一種基于分層放大電路的示波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于分層放大電路的示波器，包括衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、控制器、觸發(fā)電路、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器；其中衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器依次相連，AD采樣電路還分別與時(shí)鐘模塊、觸發(fā)電路相連；所述觸發(fā)器分別與數(shù)據(jù)緩存器、控制器相連；本發(fā)明在信號接收前端加入衰減器和放大器，對進(jìn)入的信號進(jìn)行前端處理，減少干擾信號的進(jìn)入，保持信號的信噪比，提高信號的精確度，同時(shí)顯示器帶有觸摸功能更加方便使用時(shí)的操作，提高操作效率，內(nèi)部設(shè)置更加人性化，設(shè)計(jì)新穎，值得推廣。
【專利說明】—種基于分層放大電路的示波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種基于分層放大電路的示波器，屬于信號處理設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)，這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理。在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時(shí)值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。
[0003]示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。
[0004]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，信號處理技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)有的設(shè)備和測試儀器對示波器的要求越來越高，如何提高示波器的信號處理精度和準(zhǔn)確性，已成為目前最需要解決的問題。
[0005]專利號為201210577495.5，專利名稱為一種示波器，該專利針對現(xiàn)有技術(shù)中問題提出了解決的問題，但是該專利只是敘述了實(shí)現(xiàn)示波器現(xiàn)有功能的手段，并沒有提出改進(jìn)的方式。
[0006]專利號為201210509747.0，專利名稱為一種示波器，該專利指出了現(xiàn)有技術(shù)示波器存在的問題，該專利也只是提出了從外殼解決的問題，沒有給出如何從內(nèi)部解決問題的方式，解決效果不明顯。
[0007]同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中在放大器電路的具體結(jié)構(gòu)上還有需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方，以實(shí)現(xiàn)降低電路功耗，提高放大效果的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于分層放大電路的示波器，在信號接收前端加入衰減器和放大器，對進(jìn)入的信號進(jìn)行前端處理，減少干擾信號的進(jìn)入。
[0009]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種基于分層放大電路的示波器，包括衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、控制器、觸發(fā)電路、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器；
其中衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器依次相連，AD采樣電路還分別與時(shí)鐘模塊、觸發(fā)電路相連；所述觸發(fā)電路分別與數(shù)據(jù)緩存器、控制器相連；輸入信號進(jìn)入衰減器，經(jīng)由衰減器對信號的幅度和增益進(jìn)行衰減，衰減之后的信號進(jìn)入電壓跟隨器后進(jìn)入放大器進(jìn)行信號增益放大，經(jīng)過放大后的信號進(jìn)入AD采樣電路，AD采樣電路對信號進(jìn)行采樣，進(jìn)行采樣后的信號存入數(shù)據(jù)緩存器，并通過顯示器進(jìn)行顯示； 所述時(shí)鐘模塊為AD采樣電路提供采樣時(shí)鐘，控制器控制觸發(fā)電路啟動(dòng)AD采樣電路和數(shù)據(jù)緩存器；
所述顯示器為觸摸屏，控制器內(nèi)設(shè)有操作界面，通過顯示屏顯示，用于操作。
[0010]所述放大器的具體電路結(jié)構(gòu)包括第一至第十電容、第一至第十六電阻、第一至第四放大器，其中放大器具體電路的輸入端經(jīng)過第一電容后分別和第一三極管的基極、第二電阻的一端相連接，第二電阻的另一端分別和第一電阻的一端、第六電阻的一端、第六電容的一端相連接，第六電阻的另一端經(jīng)過第三電容后分別和第二三極管的集電極、第四三極管的發(fā)射極相連接，第一電阻的另一端經(jīng)過第八電容和第二三極管的基極相連接，第六電容的另一端經(jīng)過第八電阻后分別和第二電容的一端、第四電阻的一端相連接，第二電容的另一端和第一三極管的發(fā)射極相連接，第一三極管的集電極分別和第五電容的一端、第三電阻的一端相連接，第四電阻的另一端經(jīng)過第四電容后分別和第三電阻的另一端、第五電阻的一端、第七電阻的一端、第九電阻的一端相連接，第五電容的另一端分別和第五電阻的另一端、第七電容的一端相連接，第七電容的另一端分別和第七電阻的另一端，第三三極管的基極相連接，第二三極管的發(fā)射極經(jīng)過第九電容后分別和第三三極管的發(fā)射極、第十電阻的一端相連接，第十電阻的另一端和第四三極管的基極相連接，第四三極管的集電極經(jīng)過第十電容后分別和第三三極管的集電極、第九電阻的另一端相連接。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述衰減器采用的芯片型號為HMC274。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電壓跟隨器的芯片型號為LM358。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述控制器采用單片機(jī)，所述單片機(jī)的型號為STC90C51。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述時(shí)鐘模塊采用的芯片為DS1302。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括鍵盤，所述鍵盤與控制器相連。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括濾波器，所述濾波器設(shè)置于電壓跟隨器和放大器之間，經(jīng)由電壓跟隨器輸出的信號經(jīng)過濾波器的濾波后進(jìn)入放大器進(jìn)行放大。
