CN102062797B - 一种具有高频低频路径分离电路的示波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高频低频路径分离电路的示波器，该示波器包括一高频低频路径分离电路，该高频低频路径分离电路包括一衰减切换电路、一高频路径电路和一低频路径电路，示波器的输入信号进入该衰减切换电路，被该衰减切换电路中的一双刀双置继电器进行切换，然后进入高频路径电路和低频路径电路，示波器的输入信号再分别从高频路径电路和低频路径电路输出，高频输出与输入信号为1∶1，低频输出与信号输入为1∶1，即信号输入和信号输出为1∶1跟随，完成高频成分和低频成分的分离过程。本发明实现了一个高输入电阻、低输入电容、DC精度高、输入耐压高、带宽大、低噪声、信号输入偏移范围大、频率响应平坦度好的示波器输入电路。

Description

一种具有高频低频路径分离电路的示波器

技术领域

本发明涉及示波器或其它测量仪器的输入模拟电路，尤其涉及一种具有高频低频路径分离电路的示波器。

背景技术

示波器或其它测量仪器的输入模拟电路决定了其带宽等关键指标，测量仪器不可避免地对被测电路会产生影响，需要尽可能的减小影响，就需要有高的输入电阻和低的输入电容，这两项指标是示波器或测量仪器的重要指标之一。示波器的输入模拟电路除了实现高输入阻抗和低输入电容的功能，还完成诸如AC耦合、DC耦合、大输入偏置电压范围、高输入电压、高DC测量精度、高带宽、低噪声等功能，这些都是示波器硬件电路的关键指标。

现有示波器或其它测量仪器的输入模拟电路如图1所示，信号由示波器输入端子输入，经过一电容连接到JFET(结型场效应管)的栅极，电容并联一个开关，实现AC/DC的切换，JFET的栅极连接1MΩ电阻到地，JFET的漏极连接电源VCC，源极通过一个电阻接地，源极同时连接到加法电路的一个输入端，加法电路的另一输入端连接示波器内部的直流偏置控制电压OFFSET，加法电路的输出连接到放大电路，放大电路的输出连接到ADC。该电路构成了示波器的输入信号调理电路，本发明着重于放大电路之前的电路。

图1所示电路的工作原理如下：

信号输入，如果开关闭合，为直流耦合方式；如果开关断开，信号的直流成分被电容隔离，交流成分由电容经过，为交流耦合方式。JFET管作为输入缓冲器件，本身具有很高的输入电阻和低输入电容，JFET的输入电阻和1MΩ电阻并联作为示波器的输入电阻。JFET的连接为源极跟随器，输入阻抗大，输出的阻抗较小，实现了阻抗变化和跟随器的功能。JFET电路的输出和示波器内部的偏置控制电压OFFSET相加，输入给放大器，进行增益的放大，然后送给ADC进行采样。

现有示波器或其它测量仪器的输入模拟电路存在问题及其不良效果：

1)、DC精度不高。由于输入极完全靠JFET跟随电路，JFET电路的直流精度不高。

2)、输入耐压低。输入耐压，由JFET栅极的耐压，由JFET管子本身决定，不会很大。

3)、输入电容大。输入电容由AC/DC开关的对地电容和JFET输入电容并联组成，电容较大。

4)、带宽较低。输入电容和被测电路的输出电阻构成低通电路。输入电容大，导致输入带宽低。

5)、干扰大，噪声大。输入电容较大，导致容易受到干扰，噪声较大。

6)、输出驱动能力不够。JFET为源极跟随器，输出电流有限。

7)、信号输入偏移范围小。信号输入偏移范围由JFET的输入电压范围相关，较小。

8)、频率响应平坦度差。由于信号完全由JFET管子跟随，则示波器的频率响应平坦度由JFET管子决定，JFET管子的低频响应和高频响应差别较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有高频低频路径分离电路的示波器，以解决上述现有技术存在的缺点，实现一个高输入电阻、低输入电容、DC精度高、输入耐压高、带宽大、低噪声、信号输入偏移范围大、频率响应平坦度好的示波器输入电路。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种具有高频低频路径分离电路的示波器，该示波器包括一高频低频路径分离电路，该高频低频路径分离电路包括一衰减切换电路31、一高频路径电路32和一低频路径电路33，示波器的输入信号进入该衰减切换电路31，被该衰减切换电路31中的一双刀双置继电器进行切换，然后进入高频路径电路32和低频路径电路33，示波器的输入信号再分别从高频路径电路32和低频路径电路33输出，高频输出与输入信号为1∶1，低频输出与信号输入为1∶1，即信号输入和信号输出为1∶1跟随，完成高频成分和低频成分的分离过程。

