單/多蹤示波器轉換電路的設計(圖)
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關鍵詞：轉換器、示波器、模擬開關
在實際應用中，常常需要用示波器同時觀測多個信號，或需要比較同一電路中不同點之間信號的頻率、幅值和相位，以及觀測電信號通過網絡后的相移和失真等情況。為了對信號進行測量和比較研究，需要把不同信號或同一信號的不同部分同時顯示在熒光屏上。這些都需要在熒光屏上能同時顯示幾個波形。為了實現(xiàn)這一目的，通常采用雙掃描示波顯示、多線顯示或多蹤顯示。本文介紹的將單蹤示波器改為多蹤顯示的一種裝置，制作簡單，與原有的示波器一起使用，既節(jié)約了開支，又提高了實驗技術水平。
典型電路設計與分析
轉換電路由ne555時基振蕩器、74ls169組成的計數(shù)器和max309多路開關等芯片構成，通過1個y通道能同時顯示多蹤信號，電路簡單、穩(wěn)定、可靠，波形顯示效果好，便于對信號進行分析和研究，其電路如圖1所示。
本電路采用555芯片作為振蕩器，其3腳輸出的方波作為切換電路的控制信號，控制信號直接接在16進制的計數(shù)器上作為多路開關的選通信號。
max309為雙回路開關芯片，一路為直流通道，另一路為信號通道，兩路信號通過加法器后在示波器水平位置上同時顯示四路不同的信號。由于輸入信號為交流信號，故使用雙電源供電，除保證交流信號正常傳輸外，同時也擴大了信號輸出的動態(tài)范圍。
外部電源僅需要+5v的電源電壓、+5v電壓輸入至ic1(icl7660)的8腳，在其5腳輸出-5v的電壓，對多路開關芯片與運放進行供電。ic2(ne555)接成多諧振蕩器的形式，產生35khz的方波作為16進制計數(shù)器ic3(74ls169)的時基信號。取74ls169的低兩位qa、qb，連接到ic4(max309)的a0、a1端作為多路開關的選通信號。max309為雙回路的模擬開關芯片。其中一路是由2k、1k、1k、1k組成的電阻分壓網絡，分別取出3v、2v、1v、0v的直流電壓作為信號所要顯示波形的直流分量，使其在示波器的不同位置上顯示出來。另一路則為信號源的四個輸入端，通過qa、qb對四路開關的控制，分別對回路信號進行選通(兩路選通信號同步進行)。信號由多路開關輸出后再由運放電路ic5(lf353)進行放大或衰減處理。信號通過改變反饋電阻10k、10k、40k、60k、60k對其進行放大或衰減。用四路波段開關分別選擇不同反饋電阻，實現(xiàn)不同增益的控制，最終完成與直流分量重疊相加后輸出的目的。
電路調試
電路焊接完畢后，首先進行外觀檢查，檢查無誤后，再進行通電測試。用萬用表測icl7660的5腳是否為-5v，如果輸出正確，進行下一步的測量，否則馬上斷電檢查，是否有短路或電路焊錯等問題；用示波器觀察555輸出的波形是否正確，其頻率值是否與計算值相同；其次再用示波器觀察計數(shù)器的qa、qb端的波形是否為555時基信號的二分頻、四分頻，最后觀察第一路開關的輸出是否為階梯波信號，臺階數(shù)值分別為0v、1v、2v、3v。然后分別接入4路不同的信號，用示波器觀察其最終輸入波形是否在示波器水平位置上顯示出來，改變波段開關即可改變其幅值的大小。
振蕩電路與模擬開關電路的分析
ne555時基振蕩器輸出頻率的精度對由74ls169所組成計數(shù)器的可靠性影響較大，因此，必須給予重視。如圖1所示，ne555組成的時基振蕩器產生的振蕩周期t=0.693(r1+2r2)
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