電信號(hào)，會(huì)有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的 電流回流從模擬地172回流到數(shù)字地171。這樣的設(shè)計(jì)可以盡可能的減小信號(hào)線16所對(duì)應(yīng) 的電流回流路徑，使電流形成的環(huán)路面積最小，從而產(chǎn)生最小的輻射。 然而，該數(shù)字示波器1卻存在著如下問題 當(dāng)該信號(hào)線16數(shù)量較多時(shí)，由于該公共地173寬度有限，因此使可以通過的信號(hào) 線16數(shù)量受到限制。同時(shí)，由于信號(hào)線16是從A/D轉(zhuǎn)換器12下面或附近通過，而A/D轉(zhuǎn)換 器12的工作頻率也非常高，因此該信號(hào)線16會(huì)受到A/D轉(zhuǎn)換器12的影響而產(chǎn)生很多高頻 噪音，進(jìn)而影響到模擬地172及模擬地172對(duì)應(yīng)位置的電路。尤其是信號(hào)線16需要連接到 前端調(diào)理電路11中的放大器來控制其增益，因此極其容易使放大器而將所述的噪音放大， 進(jìn)而使數(shù)字示波器1信噪比較低。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字示波器中存在的信噪比較低的問題，本實(shí)用新型提供一種 信噪比較高數(shù)字示波器。 —種數(shù)字示波器，包括一個(gè)多層印刷電路板，所述的多層印刷電路板上具有一個(gè)
控制電路、一個(gè)由所述控制電路控制的、安裝在一個(gè)屏蔽罩中的、且具有增益放大器的前端
調(diào)理電路、一個(gè)連接在所述前端調(diào)理電路和所述的控制電路之間的A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)與所
述的前端調(diào)理電路的安裝位置相對(duì)應(yīng)的模擬地，一個(gè)與所述的控制電路的安裝位置相對(duì)應(yīng)
的數(shù)字地， 一個(gè)與所述的A/D轉(zhuǎn)換器的安裝位置相對(duì)應(yīng)、用于連接所述的數(shù)字地和模擬地
的公共地，所述的多層印刷電路板上還具有一個(gè)開口 ，所述的開口上跨接有一個(gè)用于耦合
數(shù)字信號(hào)的隔離器，所述的一個(gè)開口設(shè)置在所述的數(shù)字地和模擬地之間，并包圍所述的屏
蔽罩朝向所述的控制電路的一個(gè)邊，所述的開口還使所述的前端調(diào)理電路與所述的控制電
路之間間隔所述的開口 ；在所述的開口上，所述的開口上跨接有一個(gè)隔離器，所述的前端調(diào)
理電路和控制電路之間具有控制信號(hào)通過所述的隔離器相互耦合連接。 在本實(shí)用新型所述的數(shù)字示波器中，因前端調(diào)理電路和控制電路之間的控制信號(hào)
可以通過所述的隔離器相互耦合連接，不僅減小了A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)所述的控制信號(hào)的干擾，還
減少了所述的數(shù)字地對(duì)模擬地的高頻信號(hào)干擾，從而使所述的數(shù)字示波器的信噪比較高。

圖1是一種傳統(tǒng)數(shù)字示波器1的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015] 圖2是數(shù)字示波器1中前端調(diào)理電路11的模塊示意圖。 圖3是數(shù)字示波器1中電路板10的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式所選用的數(shù)字示波器2的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是數(shù)字示波器2中前端調(diào)理電路21的模塊示意圖。 圖6是數(shù)字示波器2中電路板20的一個(gè)實(shí)施方式的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是數(shù)字示波器2中電路板20的另一個(gè)實(shí)施方式的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是數(shù)字示波器2中電路板20的平面部分結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是數(shù)字示波器2中隔離器253的電路圖。 圖10是本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式所選用的數(shù)字示波器3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面介紹本實(shí)用新型數(shù)字示波器一較佳實(shí)施方式。 