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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410679505.5 (22)申请日 2014.11.25 G01R 13/02(2006.01) (71)申请人 苏州立瓷电子技术有限公司 地址 215101 江苏省苏州市吴中区木渎镇中 山东路 70 号 3407 室 (72)发明人 孙道明 司马云 吴会利 谢中明 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 许方 (54) 发明名称 一种基于叠层放大结构电路设计的示波器 (57) 摘要 本发明公开了一种基于叠层放大结构电路设 计的示波器， 包括衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 控。
2、制器、 触发电路、 时钟模块、 数据缓存 器、 显示器 ； 其中衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 数据缓存器、 显示器依次相连， AD 采样 电路还分别与时钟模块、 触发电路相连 ； 所述触 发器分别与数据缓存器、 控制器相连 ； 本发明在 信号接收前端加入衰减器和放大器， 对进入的信 号进行前端处理， 减少干扰信号的进入， 保持信号 的信噪比， 提高信号的精确度， 同时显示器带有触 摸功能更加方便使用时的操作， 提高操作效率， 内 部设置更加人性化， 设计新颖， 值得推广。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 。
3、说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104459258 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104459258 A 1/1 页 2 1.一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 包括衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 控制器、 触发电路、 时钟模块、 数据缓存器、 显示器 ； 其中衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 数据缓存器、 显示器依次相连， AD 采样 电路还分别与时钟模块、 触发电路相连 ； 所述触发电路分别与数据缓存器、 控制器相连 ； 输入信号进入衰减器， 经由衰减器对信号的幅度和增益进行衰减， 衰减之后的信。
4、号进 入电压跟随器后进入放大器进行信号增益放大， 经过放大后的信号进入 AD 采样电路， AD 采 样电路对信号进行采样， 进行采样后的信号存入数据缓存器， 并通过显示器进行显示 ； 所述时钟模块为 AD 采样电路提供采样时钟， 控制器控制触发电路启动 AD 采样电路和 数据缓存器 ； 所述显示器为触摸屏， 控制器内设有操作界面， 通过显示屏显示， 用于操作 ； 所述放大器的具体电路结构包括第一至第十三电阻、 第一至第十一电容、 第一至第 三三极管， 其中， 第三电容分别和第一电容的一端、 第四电容的一端、 第一三极管的基极相 连接， 第四电容的另一端经过第二电阻分别和第六电阻的一端、 第三电。
5、阻的一端、 第八电容 的一端、 第五电阻的一端、 第七电阻的一端、 第十三电阻的一端、 第十二电阻的一端相连接， 第一电容的另一端分别和第一电阻的一端、 第十电阻的一端相连接， 第一电阻的另一端经 过第八电容和第六电阻的另一端相连接， 第十电阻的另一端分别和第九电阻的一端、 第七 电容的一端相连接， 第九电阻的另一端分别和第六电容的一端、 第十一电阻的一端相连接， 第十一电阻的另一端分别和第二三极管的发射极、 第九电容的一端相连接， 第六电容的另 一端经过第八电阻分别和第二电容的一端、 第四电阻的一端相连接， 第二电容的另一端和 第一三极管的发射极相连接， 第四电阻的另一端和第八电容的另一端相。
6、连接， 第一三极管 的集电极分别和第三电阻的另一端、 第五电容的一端相连接， 第五电容的另一端和第二三 极管的基极相连接， 第二三极管的集电极和第五电阻的另一端相连接， 第九电容的另一端 分别和第七电阻的另一端、 第三三极管的基极相连接， 第三三极管的集电极和第十三电阻 的另一端相连接， 第七电容的另一端经过第十电容分别和第三三极管的发射极、 第十一电 容的一端相连接， 第十一电容的另一端和第十二电阻的另一端相连。 2.如权利要求 1 所述的一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 所述 衰减器采用的芯片型号为 HMC274。 3.如权利要求 1 所述的一种基于叠层放大结构电路设。
