ZHCSQC1E June 2022 – April 2025 ADC12DJ5200-EP
PRODUCTION DATA
大多數(shù)示波器都需要進行直流耦合，以便監(jiān)測直流或低頻信號。這一要求強制該設(shè)計使用直流耦合全差分放大器，以將前面板的單端信號轉(zhuǎn)換為 ADC 的差分信號。此設(shè)計使用兩個差分放大器。圖 7-2 中所示的第一個放大器是 LMH5401，用于將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號。LMH5401 通過一個可編程端接網(wǎng)絡(luò)與前面板連接，并且有一個失調(diào)調(diào)整輸入端口。該放大器具有 8GHz 的增益帶寬積，足以支持 1GHz 帶寬示波器。第二個放大器為 LMH6401，位于 LMH5401 之后，用于為示波器提供數(shù)字可編程增益控制。LMH6401 支持的增益范圍為 –6dB 至 26dB，步長為 1dB。如果不需要增益控制，或者在信號鏈的其他位置進行增益控制，則可以將該放大器替換為第二個 LMH5401 以獲得額外的固定增益，或完全省略。
示波器的輸入包含一個可編程終端模塊，這里不做詳細介紹。該塊可對前面板輸入終端進行編程。例如，很多示波器支持將端接電阻編程為 50Ω 或 1MΩ，從而滿足各種應(yīng)用的需求。此外，還可能需要 75Ω 終端來支持電纜基礎(chǔ)設(shè)施使用場景。該模塊還可以選擇直流阻斷功能，以消除外部信號的直流分量，從而只讓交流信號通過。
使用一個精密 DAC 來配置示波器前端的失調(diào)，以防止包含較大直流失調(diào)的輸入信號中出現(xiàn)模擬信號鏈飽和現(xiàn)象。圖 7-2 中顯示了 DAC8560 以及信號調(diào)節(jié)放大器 OPA703 和 LMH6559。第一個差分放大器 LMH5401，其一個輸入端由前面板輸入電路驅(qū)動，另一個輸入端則由直流失調(diào)偏置驅(qū)動。為了在單端到差分轉(zhuǎn)換操作中獲得良好的偶次諧波性能，這些驅(qū)動信號的阻抗必須在直流和整個頻率范圍內(nèi)匹配。LMH6559 的高帶寬特性使該器件能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)保持低阻抗。
ADC 的輸入端設(shè)有一個抗混疊低通濾波器，用于限制進入 ADC 的輸入信號帶寬。該放大器還會對前端噪聲進行帶寬限制，以防止混疊噪聲降低整個系統(tǒng)的信噪比。需按照示波器規(guī)定的最大輸入信號帶寬來設(shè)計此濾波器。之后，可以通過 FPGA 或 ASIC 中的數(shù)字濾波器重新配置輸入帶寬，從而將示波器的輸入帶寬限制在小于最大帶寬的范圍。