YB4365／YB4345数字光标直读示波器的设计与实现
4 系统的总体结构
该系统的总体结构框图如图2所示，即包括Y垂直放大系统，X水平触发扫描系统，Z轴加亮系统，高低电压电源系统，单片机控制系统等。
4．1 Y垂直放大系统
Y垂直放大系统由垂直输入衰减电路、前置放大器、通道选择电路、垂直主放大器等组成。
（1）输入衰减电路采用了新型的继电器衰减开关电路，取代了传统的机械衰减开关电路。即由数字脉冲编码开关、继电器等元器件组成，该电路由单片机控制转换。量程范围为1mV／div～5V／div。由于该电路分布参数变化很小，使得被测信号的暂态特性和稳态特性都非常理想。数字脉冲编码开关使用寿命是普通机械开关的五倍以上，且操作轻巧。
（2）前置放大器采用了高低频交叠放大电路，该电路将被测信号的高低频分量分别放大后再叠加，10kHz以下的低频信号由LF运算放大器放大输出，10kHz以上的信号由高fT的贴片晶体管组成的HF放大器放大输出。该电路可大大降低温度引起的直流电平漂移。
（3）通道选择电路采用二级管门控电路，控制通道输入信号的显示，通道的选择由仪器面板上垂直工作方式开关控制。
（4）垂直主放大器主要供给示波管偏转所需要的电压，该放大器基本电路形式是共射共基放大和串并联负反馈放大，该机最高灵敏度为1mV／div，带宽为 100MHz。而放大电路仅采用三级放大，这种情况过去很少用，由于采用贴片元器件才能做到，且放大器的单管fT都高达3kMHz以上，这样，通过提高元器件的高频特性来减少放大的级数，从而达到简化放大电路的目的。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/166761.htm
4．2 X水平触发扫描系统
X水平触发扫描系统主要有触发电路、扫描电路和水平放大器组成。
（1）触发电路是将被测信号的同步信号放大整形，处理成TTL门信号，控制A、B扫描闸门。
（2）扫描电路由数字脉冲编码开关、门控电路、扫描闸门电路、充电电阻、充电电容等组成。扫描选择开关将控制信号送到单片机控制输入接口电路，由单片机控制门控电路，选通相应的量程设置，产生一个与时间成线性关系的扫描电压，送给水平放大器。A扫描电路在水平方式开关控制下，产生相关信号去启动B扫描闸门，B扫描电路受B扫描闸门控制，产生延扫描电压送水平放大器。A、B扫描控制电路根据水平方式控制开关状态，选通A和B扫描信号，或按时序交替选通。
（3）水平放大器就是将A、B扫描电压及字符信号无失真地馈给CRT的水平偏转板。
4．3 Z轴加亮系统
Z轴加亮放大器是对信号亮度和字符亮度幅度放大，可通过亮度电位器控制信号和字符辉度变化。
4．4 高、低电压电源系统
低压电源有＋110V、＋55V、＋12V、＋5V、－12V共5档。由于整机采用了低功耗设计和开关电源，整机功耗约40W，从而降低了整机的温升，提高了可靠性。高压电路是由直流变换电路产生约1．5kV的高压，供示波管电路工作。
4．5 单片机控制系统
本系统采用的单片机是台湾华邦公司生产的W78E58八位可电擦除芯片。片内含有32kBFLASHEEPROM。免去扩展外部存储器的麻烦，使得单片机控制系统更加简单。W78E58工作主频设定为12MHz，P0口与P1口为系统的地址总线和数据总线，P3口为普通输出口，输出衰减电路量程和扫描速度等控制信号。片外数据存储器采用了美国Dallas公司生产的DS12C887芯片。该芯片内含锂电池、128BRAM，其中48个单元随时采集现场信息。上电时自动调出，掉电时自动保护，保证了仪器断电后现场数据不丢失。该系统采用了三路八位梯形网络D／A转换器，D／A转换器将缓冲存储器里的数字信息转换成脉冲序列。单片机W78E58通过采样保持电路，把控制面板上所设定的状态量（垂直偏转系数、扫描偏转系数、光标卡尺、校正状态等）读入。一方面通过P3口输出调整结果，经移位寄存器转换去调整垂直系统的衰减电路的控制器（继电器）和扫描电路的控制器（模拟开关），使之和面板设定状态一致。另一方面通过读入采样结果调用显示程序模块，从存贮器字库中取出相应代码送入暂存器，当显示开关置于导通时，输出接口将程序运算结果、状态设置字符送入D／A变换器经字符放大器分别馈入Y后置放大器、X水平放大器、Z轴加亮放大器。此时所需字符即可稳定显示在屏幕上。
系统的软件设计采用了模块化结构，各模块都有相应的子程序完成。本系统软件分主程序、电压测量子程序、时间测量子程序、频率测量直读子程序、仪器状态设置子程序、故障检测子程序等模块。程序设计略。
5 结束语
YB4365／4345数字光标直读示波器研制成功后，经测试认为该机性能稳定可靠、指标精度高、操作简便、性价比高，满足了用户对该测量仪器的需求。该机已通过CE认证，并打入国际市场，具有较强的竞争力。
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