[实用新型]一种模拟/数字混合调节垂直灵敏度的示波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字示波器领域，更特别涉及数字示波器的调节垂直灵敏度领域。

背景技术

垂直灵敏度是示波器的一个重要参数。垂直灵敏度指示垂直放大器对弱信号的放大程度，通常用每刻度多少毫伏来表示。多用途示波器能检测出的最小伏特数的典型值约为1mv每垂直显示屏刻度。

在示波器中一般在面板上有一个调节垂直灵敏度的旋钮，用于调节电压波形在示波器面板的显示窗中的幅度，用户可以从显示窗中读出信号波形的幅度。信号幅度等于垂直灵敏度调节旋钮的刻度乘以显示窗中的格数，如图1所示。

为了可以让人们更加精确的调节垂直灵敏度，现在许多的示波器，调节垂直灵敏度的档位有粗调和细调之分。粗调档位的垂直灵敏度以1-2-5为步进，调节垂直灵敏度。比如，100mV/div、200mV/div、500mV/div、1V/div、、2V/div、5V/div等。而细调档位的步进则小得多，比如在100mV/div的档位上细调，则步进为1mV/div。

现有技术的示波器采用模拟方法来调节垂直灵敏度。如图2所示，现有技术的示波器包括：垂直灵敏度调节模块、A/D转换模块、控制处理模块、输入模块、显示模块、存储模块。

上述的垂直灵敏度调节模块包括：开关切换模块1、3个可控增益放大器(PGA1-PGA3)、2个放大器(AMP1-AMP2)、开关切换模块2、多路D/A转换模块。

上述的放大器AMP1倍率为x2；放大器AMP2倍率为x5；可控增益放大器PGA1倍率为x10；可控增益放大器PGA2倍率为x100；可控增益放大器PGA3倍率为x1000。

信号从输入端口输入，进入垂直灵敏度调节模块，对信号进行粗调和细调放大之后，进入A/D转换模块，转换成数字量，送给控制处理模块进行波形数据的处理、显示和存储。

控制处理模块根据用户的粗调和细调要求，分别控制开关切换模块1、开关切换模块2、多路A/D转换模块来调节增益，以满足用户需求。

控制处理模块通过控制开关切换模块1和开关切换模块2，选择连通的放大器，从而进行了粗调。比如，用户需要2V/div的垂直灵敏度，那么，控制处理模块控制开关切换模块1将AMP1的输出接通到开关切换模块1的输出上，控制处理模块再控制开关切换模块2将PGA3的输出接通到开关切换模块2的输出上，从而实现了粗调垂直灵敏度档位到2V/div。

控制处理模块通过控制多路D/A转换模块，输出多路电压量分别到各个可控增益放大器的增益控制端，从而控制可控增益放大器的增益，实现微调功能。

现有技术的显示波形的方法存在以下的一些缺点：

采用模拟电路方法实现的垂直灵敏度的粗调和细调功能，由于其微调功能需要采用可控增益放大器，以及多路D/A转换模块，使得系统具有较高的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有模拟、数字混合方法调节垂直灵敏度的示波器。

本实用新型提出一种具有模拟、数字混合方法调节垂直灵敏度的示波器，其包括垂直灵敏度粗调模块、A/D转换模块、垂直灵敏度细调模块、控制处理模块、输入模块、存储模块、显示模块，原理框图如图3所示。

上述的垂直灵敏度粗调模块包括放大器矩阵模块、开关切换模块。

被测信号由信号的输入端输入到垂直灵敏度粗调模块，实现信号的垂直灵敏度的粗调，信号经A/D转换模块采样后，送入到垂直灵敏度细调模块，在垂直灵敏度细调模块中，信号乘以一个小倍率值，之后，信号被送入到控制处理模块进行波形的处理、显示和存储。

控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度粗调档位信息，通过计算，控制开关切换模块，开关切换模块控制放大器矩阵模块中多个放大器的组合连接，以实现用户需求增益的信号放大，实现垂直灵敏度的粗调功能。

信号经过垂直灵敏度粗调模块后，经A/D转换模块采样，送入到垂直灵敏度细调模块。

控制处理模块通过输入模块接受用户的有关垂直灵敏度细调档位信息，计算出当前的细调倍率，控制处理模块将细调倍率发送给垂直灵敏度细调模块，垂直灵敏度细调模块将A/D转换模块送入的数据乘以该倍率，实现了垂直灵敏度的细调功能。

经过垂直灵敏度细调模块后，信号被送入控制处理模块处理、显示、存储。

上述的控制处理模块可以由可编程器件组成，例如MCU、DSP、FPGA等芯片，但不局限于上述类型芯片。

上述的垂直灵敏度细调模块可以和控制处理模块共用可编程器件，例如MCU、DSP、FPGA等芯片，也可以是独立的可编程器件。