請(qǐng)參考圖4，數(shù)字示波器2為一個(gè)雙模擬通道數(shù)字示波器。數(shù)字示波器2包括設(shè) 置在一個(gè)電路板20上的前端調(diào)理電路21、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器22、一個(gè)時(shí)鐘23、一個(gè)觸發(fā)電路 26、一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(DAC)27和一個(gè)控制電路28。 請(qǐng)參照?qǐng)D5，前端調(diào)理電路21包括一個(gè)BNC接口 211、一個(gè)衰減電路212和一個(gè)放 大電路213。 BNC接口 211用于接收外部的待測(cè)模擬信號(hào)。 衰減電路212為阻容分壓網(wǎng)絡(luò)，接收來自BNC接口 211輸出的信號(hào)。在控制電路 28的控制下，衰減電路212可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減。 放大電路213由增益可調(diào)整的可變?cè)鲆娣糯笃鹘M成，接收衰減電路212的輸出信
號(hào)，在控制電路28的控制下，放大電路213可以對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行放大。 請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D4，在時(shí)鐘23提供的時(shí)鐘信號(hào)的基礎(chǔ)上，A/D轉(zhuǎn)換器22對(duì)前端調(diào)理電
路21中放大電路213輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣，將放大電路213輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字采
樣數(shù)據(jù)?？刂齐娐?8除了承擔(dān)對(duì)前端調(diào)理電路21的衰減電路212和放大電路213的控制
外，還承擔(dān)對(duì)所述的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化成顯示數(shù)據(jù)，控制顯示等工作。 在本實(shí)施方式中，控制電路28包括一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)24和一個(gè)微處
理器(MCU)25。作為另外的舉例，控制電路28也可以是由FPGA、CPLD或其他類型的可編程
器件構(gòu)成，也可以是由MCU、 CPU、 DSP或其他類型微處理器構(gòu)成，還可以是可編程器件和微
處理器的組合。 在本實(shí)時(shí)方式中，觸發(fā)電路26用于接收并判斷A/D轉(zhuǎn)換器22接收到的信號(hào)是否 符合觸發(fā)條件，并將判斷結(jié)果傳送至該微處理器25。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊27用于在微處理 器25的控制下產(chǎn)生多個(gè)模擬電壓，提供給前端調(diào)理電路21，用做參考電壓、控制電壓或用 于為示波器2校準(zhǔn)的校準(zhǔn)電壓。 在本實(shí)施方式中，請(qǐng)參考圖6，電路板20為一個(gè)兩層印刷電路板，其包括一個(gè)元件 層201、一個(gè)地層29和位于該元件層201與地層29之間的絕緣層203。元件層201根據(jù)實(shí) 際需要可以設(shè)置有多個(gè)用于安裝元器件的焊盤和多條連接該元器件的導(dǎo)線。地層29為一 個(gè)金屬導(dǎo)體層，用于為該元器件提供參考電壓。 作為另外的舉例，請(qǐng)參考圖7，電路板20還可以為一個(gè)任意層的多層印刷電路板，例如還可以為一個(gè)四層印刷電路板，其包括依序?qū)盈B排列的一個(gè)第一元件層201、一個(gè)第二 元件層202和一個(gè)第三元件層203，該四層印刷電路板還包括一個(gè)位于第一元件層201與第 二元件層202之間的地層29、一個(gè)位于第一元件層201與地層29之間的第一絕緣層203、 一個(gè)位于第二元件層202與地層29之間的第二絕緣層204和一個(gè)位于第二元件層202與 第三元件層203之間的第三絕緣層205。 在本實(shí)施方式中，請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D4，該地層29包括相互連接的一個(gè)模擬地291、一個(gè) 數(shù)字地292和一個(gè)連接模擬地291和數(shù)字地292的公共地293。