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如何通过前端将PC声卡变成 高速采样示波器 作者：Doug Mercer 有多种软件包可以使个人计算机(PC)中的立体声声卡提供类似示波 器的显示，但低采样速率、高分辨率模数转换器(ADC)和交流耦合 前端最适合20 kHz及以下的可用带宽。现在，这种有限的带宽可以 扩展——针对重复波形，可以在声卡输入前使用一个采样前端。利 用高速采样保持器(SHA)对输入波形进行二次采样，然后通过低通 滤波器重建波形，并使其平滑，可以有效延展时间轴，使PC能够用作 图2. 以1 MHz频率重复的2 MHz单周期正弦脉冲 高速采样示波器。本文描述一种能够实现这种改造的前端和探头。 图1所示为一个插入式附件的原理图，它可以配合典型PC声卡采样 图3中的屏幕截图显示的是一个以1MHz频率重复的高斯正弦脉冲。 使用。每个示波器通道使用一个高速采样保持放大器AD783。SHA 采样时钟速率同样是80.321 kHz ，采样脉冲宽度为250 ns。 的采样信号由时钟分频器电路的数字输出提供，下文将通过一个例 子说明。AD783输入由一个FET缓冲，因此可以使用简单的交流/直 流输入耦合。在所示的两个通道中，当直流耦合跳线开路且输入为 交流耦合时，1MΩ电阻(R 1和R3)提供直流偏置。采样输出由图中所 示的双极点有源RC网络低通滤波。该滤波器不必是一个有源电路， 但所示的滤波器能够提供有益的缓冲低阻抗来驱动PC声卡输入。 +5V C2 +5V 3.3nF 1 C1 R2 R4 CHANNEL 1 22nF 2 8 1k훀 4.7k훀 2 8 AD783 + CHANNEL 1 R1 3 OUTPUT 7 1M훀 C4 5 1nF 3 – R5 –5V 4 4.7k훀 图3. 以1 MHz频率重复的4 MHz高斯正弦脉冲 采样时钟发生器示例 –5V +5V C2 +5V AD783要求一个宽度为150 ns至250 ns的窄正采样脉冲。为使显示的 3.3nF 1 波形保持稳定，无来回跳动，采样脉冲必须非常稳定，抖动很低。这 C3 R2 R4 CHANNEL 2 22nF 2 8 1k훀 4.7k훀 2 8 一要求往往将可能的时钟选择限定于晶体振荡器。另一个要求是采 AD783 + CHANNEL 2 R3 3