7、计的示波器， 其特征在于 ： 所述 电压跟随器的芯片型号为 LM358。 4.如权利要求 3 所述的一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 所述 控制器采用单片机， 所述单片机的型号为 STC90C51。 5.如权利要求 1 所述的一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 所述 时钟模块采用的芯片为 DS1302。 6.如权利要求 1 所述的一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 还包 括键盘， 所述键盘与控制器相连。 7.如权利要求 1 所述的一种基于叠层放大结构电路设计的示波器， 其特征在于 ： 还包 括滤波器， 所述滤波器设置于电压跟随器和放。
8、大器之间， 经由电压跟随器输出的信号经过 滤波器的滤波后进入放大器进行放大。 权 利 要 求 书 CN 104459258 A 2 1/4 页 3 一种基于叠层放大结构电路设计的示波器 技术领域 0001 本发明公开了一种基于叠层放大结构电路设计的示波器 ， 属于信号处理设备技 术领域。 背景技术 0002 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。 它能把肉眼看不见的电信号变换成 看得见的图像， 便于人们研究各种电现象的变化过程。 示波器利用狭窄的、 由高速电子组成 的电子束， 打在涂有荧光物质的屏面上， 就可产生细小的光点， 这是传统的模拟示波器的工 作原理。 在被测信号的作用下， 电子束就。
9、好像一支笔的笔尖， 可以在屏面上描绘出被测信号 的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线， 还可 以用它测试各种不同的电量， 如电压、 电流、 频率、 相位差、 调幅度等等。 0003 示波器是利用电子示波管的特性， 将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图 像， 显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。 它是观察数字电路实验现象、 分析实验中的 问题、 测量实验结果必不可少的重要仪器。 0004 随着电子技术的发展， 信号处理技术的进步， 现有的设备和测试仪器对示波器的 要求越来越高， 如何提高示波器的信号处理精度和准确性， 已成为目前最需要解决的问题。 0005。
10、 专利号为 201210577495.5， 专利名称为一种示波器， 该专利针对现有技术中问题 提出了解决的问题， 但是该专利只是叙述了实现示波器现有功能的手段， 并没有提出改进 的方式。 0006 专利号为 201210509747.0， 专利名称为一种示波器， 该专利指出了现有技术示波 器存在的问题， 该专利也只是提出了从外壳解决的问题， 没有给出如何从内部解决问题的 方式， 解决效果不明显。 0007 同时， 现有技术中在放大器电路的具体结构上还有需要进一步改进的地方， 以实 现降低电路功耗， 提高放大效果的作用。 发明内容 0008 本发明所要解决的技术问题是 ： 针对现有技术的缺陷， 。
11、提供一种基于叠层放大结 构电路设计的示波器 ， 在信号接收前端加入衰减器和放大器， 对进入的信号进行前端处 理， 减少干扰信号的进入。 0009 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案 ： 一种基于叠层放大结构电路设计的示波器 ， 包括衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样 电路、 控制器、 触发电路、 时钟模块、 数据缓存器、 显示器 ； 其中衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 数据缓存器、 显示器依次相连， AD 采样 电路还分别与时钟模块、 触发电路相连 ； 所述触发电路分别与数据缓存器、 控制器相连 ； 输入信号进入衰减器， 经由衰减器对信号的幅度和增益进行衰减。
12、， 衰减之后的信号进 入电压跟随器后进入放大器进行信号增益放大， 经过放大后的信号进入 AD 采样电路， AD 采 说 明 书 CN 104459258 A 3 2/4 页 4 样电路对信号进行采样， 进行采样后的信号存入数据缓存器， 并通过显示器进行显示 ； 所述时钟模块为 AD 采样电路提供采样时钟， 控制器控制触发电路启动 AD 采样电路和 数据缓存器 ； 所述显示器为触摸屏， 控制器内设有操作界面， 通过显示屏显示， 用于操作。 0010 所述放大器的具体电路结构包括第一至第十一电阻、 第一至第九电容、 第一至第 三三极管， 其中， 第一电容分别和第三电容的一端、 第四电容的一端、 第。
13、一二极管的基极相 连接， 第四电容的另一端和第二电阻的一端相连接， 第二电阻的另一端分别和第六电阻的 一端、 第三电阻的一端、 第九电容的一端、 第五电阻的一端、 第七电阻的一端相连接， 第三电 容的另一端分别和第一电阻的一端、 第十电阻的一端相连接， 第一电阻的另一端和第六电 阻的另一端相连接， 第十电阻的另一端分别和第九电阻的一端、 第三三极管的集电极、 第七 电容的一端相连接， 第七电容的另一端接地， 第九电阻的另一端分别和第六电容的一端、 第 十一电阻的一端相连接， 第六电容的另一端分别和第八电阻的一端。第三三极管的发射极 相连接， 第十一电阻的另一端分别和第三三极管的基极、 第二三极。
