信号调理电路和信号调理方法与流程

本发明实施例涉及信号调理领域，尤其涉及一种信号调理电路和信号调理方法。

背景技术：

1、信号调理电路是示波器的重要组成部分，主要用于确保信号进入a/d转换器前被调理至适当电压范围，实际使用时，由于无法预知被测信号的大小，被测信号过小易产生a/d转换器的量化误差，过大则超出a/d转换器的量化范围，这样采集得到的数据都十分不准确。因此被测信号要想被a/d转换器正确捕获，需要对小信号进行放大，对大信号进行衰减。信号调理电路还具有其它功能，包括：阻抗切换、带宽切换、噪声抑制、驱动a/d转换器等。

2、信号调理电路决定了示波器的带宽、线性度、噪声等指标的水平，一般包括阻抗切换电路、衰减器、放大器、a/d转换器驱动电路，需要对50ω和1mω信号调理电路进行独立设计，导致信号调理电路过于复杂；或是使用50ω对地电阻以及1mω信号调理电路实现了50ω和1mω两种输入阻抗功能，但是需要使用lmh6518芯片，导致其信号带宽最高仅为750mhz。

3、为了解决以上2个问题，设计一种示波器的前端信号调理方法，采用阻抗切换电路配合50ω信号调理电路，解决对50ω和1mω信号调理电路独立设计的问题；设计新的放大器、衰减器组合方案，实现示波器不同档位电压幅度调理，利用独立的低通滤波器进行带宽切换，解决使用lmh6518芯片限制带宽的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种信号调理电路和信号调理方法。

2、第一方面，本发明实施例提供一种信号调理电路，包括：

3、固定衰减模块、固定增益放大模块、程控运放衰减模块、驱动放大模块；

4、所述固定衰减模块与所述固定增益放大模块相连接；

5、所述固定增益放大模块与所述程控运放衰减模块相连接；

6、所述程控运放衰减模块与所述驱动放大模块相连接；

7、所述固定衰减模块，用于对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减；

8、所述固定增益放大模块，用于对所述固定衰减模块的输出信号提供增益；

9、所述程控运放衰减模块，用于对所述固定增益放大模块的输出信号提供衰减；

10、所述驱动放大模块，用于对所述程控运放衰减模块的输出信号提供固定增益，以使所述驱动放大模块的输出信号的电压幅度满足预设电压幅度条件。

11、在一个可能的实施方式中，所述信号调理电路还包括阻抗切换电路，所述阻抗切换电路与所述固定衰减模块相连接；

12、所述阻抗切换电路，用于切换输出阻抗；

13、所述阻抗切换电路的输出信号为所述固定衰减模块的输入信号。

14、在一个可能的实施方式中，所述阻抗切换电路，用于采用高频继电器将1兆欧的输出阻抗切换为50欧的输出阻抗。

15、在一个可能的实施方式中，所述信号调理电路还包括低通滤波模块，所述低通滤波模块与所述驱动放大模块相连接；

16、所述低通滤波模块，用于对所述驱动放大模块的输出信号进行低通滤波，以获得用于输入示波器中的模数转换器的目标信号。

17、在一个可能的实施方式中，所述低通滤波模块具有滤波带宽切换功能。

18、在一个可能的实施方式中，所述程控运放衰减模块包括射频开关和无源滤波器。

19、在一个可能的实施方式中，所述程控运放衰减模块的衰减档位包括：-14分贝、-8分贝、-6分贝和0分贝。

20、在一个可能的实施方式中，

21、所述固定衰减模块，用于对所述阻抗切换电路输出信号提供0分贝或-26分贝的衰减；

22、所述固定增益放大模块，用于对所述固定衰减模块输出信号提供0分贝或+20分贝的增益；

23、所述程控运放衰减模块，用于对所述固定增益放大模块输出信号提供-14分贝至0分贝的衰减。

24、第二方面，本发明实施例提供一种信号调理方法，所述方法包括：

25、固定衰减模块对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减；

26、固定增益放大模块对所述固定衰减模块的输出信号提供增益；

27、程控运放衰减模块对所述固定增益放大模块的输出信号提供衰减；

28、驱动放大模块对所述程控运放衰减模块的输出信号提供固定增益，以使所述驱动放大模块的输出信号的电压幅度满足预设电压幅度条件。

29、在一个可能的实施方式中，在所述固定衰减模块对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减之前，所述方法还包括：