[0017]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明在信號接收前端加入衰減器和放大器，對進(jìn)入的信號進(jìn)行前端處理，減少干擾信號的進(jìn)入，保持信號的信噪比，提高信號的精確度，同時(shí)顯示器帶有觸摸功能更加方便使用時(shí)的操作，提高操作效率，內(nèi)部設(shè)置更加人性化，設(shè)計(jì)新穎，值得推廣。同時(shí)，本發(fā)明采用分層放大電路的設(shè)計(jì)，提高了放大器的輸出功率，降低了電路的具體功耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的電路模塊連接示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的放大器電路示意圖，
其中:R1至R10分別為第一至第十電阻，C1至C10分別為第一至第十電容，D1至D4分別為第一至第四三極管。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0021]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中涉及到的相關(guān)模塊及其實(shí)現(xiàn)的功能是在改進(jìn)后的硬件及其構(gòu)成的裝置、器件或系統(tǒng)上搭載現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的計(jì)算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議就可實(shí)現(xiàn)，并非是對現(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。例如，改進(jìn)后的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)依然可以通過裝載現(xiàn)有的軟件操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該硬件系統(tǒng)的特定功能。因此，可以理解的是，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于對現(xiàn)有技術(shù)中硬件模塊的改進(jìn)及其連接組合關(guān)系，而非僅僅是對硬件模塊中為實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進(jìn)。
[0022]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中提到的相關(guān)模塊是用于執(zhí)行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的硬件設(shè)備。所述硬件設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計(jì)和制造，或者也可以采用通用計(jì)算機(jī)中的已知設(shè)備或已知的其他硬件設(shè)備。所述通用計(jì)算機(jī)有存儲在其內(nèi)的程序選擇性地激活或重構(gòu)。
[0023]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0024]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明的電路模塊連接示意圖如圖1所示，一種基于分層放大電路的示波器，包括衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、控制器、觸發(fā)電路、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器；
其中衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器依次相連，AD采樣電路還分別與時(shí)鐘模塊、觸發(fā)電路相連；所述觸發(fā)器分別與數(shù)據(jù)緩存器、控制器相連；
輸入信號進(jìn)入衰減器，經(jīng)由衰減器對信號的幅度和增益進(jìn)行衰減，衰減之后的信號進(jìn)入電壓跟隨器后進(jìn)入放大器進(jìn)行信號增益放大，經(jīng)過放大后的信號進(jìn)入AD采樣電路，AD采樣電路對信號進(jìn)行采樣，進(jìn)行采樣后的信號存入數(shù)據(jù)緩存器，并通過顯示器進(jìn)行顯示；
所述時(shí)鐘模塊為AD采樣電路提供采樣時(shí)鐘，控制器控制觸發(fā)電路啟動(dòng)AD采樣電路和數(shù)據(jù)緩存器；
所述顯示器為觸摸屏，控制器內(nèi)設(shè)有操作界面，通過顯示屏顯示，用于操作。
[0026]所述電壓跟隨器和放大器之間還可設(shè)置濾波器，對信號進(jìn)行濾波，濾除雜波的干擾，同時(shí)放大器之后也可同時(shí)或單獨(dú)設(shè)置濾波器，放大后的信號中混入雜波信號，濾波器的濾波范圍要設(shè)置的比較精確。
[0027]本發(fā)明的放大器電路示意圖如圖2所示，所述放大器的具體電路結(jié)構(gòu)包括第一至第十電容、第一至第十六電阻、第一至第四放大器，其中放大器具體電路的輸入端經(jīng)過第一電容后分別和第一三極管的基極、第二電阻的一端相連接，第二電阻的另一端分別和第一電阻的一端、第六電阻的一端、第六電容的一端相連接，第六電阻的另一端經(jīng)過第三電容后分別和第二三極管的集電極、第四三極管的發(fā)射極相連接，第一電阻的另一端經(jīng)過第八電容和第二三極管的基極相連接，第六電容的另一端經(jīng)過第八電阻后分別和第二電容的一端、第四電阻的一端相連接，第二電容的另一端和第一三極管的發(fā)射極相連接，第一三極管的集電極分別和第五電容的一端、第三電阻的一端相連接，第四電阻的另一端經(jīng)過第四電容后分別和第三電阻的另一端、第五電阻的一端、第七電阻的一端、第九電阻的一端相連接，第五電容的另一端分別和第五電阻的另一端、第七電容的一端相連接，第七電容的另一端分別和第七電阻的另一端，第三三極管的基極相連接，第二三極管的發(fā)射極經(jīng)過第九電容后分別和第三三極管的發(fā)射極、第十電阻的一端相連接，第十電阻的另一端和第四三極管的基極相連接，第四三極管的集電極經(jīng)過第十電容后分別和第三三極管的集電極、第九電阻的另一端相連接。
