数字荧光示波器1GHz前置放大器的设计

p??p 满度数字化转换的电平要求， 两级运放之间插入带宽抑制低通滤波控制器， 抑制带宽约为30 MHz、100 MHz, 带宽限制功能以抑制测量低频信号时高频噪声干扰。该级电路还承担了信号位移偏移调节和直流电平自动调零任务。

　　1. 6 高速电路板的设计

　　由于前置放大器整个系统都处于高速传输状态， 所以在调试的过程中， 不可避免的会遇到传输阻抗匹配问题， 经验证PCB 布板对信号的传输影响很大， 容易引起信号完整性问题。主要原因是信号的上升时间和下降时间减少， 以及它与电路板上杂散电容杂散电感之间的相互作用， 导致信号完整性的基本原因就是缺少对信号回流的控制， 于是对PCB 布板采用以下原则， 板层的各信号层之间要有地隔离层， 不同电平信号走线要隔离， 对时钟信号要充分隔离和滤波， 高速信号线要控制4 mm 之内， 并保证差分信号线的等长和匹配， 同时要尽量减少过孔， 对于1 GHz 以上的信号要严格按照“微带线”布板， 以保证信号延迟精确度和阻抗匹配。电源的布线要充分考虑电源电流的回流过程。

　　2 系统测试及测试结果分析

　　2. 1 测试仪器设备

　　测试仪器设备如表1 所示。

　　表1 测试仪器设备

　　2. 2 测试方法

　　将LDP60104 示波器垂直量程置于5 mV/ div( 基准档) , 将9500B 示波器校正仪正弦信号送到示波器输入端口， 通过示波器屏幕观察信号显示的幅度， 分别读取示波器低阻和高阻时垂直系统的频率特性。低阻时该系统的频率特性在600~ 700 MHz 时上冲为15% , 通过对系统软件校正， 根据高斯信号理想幅频特性， 采用滤波器对通道幅频特性进行校正， 将通道输出补偿成接近于高斯信号的通道特征， 使通道的幅频特性得到较大的改善。系统在高阻1 MΩ时频响为560 MHz ( - 3 dB) 。低阻50 Ω时频响为1. 2 GHz( - 3 dB) 。低阻通道频响测试数据如表2 所示。

　　表2 通道频率响应测试数据

　　3 结论

　　本系统已成功用4 个通道， 1 GH z 带宽LDP60104 数字荧光示波器， 现已通过国家仪器检测中心的测试， 主要技术指标已达到国外同类产品的先进水平。