ZHCSQC0C June 2022 – April 2025 ADC12DJ5200-SP
PRODUCTION DATA
大多数示波器都需要进行直流耦合，以便监测直流或低频信号。这一要求强制该设计使用直流耦合全差分放大器，以将前面板的单端信号转换为 ADC 的差分信号。此设计使用两个差分放大器。图 7-2 中所示的第一个放大器是 LMH5401，用于将单端信号转换为差分信号。LMH5401 通过一个可编程端接网络与前面板连接，并且有一个失调调整输入端口。该放大器具有 8GHz 的增益带宽积，足以支持 1GHz 带宽示波器。第二个放大器为 LMH6401，位于 LMH5401 之后，用于为示波器提供数字可编程增益控制。LMH6401 支持的增益范围为 –6dB 至 26dB，步长为 1dB。如果不需要增益控制，或者在信号链的其他位置进行增益控制，则可以将该放大器替换为第二个 LMH5401 以获得额外的固定增益，或完全省略。
示波器的输入包含一个可编程终端模块，这里不做详细介绍。该块可对前面板输入终端进行编程。例如，很多示波器支持将端接电阻编程为 50Ω 或 1MΩ，从而满足各种应用的需求。此外，还可能需要 75Ω 终端来支持电缆基础设施使用场景。该模块还可以选择直流阻断功能，以消除外部信号的直流分量，从而只让交流信号通过。
使用一个精密 DAC 来配置示波器前端的失调，以防止包含较大直流失调的输入信号中出现模拟信号链饱和现象。图 7-2 中显示了 DAC8560 以及信号调节放大器 OPA703 和 LMH6559。第一个差分放大器 LMH5401，其一个输入端由前面板输入电路驱动，另一个输入端则由直流失调偏置驱动。为了在单端到差分转换操作中获得良好的偶次谐波性能，这些驱动信号的阻抗必须在直流和整个频率范围内匹配。LMH6559 的高带宽特性使该器件能够在较宽的频率范围内保持低阻抗。
ADC 的输入端设有一个抗混叠低通滤波器，用于限制进入 ADC 的输入信号带宽。该放大器还会对前端噪声进行带宽限制，以防止混叠噪声降低整个系统的信噪比。需按照示波器规定的最大输入信号带宽来设计此滤波器。之后，可以通过 FPGA 或 ASIC 中的数字滤波器重新配置输入带宽，从而将示波器的输入带宽限制在小于最大带宽的范围。