CN101183912B - 多路信号复用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多路信号复用装置，包括多通道有源探头、多通道信号调理电路以及信号选择电路；多通道有源探头将被测的多路信号经信号传输电缆分别送入到多通道信号调理电路中，调理后的多路信号分为两组，一组输出到数字信号采集通道，一组输出到信号选择电路；信号选择电路对输入的多路信号进行选择，将其中的一路或几路信号送入模拟信号采集通道中。本发明使得在测试中不需移动探头连接位置即可方便地同步观察多个数字信号的逻辑时序和波形，信号观察的同步性可以得到更好保证，提高了测试速度。

Description

多路信号复用装置
技术领域
本发明涉及一种多路信号复用装置。
背景技术
混合信号分析是测试信号完整性的主要方法，在高速数字电路及芯片的测试中，信号完整性分析是必不可少的，在通信、消费电子以及半导体制造等各个与电子相关的行业都有广泛的应用。
混合信号分析仪一般包括二到四个模拟通道，16个以上数字通道。模拟通道将信号适当调理并进行A/D转换，以还原其波形；数字通道将信号数字化并采集，以观察其时序逻辑。目前的混合信号分析仪是将信号分别由模拟探头和数字探头送入，由于数字通道数多达数十个而模拟通道一般只有二到四个，要同时观察这些数字信号的波形和时序，就要不断移动模拟探头以测试不同信号，极不方便。随着电子系统的集成度越来越高，总线或芯片的信号数量越来越多，测试探头的连接也更加困难，用几个模拟探头去测试几十甚至上百个信号非常不便，而且耗费大量时间。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种将数字探头提取的信号送入数字通道的同时，选取任意一路或几路送入模拟通道，便于对信号进行同步观察的多路信号复用装置。
为实现上述发明目的，本发明的多路信号复用装置，包括多通道有源探头、多通道信号调理电路以及信号选择电路；
多通道有源探头将被测的多路信号经信号传输电缆分别送入到多通道信号调理电路中，调理后的多路信号分为两组，一组输出到数字信号采集通道，一组输出到信号选择电路；
信号选择电路对输入的多路信号进行选择，将其中的一路或几路信号送入模拟信号采集通道中。
本发明使得在测试中不需移动探头连接位置即可方便地同步观察多个数字信号的逻辑时序和波形，信号观察的同步性可以得到更好保证，提高了测试速度。
附图说明
图1是本发明多路信号复用装置原理框图；
图2是本发明多路信号复用装置多通道有源探头的一种具体实施方式电路原理图；
图3是本发明多路信号复用装置多通道信号调理电路的一种具体实施方式电路原理图；
图4是本发明多路信号复用装置信号选择电路的一种具体实施方式电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明优选具体实施方式进行描述。需要提醒注意的是，尽管相似部件出现在不同附图中，但它们被赋予相似的参考数字标记。此外，在以下的描述中，当采用的已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主题内容时，这些描述在这儿将被忽略。
图1是本发明多路信号复用装置原理框图。图中，多路信号复用装置，包括多通道有源探头1、多通道信号调理电路2以及信号选择电路3；
多通道有源探头1将被测的多路信号经信号传输电缆分别送入到多通道信号调理电路2中，调理后的多路信号分为两组，一组输出到数字信号采集通道4，一组输出到信号选择电路3；
信号选择电路3对输入的多路信号进行选择，将其中的一路或几路信号送入模拟信号采集通道5中。
本发明综合设计数字探头和调理通道，并增加信号选择电路，实现多路信号复用，使得在测试中不需移动探头连接位置即可方便地同步观察多个数字信号的逻辑时序和波形，信号观察的同步性可以得到更好保证，提高了测试速度。
其中多通道有源探头1，负责信号的输入阻抗变换，使输入具有较高的输入阻抗，而输出具有较低的输出阻抗，输出信号可以传送较远，保证了信号的质量。传统的数字探头分有源和无源探头，无源探头输入电容较大，带宽较小，而有源探头输出是数字化后的信号，无法进行波形观察。本发明中多路有源探头1采用不同的有源探头模式，输出没有数字化，为模拟波形，可以用于复用。
信号条理电路2进行信号的调理和分离。
信号选择电路3实现多选一或几的功能。
图2是本发明多路信号复用装置多通道有源探头的一种具体实施方式电路原理图。图中，多通道有源探头由衰减电路和阻抗变换电路组成，探头探针引入的16路被测信号CH1～CH16分别经过各自通道的电阻R1、电容C1并联电路与电阻R2、电容C2并联电路串联构成的阻容衰减电路，被测信号CH1～CH16从串联电路两端输入，从串联点输出，即衰减后送入各自通道的高输入阻抗的由运算放大器OPA657组成的阻抗变换电路，输出为保持原信号波形形状的低阻信号OUT1～OUT16。
运算放大器OPA657的负端IN-通过电阻R3接地，输出端通过反馈电阻R4接到运算放大器OPA657的负端IN-，正端IN+接到R1、C1并联电路与R2、C2并联电路串联点上，作为阻抗变换电路的输入。
在本实施例中，阻容衰减电路对被测信号CH1～CH16的衰减为10倍，阻抗变换电路对衰减后的信号放大2倍，这样被测信号CH1～CH16为通常的5V时，输出的原信号波形形状的低阻信号OUT1～OUT16的电平为1V左右。电容C2为可调电容，其作用同传统的示波器探头上的可调电容。
输出信号经输出电阻R5以及信号传输电缆送入信号调理电路中。在本实施例中，信号传输电缆为50Ω同轴电缆。
在本实施例中，运算放大器OPA657具有低噪声、宽频带的特点。这样保证了多通道有源探头具有较低的输入电容，较高的输入阻抗同时，具有较高的带宽。
图3是本发明多路信号复用装置多通道信号调理电路的一种具体实施方式电路原理图。图中，多通道信号调理电路为多路信号放大电路，每一路信号放大电路包括由运算放大器组成的两个放大电路，每一路信号在两个放大电路中分别放大后，分别输出到数字信号采集通道和信号选择电路。
具体来讲，同轴电缆传入的信号OUT1～OUT16分别送入由运算放大器AD8009构成的多路信号放大电路中，放大后的信号分别送入数字信号采集通道和信号选择电路。
16路信号OUT1～OUT16的放大电路是一样的，在此仅以信号OUT1为例，同轴电缆传入的信号OUT1分别输入到两个运算放大器AD8009的正端，两个运算放大器AD8009构成的放大电路也是一样的，在此仅对其中一个做说明，如图3所示，信号OUT1通过一匹配电阻R6接地，同时，接运算放大器AD8009的正端IN+，运算放大器AD8009负端IN-通过电阻R7接地，输出端通过反馈电阻R8接到运算放大器AD8009的负端IN-构成放大电路。电阻R9为输出电阻，在本实施例中，放大倍数为5倍，还原为输入信号的电平值。
16路信号OUT1～OUT16在多通道信号调理电路中，每路信号分别经两个运算放大器AD8009构成的放大电路放大后的信号为送入数字信号采集通道的信号DOUT1～DOUT16以及送入信号选择电路的信号SOUT1～SOUT16。
图4是本发明多路信号复用装置信号选择电路的一种具体实施方式电路原理图。图中，信号选择电路由两级以4选1模拟开关AD8184构成的多路选择电路组成，第1级为4片模拟开关AD8184，从16路输入信号SOUT1～SOUT16中选出4路信号送入下一级。第2级为1片模拟开关AD8184，从第1级输出的4路信号中选择1路，运算放大器AD8009构成的放大电路放大后输出到模拟信号采集通道。
在本实施例中，信号选择电路在总线控制信号控制下，可以选出一路信号供模拟波形观察。当混合信号分析仪具有几个模拟采集通道时，也可以选出几路信号分别送入不同的模拟信号采集通道供几个信号波形的同步观察。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，但应当清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (6)