地層29的模擬地291和數(shù) 字地292之間具有一個(gè)開口 297，該開口 297呈直條狹縫形狀。模擬地291上對(duì)應(yīng)安裝有前 端調(diào)理電路21、觸發(fā)電路26和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊27，數(shù)字地292上對(duì)應(yīng)安裝有時(shí)鐘23、門陣列 24和微處理器25。 A/D轉(zhuǎn)換器22對(duì)應(yīng)安裝在公共地293上，且公共地293的面積大于A/D 轉(zhuǎn)換器22所具有的面積。 在本實(shí)施方式中，模擬地291用于為對(duì)應(yīng)模擬地291的電路提供參考電壓，數(shù)字地 292用于為對(duì)應(yīng)數(shù)字地292的電路提供參考電壓，公共地293用于為A/D轉(zhuǎn)換器22提供參 考電壓。 在本實(shí)施方式中，前端調(diào)理電路21、觸發(fā)電路26和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊27由模擬電源 281供電，時(shí)鐘23、A/D轉(zhuǎn)換器22、門陣列24和微處理器25由數(shù)字電源282供電，對(duì)于數(shù)字 地292和模擬地291上的電路采用不同的電源281、282進(jìn)行供電，用于減小相互間的干擾。 在本實(shí)施方式中，請(qǐng)參照?qǐng)D8，為了減小外界環(huán)境對(duì)前端調(diào)理電路21的干擾，前端 調(diào)理電路21是設(shè)置在一個(gè)金屬屏蔽罩211內(nèi)。而金屬屏蔽罩211設(shè)置在靠近電路板20邊 緣213處。開口 297 —端與所述的電路板的邊緣213相接，另一端則連接公共地293。開 口 297長(zhǎng)度大于屏蔽罩211朝向控制電路28的邊231，使開口 297包圍邊231。由于前端 調(diào)理電路21中具有放大電路，因此微小的高頻噪音都會(huì)被放大，從而影響數(shù)字示波器2的 信噪比。微處理器25是產(chǎn)生高頻噪音最為嚴(yán)重的元件，通常，該高頻噪音會(huì)通過該地層29 沿最短直線路徑298方向的路徑傳播而影響前端調(diào)理電路21。因此，當(dāng)該開口 297間隔于 前端調(diào)理電路21與微處理器25之間時(shí)，就會(huì)有效的阻斷微處理器25產(chǎn)生的高頻噪音對(duì)前 端調(diào)理電路21的影響。 請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D4，該電路板20對(duì)應(yīng)數(shù)字地292的部分設(shè)置有多條信號(hào)線251，對(duì)應(yīng)模 擬地291的部分設(shè)置有多條信號(hào)線252，對(duì)應(yīng)該開口 297的位置上安裝有一個(gè)隔離器253。 隔離器253的輸入端和輸出端分別安裝在開口 297的兩側(cè)，在本實(shí)施例中，所述的輸出端安 裝在模擬地291的區(qū)域內(nèi)，所述的輸入端安裝在數(shù)字地292的區(qū)域內(nèi)。信號(hào)線251 —端與 微處理器25相連，另一端與隔離器253的所述的輸入端相連；多條信號(hào)線252 —端分別與 前端調(diào)理電路21相連接，例如，結(jié)合參考圖5和圖4，信號(hào)線252 —端分別與前端調(diào)理電路 21的放大電路213相連接，另一端與隔離器253相連。該電路板20還設(shè)置有信號(hào)線256， 信號(hào)線256依次經(jīng)過數(shù)字地292、公共地293到達(dá)模擬地291。信號(hào)線256的一端與微處理 器25相連，另一端則與前端調(diào)理電路21中的衰減電路212相連。在本實(shí)施例中，微處理器 25依序通過信號(hào)線251、隔離器253、信號(hào)線252向前端調(diào)理電路21中的放大電路213傳 遞放大控制信號(hào)，還通過信號(hào)線256向前端調(diào)理電路21中的衰減電路212傳遞衰減控制信 號(hào)。 在本實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖9，該隔離器253由兩片單向雙路施密特觸發(fā)緩沖芯片U1、U2連接構(gòu)成，例如是TI公司生產(chǎn)的SN74LVC2G17型芯片。