14、管的发射极、 第八电容的 一端相连接， 第八电阻的另一端分别和第二电容的一端、 第四电阻的一端相连接， 第二电容 的另一端和第一二极管的发射极相连接， 第一二极管的集电极分别和第三电阻的另一端、 第五电容的一端相连接， 第五电容的另一端和第二三极管的基极相连接， 第二三极管的集 电极和第五电阻的另一端相连接， 第八电容的另一端和第七电阻的另一端相连接。 0011 作为本发明的进一步优化方案， 所述衰减器采用的芯片型号为 HMC274。 0012 作为本发明的进一步优化方案， 所述电压跟随器的芯片型号为 LM358。 0013 作为本发明的进一步优化方案， 所述控制器采用单片机， 所述单片机的型。
15、号为 STC90C51。 0014 作为本发明的进一步优化方案， 所述时钟模块采用的芯片为 DS1302。 0015 作为本发明的进一步优化方案， 还包括键盘， 所述键盘与控制器相连。 0016 作为本发明的进一步优化方案， 还包括滤波器， 所述滤波器设置于电压跟随器和 放大器之间， 经由电压跟随器输出的信号经过滤波器的滤波后进入放大器进行放大。 0017 本发明采用以上技术方案与现有技术相比， 具有以下技术效果 ： 本发明在信号接 收前端加入衰减器和放大器， 对进入的信号进行前端处理， 减少干扰信号的进入， 保持信号 的信噪比， 提高信号的精确度， 同时显示器带有触摸功能更加方便使用时的操作。
16、， 提高操作 效率， 内部设置更加人性化， 设计新颖， 值得推广。同时， 本发明采用叠层放大结构的设计， 提高了放大器的输出功率， 降低了电路的具体功耗。 附图说明 0018 图 1 是本发明的电路模块连接示意图。 0019 图 2 是本发明的放大器电路示意图， 其中 ： R1 至 R13 分别为第一至第十三电阻， C1 至 C11 分别为第一至第十一电容， D1 至 D3 分别为第一至第三三极管。 具体实施方式 0020 下面详细描述本发明的实施方式， 所述实施方式的示例在附图中示出， 其中自始 说 明 书 CN 104459258 A 4 3/4 页 5 至终相同或类似的标号表示相同或类似。
17、的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为对本发明的限制。 0021 本技术领域技术人员可以理解的是， 本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能 是在改进后的硬件及其构成的装置、 器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序 或有关协议就可实现， 并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。 例如， 改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特 定功能。 因此， 可以理解的是， 本发明的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连 接组合关系， 而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能。
18、而搭载的软件或协议的改进。 0022 本技术领域技术人员可以理解的是， 本发明中提到的相关模块是用于执行本申请 中所述操作、 方法、 流程中的步骤、 措施、 方案中的一项或多项的硬件设备。 所述硬件设备可 以为所需的目的而专门设计和制造， 或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其 他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。 0023 本技术领域技术人员可以理解， 除非特意声明， 这里使用的单数形式 “一” 、“一 个” 、“所述” 和 “该” 也可包括复数形式。应该进一步理解的是， 本发明的说明书中使用的措 辞 “包括” 是指存在所述特征、 整数、 步骤、 操作、 。
19、元件和 / 或组件， 但是并不排除存在或添加 一个或多个其他特征、 整数、 步骤、 操作、 元件、 组件和 / 或它们的组。应该理解， 当我们称元 件被 “连接” 或 “耦接” 到另一元件时， 它可以直接连接或耦接到其他元件， 或者也可以存在 中间元件。此外， 这里使用的 “连接” 或 “耦接” 可以包括无线连接或耦接。这里使用的措 辞 “和 / 或” 包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。 0024 本技术领域技术人员可以理解， 除非另外定义， 这里使用的所有术语 （包括技术术 语和科学术语） 具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是， 诸如通。