上述方案中，该衰减切换电路31由一个双刀双置继电器进行切换，该双刀双置继电器具有8个引脚，如果切换成继电器引脚2连接3且6连接7，则信号1:1经过；如果切换成继电器引脚3连接4且5连接6，信号经过衰减电路衰减后由引脚6输出。

上述方案中，该示波器的输入信号进入高频路径电路32后，在高频路径电路32中该信号经过电容C1耦合，连接到JFET管Q1的栅极，同时连接到第四电阻R4，JFET管的漏极连接到电源VCC，JFET管的源极经第九电阻R9连接到第一电流源I1，JFET管的源极同时连接到第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极连接到电源VCC，第二三极管Q2的发射极为信号输出，同时经过第十电阻R10连接到第二电流源I2。

上述方案中，该JFET管的栅极同时连接到过压保护电路，防止JFET管的栅极电压过大，对器件损坏。

上述方案中，该衰减切换电路31的输出同时连接到第一电阻R1，第一电阻R1另一端连接到第二电阻R2、第二电容C2和第二开关RL2，第二电阻R2的另一端接地，第二开关RL2与第二电容C2的另一端相连，并连接到第三电阻R3和第一放大器U1的正输入端，第三电阻R3的另一端接地。

上述方案中，该第一放大器U1的负输入端通过第七电阻R7连接的偏置调节OFFSET，第一放大器U1的负输入端同时通过第八电阻R8连接到第二三极管Q2的射极，第一放大器U1的输出通过第五电阻R5和第六电阻R6接地，第五电阻R5的另一端通过第三电容C3连接到第一放大器U1的负输入端，第一放大器U1的输出同时通过第四电阻R4连接到JFET管Q1的栅极。

上述方案中，该衰减切换电路31的输出信号经第一电容C1耦合，高频成分通过JFET管Q1和第二三极管Q2输出，第一电流源I1和第二电流源I2作为有源负载，提高JFET管Q1和第二三极管Q2的驱动能力。

上述方案中，该衰减切换电路31的输出信号经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压，以及偏置调节OFFSET信号经过第一放大器U1输出，只有信号的低频成分被经过放大，第一放大器U1的输出通过第四电阻R4连接到JFET管Q1的栅极，提供JFET管Q1和第二三极管Q2的静态工作点，第一放大器U1同时通过第八电阻R8和高频路径构成一个大的反馈电路，低频分量通过第八电阻R8和第二三极管Q2输出的高频分量组成完整的信号频率输出。

上述方案中，在高频路径电路32中，JFET管Q1和第二三极管Q2均连接成跟随器输出，整个高频路径电路32的放大倍数为1∶1，第一电流源I1、第二电流源I2、第九电阻R9和第十电阻R10作为有源负载，能够使跟随器的跟随比更接近1∶1，同时能够增大驱动能力。

上述方案中，该高频路径电路32的静态工作点由低通路径提供，通过第四电阻R4和第八电阻R8来实现，其中第四电阻R4和第一电容C1构成了高通电路，高通电路的截止频率决定了高频路径电路32的截止频率。

上述方案中，该低频路径电路33中包含AC/DC耦合切换电路，在低频路径电路33中，输入信号经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压连接到第一放大器U1的正输入端；当第二开关RL2闭合时，第二电容C2短路，为DC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2、第三电阻R3的并联进行分压；当第二开关RL2断开时，第二电容C2将直流成分隔离，构成AC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2分压，AC耦合的截止频率由第二电容C2和第三电阻R3构成的高通电路决定；第七电阻R7、第八电阻R8和第一放大器U1构成了比例放大电路，放大倍数为R8/R7，如果R1/(R2||R3)＝R8/R7，则OFFSET和衰减电路输出构成了1∶1的放大，即信号的低频成分和OFFSET相加后，1∶1输出到信号输出端，从而信号输出端信号的高频输出与输入信号为1∶1输出，低频输出与信号输入为1∶1输出，即信号输入和信号输出为1∶1跟随，即完成高频成分和低频成分的分离过程。

上述方案中，在该低频路径电路33中，第一放大器U1的输出经第八电阻R8和整个电路构成了一个反馈，第五电阻R5、第六电阻R6和第一电容C1为高频和低频的补偿电路，满足R5/R6＝R8/R7，使整个电路的高低频的放大倍数固定为1∶1，第三电容C3对高频分量和低频分量的结合部分进行补偿，使得整个电路的频率响应在高低频结合部分仍然平坦。

上述方案中，在该高频低频路径分离电路中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成了示波器的输入电阻，当DC耦合时输入电阻为R1+R2||R3，当AC耦合时，输入电阻为R1+R2。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1)、DC精度高。低频直流路径使用的是低频高精度放大器，大大提高了DC的精度