30、阻抗切换电路切换输出阻抗，以及将所述阻抗切换电路的输出信号作为所述固定衰减模块的输入信号。

31、在一个可能的实施方式中，所述阻抗切换电路，用于采用高频继电器将1兆欧的输出阻抗切换为50欧的输出阻抗。

32、在一个可能的实施方式中，在所述驱动放大模块对所述程控运放衰减模块的输出信号提供固定增益，以使所述驱动放大模块的输出信号的电压幅度满足预设电压幅度条件之后，所述方法还包括：

33、低通滤波模块对所述驱动放大模块的输出信号进行低通滤波，以获得用于输入示波器中的模数转换器的目标信号。

34、在一个可能的实施方式中，所述低通滤波模块具有滤波带宽切换功能。

35、在一个可能的实施方式中，所述程控运放衰减模块包括射频开关和无源滤波器。

36、在一个可能的实施方式中，所述程控运放衰减模块的衰减档位包括：-14分贝、-8分贝、-6分贝和0分贝。

37、在一个可能的实施方式中，

38、所述固定衰减模块，用于对所述阻抗切换电路输出信号提供0分贝或-26分贝的衰减；

39、所述固定增益放大模块，用于对所述固定衰减模块输出信号提供0分贝或+20分贝的增益；

40、所述程控运放衰减模块，用于对所述固定增益放大模块输出信号提供-14分贝至0分贝的衰减。

41、本发明实施例提供的信号调理电路，包括：固定衰减模块、固定增益放大模块、程控运放衰减模块、驱动放大模块；所述固定衰减模块与所述固定增益放大模块相连接；所述固定增益放大模块与所述程控运放衰减模块相连接；所述程控运放衰减模块与所述驱动放大模块相连接；所述固定衰减模块，用于对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减；所述固定增益放大模块，用于对所述固定衰减模块的输出信号提供增益；所述程控运放衰减模块，用于对所述固定增益放大模块的输出信号提供衰减；所述驱动放大模块，用于对所述程控运放衰减模块的输出信号提供固定增益，以使所述驱动放大模块的输出信号的电压幅度满足预设电压幅度条件。由此，通过固定衰减模块、固定增益放大模块、程控运放衰减模块、驱动放大模块的组合方案，实现不同档位电压的幅度调理。

技术特征：

1.一种信号调理电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，所述信号调理电路还包括阻抗切换电路，所述阻抗切换电路与所述固定衰减模块相连接；

3.根据权利要求2所述的信号调理电路，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，所述信号调理电路还包括低通滤波模块，所述低通滤波模块与所述驱动放大模块相连接；

5.根据权利要求4所述的信号调理电路，其特征在于，所述低通滤波模块具有滤波带宽切换功能。

6.根据权利要求1-5之一所述的信号调理电路，其特征在于，所述程控运放衰减模块包括射频开关和无源滤波器。

7.根据权利要求1-5之一所述的信号调理电路，其特征在于，所述程控运放衰减模块的衰减档位包括：-14分贝、-8分贝、-6分贝和0分贝。

8.根据权利要求1-5之一所述的信号调理电路，其特征在于，

9.一种信号调理方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的信号调理方法，其特征在于，在所述固定衰减模块对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减之前，所述方法还包括：

技术总结
本发明实施例涉及一种信号调理电路和信号调理方法，所述信号调理电路，包括：固定衰减模块、固定增益放大模块、程控运放衰减模块、驱动放大模块；所述固定衰减模块，用于对所述固定衰减模块的输入信号提供衰减；所述固定增益放大模块，用于对所述固定衰减模块的输出信号提供增益；所述程控运放衰减模块，用于对所述固定增益放大模块的输出信号提供衰减；所述驱动放大模块，用于对所述程控运放衰减模块的输出信号提供固定增益，以使所述驱动放大模块的输出信号的电压幅度满足预设电压幅度条件。由此，通过固定衰减模块、固定增益放大模块、程控运放衰减模块、驱动放大模块的组合方案，实现不同档位电压的幅度调理。

技术研发人员：刘佩德,刘家玮,胡志臣,杨立杰,黄月芳,张晓,许崴稚
受保护的技术使用者：北京航天测控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12