1.一种多路信号复用装置，其特征在于，包括多通道有源探头、多通道信号调理电路以及信号选择电路；
多通道有源探头将被测的多路信号经信号传输电缆分别送入到多通道信号调理电路中，调理后的多路信号分为两组，一组输出到数字信号采集通道，一组输出到信号选择电路；
信号选择电路对输入的多路信号进行选择，将其中的一路或几路信号送入模拟信号采集通道中；
所述的多通道信号调理电路为多路信号放大电路，每一路信号放大电路包括由运算放大器组成的两个放大电路；每一路信号在两个放大电路中分别放大后，分别输出到数字信号采集通道和信号选择电路；
所述的信号选择电路为多路选择一路或几路的模拟开关。
2.根据权利要求1所述的多路信号复用装置，其特征在于，所述的多通道有源探头由衰减电路和阻抗变换电路组成，探头探针引入的多路被测信号在衰减电路中衰减后，送入各自通道的高输入阻抗的阻抗变换电路，输出为保持原信号波形形状的低阻信号。
3.根据权利要求2所述的多路信号复用装置，其特征在于，所述的衰减电路为两组电阻电容并联电路串联到地构成的阻容衰减电路，被测信号从串联电路两端输入，从串联点输出。
4.根据权利要求2所述的多路信号复用装置，其特征在于，所述的阻抗变换电路为运算放大器组成的高输入阻抗的放大电路。
5.根据权利要求1所述的多路信号复用装置，其特征在于，所述的信号传输电缆为50Ω同轴电缆。
6.根据权利要求2所述的多路信号复用装置，其特征在于，所述的保持原信号波形形状的低阻信号电平为1V。
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