20、用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义， 并且除非像这里一样定义， 不会用理想化或过于正式的含义来解释。 0025 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明 ： 本发明的电路模块连接示意图如图 1 所示， 一种基于叠层放大结构电路设计的示波器 ， 包括衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 控制器、 触发电路、 时钟模块、 数据缓存器、 显示器 ； 其中衰减器、 电压跟随器、 放大器、 AD 采样电路、 数据缓存器、 显示器依次相连， AD 采样 电路还分别与时钟模块、 触发电路相连 ； 所述触发器分别与数据缓存器、 控制器相连 ； 输。
21、入信号进入衰减器， 经由衰减器对信号的幅度和增益进行衰减， 衰减之后的信号进 入电压跟随器后进入放大器进行信号增益放大， 经过放大后的信号进入 AD 采样电路， AD 采 样电路对信号进行采样， 进行采样后的信号存入数据缓存器， 并通过显示器进行显示 ； 所述时钟模块为 AD 采样电路提供采样时钟， 控制器控制触发电路启动 AD 采样电路和 数据缓存器 ； 所述显示器为触摸屏， 控制器内设有操作界面， 通过显示屏显示， 用于操作。 0026 所述电压跟随器和放大器之间还可设置滤波器， 对信号进行滤波， 滤除杂波的干 扰， 同时放大器之后也可同时或单独设置滤波器， 放大后的信号中混入杂波信号， 。
22、滤波器的 滤波范围要设置的比较精确。 0027 本发明的放大器电路示意图如图 2 所示， 所述放大器的具体电路结构包括第一至 说 明 书 CN 104459258 A 5 4/4 页 6 第十一电阻、 第一至第九电容、 第一至第三三极管， 其中， 第一电容分别和第三电容的一端、 第四电容的一端、 第一二极管的基极相连接， 第四电容的另一端和第二电阻的一端相连接， 第二电阻的另一端分别和第六电阻的一端、 第三电阻的一端、 第九电容的一端、 第五电阻的 一端、 第七电阻的一端相连接， 第三电容的另一端分别和第一电阻的一端、 第十电阻的一端 相连接， 第一电阻的另一端和第六电阻的另一端相连接， 第十。
23、电阻的另一端分别和第九电 阻的一端、 第三三极管的集电极、 第七电容的一端相连接， 第七电容的另一端接地， 第九电 阻的另一端分别和第六电容的一端、 第十一电阻的一端相连接， 第六电容的另一端分别和 第八电阻的一端。第三三极管的发射极相连接， 第十一电阻的另一端分别和第三三极管的 基极、 第二三极管的发射极、 第八电容的一端相连接， 第八电阻的另一端分别和第二电容的 一端、 第四电阻的一端相连接， 第二电容的另一端和第一二极管的发射极相连接， 第一二 极管的集电极分别和第三电阻的另一端、 第五电容的一端相连接， 第五电容的另一端和第 二三极管的基极相连接， 第二三极管的集电极和第五电阻的另一端。
24、相连接， 第八电容的另 一端和第七电阻的另一端相连接。 0028 作为本发明的进一步优化方案， 所述衰减器采用的芯片型号为 HMC274， 也可采用 电阻搭设的衰减器， 具体采用哪种方式可根据电路板的大小或者实现精度的要求来进行选 择。 0029 作为本发明的进一步优化方案， 所述电压跟随器的芯片型号为 LM358， 电压跟随 器， 顾名思义， 是实现输出电压跟随输入电压的变化的一类电子元件。也就是说， 电压跟随 器的电压放大倍数恒小于且接近 1。电压跟随器的显著特点就是， 输入阻抗高， 而输出阻抗 低， 提高后端的负载能力， 提高电路的运载能力。 0030 作为本发明的进一步优化方案， 所述。
25、控制器采用单片机， 所述单片机的型号为 STC90C51。 0031 作为本发明的进一步优化方案， 所述时钟模块采用的芯片为 DS1302， 该芯片可直 接与单片机相连， 实现时钟， 避免了以往的在单片机内部单独设置时钟的问题， 出现问题便 于查找。 0032 作为本发明的进一步优化方案， 还包括键盘， 所述键盘与控制器相连， 本发明中的 显示器有触屏操作功能， 加入键盘后两者配合工作， 使用时更加方便， 提高操作效率， 在一 方出现问题时， 有备选方案。 0033 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明， 但是本发明并不限于上述实施 方式， 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可。
26、以在不脱离本发明宗旨的前提下 做出各种变化。以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的 限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的 技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动 或修饰为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术 实质， 在本发明的精神和原则之内， 对以上实施例所作的任何简单的修改、 等同替换与改进 等， 均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。 说 明 书 CN 104459258 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104459258 A 7 。