每一個(gè)芯片Ul或U2包括兩 個(gè)輸入端1A、2A、兩個(gè)輸出端1Y、2Y、一個(gè)電源端AVCC和一個(gè)接地端GND。隔離器253可以 實(shí)現(xiàn)四路數(shù)字信號(hào)的隔離緩沖。在本實(shí)施例中，信號(hào)線251分別連接至該輸入端1A、2A，信 號(hào)線252分別連接至該輸出端1Y、2Y，兩個(gè)芯片U1、U2的電源端AVCC連接到模擬電源281， 兩個(gè)芯片Ul、 U2的接地端GND連接到模擬地291。芯片Ul、 U2均具有兩個(gè)閾值電壓，分別 為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號(hào)從低電平上升到高電平的過程中使輸出狀態(tài) 發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號(hào)從高電平下降到低電平的過程中使輸 出狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓。 請(qǐng)一并參照?qǐng)D4和圖9，由微處理器25發(fā)出的放大控制信號(hào)進(jìn)入芯片U1的輸入端 1A，該放大控制信號(hào)的電平如果高于一個(gè)正向閥值電壓則輸出端1Y輸出一個(gè)第一電平，該 放大控制信號(hào)的電平如果低于一個(gè)負(fù)向閥值電壓則輸出端1Y輸出一個(gè)第二電平，這樣，放 大控制信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)輸出為第一電平，低電平對(duì)應(yīng)輸出為第二電平，輸出的第一電平 和第二電平重現(xiàn)了該放大控制信號(hào)而不包含該放大控制信號(hào)中的噪音，因此便可以將該放 大控制信號(hào)的噪音去除。輸出端1Y輸出的信號(hào)傳送到前端調(diào)理電路21，用于控制前端調(diào)理 電路21。 在本實(shí)施方式中，由于，隔離器253使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相互隔離，且隔離器 253采用模擬電源281供電，因此，數(shù)字地292上的噪音信號(hào)不會(huì)影響模擬地291，從而，改 善了數(shù)字示波器2的信噪比。 另外，由于該模擬電源281、模擬地291噪音較小，因此可以保證該隔離器253盡可 能少的引入噪音。例如通過該信號(hào)線251輸入的數(shù)字控制信號(hào)的噪音峰峰值在100mV卯，經(jīng) 過隔離器253后，輸出的數(shù)字控制信號(hào)上的噪音峰峰值降低到10mVpp，大大減小了干擾。 作為另外的舉例，通過隔離器253傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)還可以是用于控制前端調(diào)理電 路21中其他的部件或器件的控制信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)，其原理與放大控制信號(hào)相同，這里不 再贅述。 作為另外的舉例，由模擬地291傳輸?shù)綌?shù)字地292的數(shù)字信號(hào)也可以通過隔離器 253來傳輸。 作為另外的舉例，根據(jù)所需控制信號(hào)的多少，如根據(jù)信號(hào)線251的數(shù)量，即控制信 號(hào)的數(shù)字位數(shù)、控制信號(hào)的路數(shù)，隔離器253可以僅由一片施密特觸發(fā)芯片組成，也可以是 由多片施密特觸發(fā)芯片， 作為另外的舉例，隔離器253還可以選用比較器來構(gòu)成，或者采用與門、非門等邏 輯門電路構(gòu)成，或者可以選用光耦合器、磁耦合器和變壓器之一，或者其組合。其中，采用比 較器或邏輯門電路具有電路簡(jiǎn)單、實(shí)用、成本低的優(yōu)勢(shì)，更適合應(yīng)用于控制信號(hào)的耦合，相 對(duì)而言，采用光耦合器、磁耦合器或變壓器則成本較高。 作為另外的舉例，由隔離器253輸出的信號(hào)線252還可以是經(jīng)過解碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 器或開關(guān)矩陣或電阻等部件連接到前端調(diào)理電路21。 在本實(shí)施例中，數(shù)字示波器2，請(qǐng)參考圖4，由于數(shù)字信號(hào)通過隔離器253從數(shù)字地 292到達(dá)模擬地291，因此一方面可以使得數(shù)字地292與模擬地291之間的走線不必局限于 從A/D轉(zhuǎn)換器22下面經(jīng)過，設(shè)計(jì)自由度較高；另一方面由于隔離器253具有隔離緩沖效果， 可以減小高頻噪音和電流回流形成的環(huán)路面積，從而使得輻射也較小。