[0028]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述衰減器采用的芯片型號為HMC274，也可采用電阻搭設(shè)的衰減器，具體采用哪種方式可根據(jù)電路板的大小或者實(shí)現(xiàn)精度的要求來進(jìn)行選擇。
[0029]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電壓跟隨器的芯片型號為LM358，電壓跟隨器，顧名思義，是實(shí)現(xiàn)輸出電壓跟隨輸入電壓的變化的一類電子元件。也就是說，電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。電壓跟隨器的顯著特點(diǎn)就是，輸入阻抗高，而輸出阻抗低，提聞后端的負(fù)載能力，提聞電路的運(yùn)載能力。
[0030]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述控制器采用單片機(jī)，所述單片機(jī)的型號為STC90C51。
[0031]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述時(shí)鐘模塊采用的芯片為DS1302，該芯片可直接與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，避免了以往的在單片機(jī)內(nèi)部單獨(dú)設(shè)置時(shí)鐘的問題，出現(xiàn)問題便于查找。
[0032]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括鍵盤，所述鍵盤與控制器相連，本發(fā)明中的顯示器有觸屏操作功能，加入鍵盤后兩者配合工作，使用時(shí)更加方便，提高操作效率，在一方出現(xiàn)問題時(shí)，有備選方案。
[0033]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實(shí)施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:包括衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、控制器、觸發(fā)電路、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器； 其中衰減器、電壓跟隨器、放大器、AD采樣電路、數(shù)據(jù)緩存器、顯示器依次相連，AD采樣電路還分別與時(shí)鐘模塊、觸發(fā)電路相連；所述觸發(fā)電路分別與數(shù)據(jù)緩存器、控制器相連； 輸入信號進(jìn)入衰減器，經(jīng)由衰減器對信號的幅度和增益進(jìn)行衰減，衰減之后的信號進(jìn)入電壓跟隨器后進(jìn)入放大器進(jìn)行信號增益放大，經(jīng)過放大后的信號進(jìn)入AD采樣電路，AD采樣電路對信號進(jìn)行采樣，進(jìn)行采樣后的信號存入數(shù)據(jù)緩存器，并通過顯示器進(jìn)行顯示； 所述時(shí)鐘模塊為AD采樣電路提供采樣時(shí)鐘，控制器控制觸發(fā)電路啟動(dòng)AD采樣電路和數(shù)據(jù)緩存器； 所述顯示器為觸摸屏，控制器內(nèi)設(shè)有操作界面，通過顯示屏顯示，用于操作； 所述放大器的具體電路結(jié)構(gòu)包括第一至第十電容、第一至第十電阻、第一至第四放大器，其中放大器具體電路的輸入端經(jīng)過第一電容后分別和第一三極管的基極、第二電阻的一端相連接，第二電阻的另一端分別和第一電阻的一端、第六電阻的一端、第六電容的一端相連接，第六電阻的另一端經(jīng)過第三電容后分別和第二三極管的集電極、第四三極管的發(fā)射極相連接，第一電阻的另一端經(jīng)過第八電容和第二三極管的基極相連接，第六電容的另一端經(jīng)過第八電阻后分別和第二電容的一端、第四電阻的一端相連接，第二電容的另一端和第一三極管的發(fā)射極相連接，第一三極管的集電極分別和第五電容的一端、第三電阻的一端相連接，第四電阻的另一端經(jīng)過第四電容后分別和第三電阻的另一端、第五電阻的一端、第七電阻的一端、第九電阻的一端相連接，第五電容的另一端分別和第五電阻的另一端、第七電容的一端相連接，第七電容的另一端分別和第七電阻的另一端，第三三極管的基極相連接，第二三極管的發(fā)射極經(jīng)過第九電容后分別和第三三極管的發(fā)射極、第十電阻的一端相連接，第十電阻的另一端和第四三極管的基極相連接，第四三極管的集電極經(jīng)過第十電容后分別和第三三極管的集電極、第九電阻的另一端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:所述衰減器采用的芯片型號為HMC274。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:所述電壓跟隨器的芯片型號為LM358。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:所述控制器采用單片機(jī)，所述單片機(jī)的型號為STC90C51。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于分層放大電路的不波器，其特征在于:所述時(shí)鐘模塊采用的芯片為DS1302。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:還包括鍵盤，所述鍵盤與控制器相連。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于分層放大電路的示波器，其特征在于:還包括濾波器，所述濾波器設(shè)置于電壓跟隨器和放大器之間，經(jīng)由電壓跟隨器輸出的信號經(jīng)過濾波器的濾波后進(jìn)入放大器進(jìn)行放大。
【文檔編號】G01R13/00GK104391146SQ201410679520
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】孫道明, 司馬云, 吳會(huì)利, 謝中明 申請人:蘇州立瓷電子技術(shù)有限公司