Cadence环境下数字示波器信号调理电路仿真与实现研究

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本课题是研制带宽100MHz的数字宽带示波器的“信号调理”部分,“信号调理”用于通道和触发信号进行放大或衰减、滤波等调理,包括通道一、通道二、外触发通道、触发信号调理和通道控制等电路。在通道一、通道二的调理中,使用了三级放器,两级衰减器,可把峰值为80mv~40v的被测信号调节到输出信号为Vpp=1000v的ADC满程范围,其增益可调节,-3dB带宽为100MHz。触发电路用来产生周期与被测信号有关的触发脉冲,这个脉冲的幅度和波形都要达到一定的要求。触发信号来自不同的通道,如何把这些不同的信号变成可接受的触发脉冲,这就是触发信号调理的任务。触发信号调理电路主要包括触发源选择,耦合类型选择,触发放大器和触发比较器等组成部分。通道控制电路是通道的总控制台,它接受来自主板微处理器的信息,并输出多个控制信号,控制着整个通道信号的运作。本设计采用了CPLD芯片来实现通道控制功能。由于电路中使用了很多集成运算放大器,集成运放可分为两类:电压反馈型和电流反馈型,本文粗略地分析了一下这两种类型的集成运放的应用情况。在设计电路时我们还使用了EDA软件Cadence中的OrCAD对原理图进行了仿真分析,并根据模拟运算的结果修改和优化了电路设计。随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加,信号完整性(SI)已经成为高速PCB设计必须关心的问题之一。电路板仿真对于今天大多数的设计而言已不再是一种选择而是必然之路。因此,设计中还使用Cadence软件对PCB进行了仿真。
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