[0050] 請(qǐng)參考圖IO，作為一個(gè)變形實(shí)施方式，數(shù)字示波器3具有四個(gè)模擬通道，其包括四 個(gè)前端調(diào)理電路31a、31b、31c、31d、兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器32a和32b、一個(gè)控制電路38和一個(gè)時(shí) 鐘33。 A/D轉(zhuǎn)換器32a和32b中的每一個(gè)內(nèi)部都具有兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路，使得A/D轉(zhuǎn)換器 32a和32b中的每一個(gè)都可以對(duì)兩路模擬信號(hào)進(jìn)行采樣?？刂齐娐?8包括兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程 門陣列34a、34b和一個(gè)微處理器35。前端調(diào)理電路31a、31b分別連接到A/D轉(zhuǎn)換器32a， 前端調(diào)理電路31c、31d分別連接到A/D轉(zhuǎn)換器32b。時(shí)鐘33分別連接到A/D轉(zhuǎn)換器32a和 32b。 A/D轉(zhuǎn)換器32a連接到門陣列34a， A/D轉(zhuǎn)換器32b連接到門陣列34b。門陣列34a、 34b連接到微處理器35。 A/D轉(zhuǎn)換器32a中的兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路分別對(duì)前端調(diào)理電路31a、 31b所接受的兩路模擬待測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣，并將獲得的采樣數(shù)據(jù)傳送給門陣列34a進(jìn)行處 理。A/D轉(zhuǎn)換器32b中的兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路分別對(duì)前端調(diào)理電路31c、31d所接受的兩路模 擬待測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣，并將獲得的采樣數(shù)據(jù)傳送給門陣列34b進(jìn)行處理。經(jīng)過門陣列34a、 34b處理以后的采樣數(shù)據(jù)送至微處理器35形成顯示數(shù)據(jù)。 在本實(shí)施例中，前端調(diào)理電路31a 31d中的每一個(gè)除了包括一個(gè)BNC接口 、一個(gè) 衰減電路和一個(gè)放大電路外，還包括一個(gè)觸發(fā)電路36 。包括觸發(fā)電路36在內(nèi)的前端調(diào)理電 路31a 31d被安裝在一個(gè)金屬屏蔽罩311內(nèi)，屏蔽罩311具有四個(gè)獨(dú)立的空腔，前端調(diào)理 電路31a 31d分別對(duì)應(yīng)的安裝在四個(gè)空腔內(nèi)，使四個(gè)前端調(diào)理電路31a 31d相互之間 實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽。 電路板30的地層39具有一個(gè)模擬地391、一個(gè)數(shù)字地392、一個(gè)公共地393和一 個(gè)開口 397，公共地393和開口 397位于模擬地391和數(shù)字地392之間。公共地393 —端與 電路板30的邊301相接，另一端與開口 397的一段相接，而開口 397的另一端與電路板30 的另一個(gè)邊302相接。模擬地391相鄰兩邊與電路板30兩個(gè)邊緣301 、302相接，另外相鄰 兩邊分別與公共地393和開口 397相接。 前端調(diào)理電路31a 31d及屏蔽罩311對(duì)應(yīng)安裝在模擬地391上，A/D轉(zhuǎn)換器32a 和32b對(duì)應(yīng)安裝在公共地393上，門陣列34a、34b、時(shí)鐘33、微處理器35對(duì)應(yīng)安裝在數(shù)字地 392上。屏蔽罩311的一個(gè)邊331朝向公共地393，另一個(gè)邊332朝向微處理器35。開口 397長(zhǎng)度大于屏蔽罩311的邊332，使開口 397包圍邊332。 開口 397上跨接有一個(gè)隔離器353，隔離器353的輸入端和輸出端分別安裝在開 口 397的兩側(cè)，在本實(shí)施例中，所述的輸出端安裝在模擬地391的區(qū)域內(nèi)，所述的輸入端安 裝在數(shù)字地392的區(qū)域內(nèi)。信號(hào)線351 —端與微處理器35相連，另一端與隔離器353的所 述的輸入端相連；信號(hào)線352 —端與前端調(diào)理電路31a 31d相連接，另一端與隔離器353 相連。
權(quán)利要求一種數(shù)字示波器，包括一個(gè)多層印刷電路板，所述的多層印刷電路板上具有一個(gè)控制電路、一個(gè)由所述控制電路控制的、安裝在一個(gè)屏蔽罩中的、且具有增益放大器的前端調(diào)理電路、一個(gè)連接在所述前端調(diào)理電路和所述的控制電路之間的A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)與所述的前端調(diào)理電路的安裝位置相對(duì)應(yīng)的模擬地，一個(gè)與所述的控制電路的安裝位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字地，一個(gè)與所述的A/D轉(zhuǎn)換器的安裝位置相對(duì)應(yīng)、用于連接所述的數(shù)字地和模擬地的公共地，其特征在于所述的多層印刷電路板上具有一個(gè)開口，所述的開口上跨接有一個(gè)用于耦合數(shù)字信號(hào)的隔離器，所述的開口設(shè)置在所述的數(shù)字地和模擬地之間，并包圍所述的屏蔽罩朝向所述的控制電路的一個(gè)邊，所述的開口還使所述的前端調(diào)理電路與所述的控制電路之間間隔所述的開口；所述的前端調(diào)理電路和控制電路之間具有控制信號(hào)通過所述的隔離器相互耦合連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的開口的一端連接所述的公 共地，另一端與所述的電路板的邊緣相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的控制電路的一個(gè)控制信號(hào) 通過所述的隔離器傳送到所述的前端調(diào)理電路中的增益放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的控制電路由FPGA或其他類 型的可編程器件構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的控制電路由DSP或其他類型微處理器構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字示波器，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)與所述的隔離器 和所述的前端調(diào)理電路連接的模擬電源，所述的隔離器的公共端連接所述的模擬地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的隔離器由門 電路構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的隔離器是施密特觸發(fā)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的隔離器為TI公司生產(chǎn)的 SN74LVC2G17型芯片。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字示波器，其特征在于所述的隔離器的輸入端和輸出端 分別安裝在所述的開口的兩側(cè)，隔離器的輸入端和輸出端的安裝位置的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置有 數(shù)字地或模擬地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字示波器2，包括一個(gè)多層印刷電路板20，其具有控制電路28、由所述控制電路28控制的、安裝在屏蔽罩中的、且具有增益放大器的前端調(diào)理電路21、A/D轉(zhuǎn)換器22，與前端調(diào)理電路21的安裝位置相對(duì)應(yīng)的模擬地291，與控制電路28的安裝位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字地292，與A/D轉(zhuǎn)換器22的安裝位置相對(duì)應(yīng)、用于連接數(shù)字地292和模擬地291的公共地293，一個(gè)開口297設(shè)置在數(shù)字地292和模擬地291之間，開口297包圍屏蔽罩朝向控制電路的一個(gè)邊，使前端調(diào)理電路21與控制電路28之間間隔開口297，開口297上跨接有一個(gè)隔離器253，前端調(diào)理電路21和控制電路28之間具有控制信號(hào)通過隔離器253相互連接。
文檔編號(hào)G01R13/02GK201540324SQ20092024655
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者李維森, 王悅, 王鐵軍 申請(qǐng)人:北京普源精電科技有限公司