2)、输入耐压高。输入电压经过衰减后连接到低频高精度放大器，提高了输入信号的最大工作电压，放大器选用输入端带过压保护的放大器，进一步提高耐压，避免放大器损坏。

3)、输入电容小。AC/DC切换电路在低频路径中，使得信号输入端的电容只由JFET的输入电容决定，大大减小了输入电容，提高了输入带宽。

4)、带宽较高。输入电容和被测电路的输出电阻构成低通电路。输入电容小，导致输入带宽低。

5)、干扰小，噪声小。输入电容较小，不容易受到干扰，噪声小。

6)、输出驱动能力提高。电路输出级使用三级管驱动，使用电流源作为有源负载，提高了电路的驱动能力。

7)、信号输入偏移范围大。信号输入偏移可以通过内部偏置电路调节，使JFET的输入电压在其工作范围内，提高了示波器偏置调节的范围。

8)、频率响应平坦好。高低频路径构成完整的反馈电路，低频响应由放大器完成，高频响应由JFET完成，高低频的增益一致，且可以通过电容对高低频结合部分的响应进行调节，大大提高的频率响应的平坦度。

附图说明

图1为现有技术中示波器或其它测量仪器的输入模拟电路的结构示意图；

图2是本发明最基本的实现具有高频低频路径分离电路的示波器的示意图；

图3是本发明提供的具有前端跟随电路的测量仪器中具有高频低频路径分离电路的示波器的示意图；

图4是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第一种变形电路；

图5是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第二种变形电路；

图6是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第三种变形电路；

图7是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第四种变形电路；

图8是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第五种变形电路；

图9是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的电流源电路；

图10是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的第二开关RL2电路；

图11是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的分压电路；

图12是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的过压保护电路；

图13是依照本发明第一个实施例提供的具有高频低频路径分离电路的示波器；

图14是依照本发明第二个实施例提供的具有高频低频路径分离电路的示波器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图2所示，图2是本发明最基本的实现具有高频低频路径分离电路的示波器的示意图。高低频路径分离电路在示波器中实现了示波器输入模拟电路的作用，完成包括AC耦合、DC耦合、大输入偏置电压范围、高输入电压、高DC测量精度、高带宽、低噪声等功能。图2所示的实现方式是在场效应管组成的跟随器的基础上，增加了高频路径和低频路径，高频路径是图2中由电容与电阻组成的高通电路，低频路径是运算放大器，高频信号经过跟随器、高频输出与高频输入形成1∶1的比例关系，低频信号经过运算放大器、低频输出与低频输入也形成1∶1的比例关系，即信号输入和信号输出为1∶1跟随，完成了高频路径和低频路径的分离过程。

图3是本发明提供的具有前端跟随电路的测量仪器中具有高频低频路径分离电路的示波器的示意图，该示波器包括一高频低频路径分离电路，该高频低频路径分离电路包括输入衰减切换电路31、高频路径电路32和低频路径电路33。其中低频路径电路33中包含AC/DC耦合切换电路。

其中，示波器信号输入连接到衰减切换电路31，衰减切换电路31由一个双刀双置继电器进行切换，如果切换成继电器引脚2、3连接和6、7连接，信号1:1经过；如果切换成继电器引脚3、4连接和5、6连接，信号经过衰减电路衰减后由引脚6输出。

衰减切换电路31输出连接到高频路径电路32和低频路径电路33。在高频路径电路32，信号经过第一电容C1耦合，连接到JFET管Q1的栅极，同时连接到第四电阻R4，JFET管的漏极连接到电源VCC，JFET管的源极经第九电阻R9连接到电第一流源I1，JFET管的源极同时连接到第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极连接到电源VCC，第二三极管Q2的发射射极为信号输出，同时经过第十电阻R10连接到第二电流源I2。

JFET管的栅极同时连接到过压保护电路，防止JFET管Q1的栅极电压过大，对器件损坏。

衰减切换电路31输出同时连接到第一电阻R1，第一电阻R1另一端连接到第二电阻R2、第二电容C2和第二开关RL2，第二电阻R2另一端接地，第二开关RL2和第二电容C2的另一端相连，并连接到第三电阻R3和第一放大器U1的正输入端，第三电阻R3的另一端接地。第一放大器U1的负输入端连接通过第七电阻R7连接的偏置调节OFFSET，第一放大器U1的负输入端同时通过第八电阻R8连接到第二三极管Q2的射极，第一放大器U1输出通过第五电阻R5和第六电阻R6接地，第五电阻R5的另一端通过第三电容C3连接到第一放大器U1的负输入端，第一放大器U1的输出同时通过第四电阻R4连接到JFET管Q1的栅极。

示波器信号输入连接到衰减切换电路31，衰减切换电路31由一个双刀双置继电器进行切换，如果切换成继电器引脚2、3连接和6、7连接，信号1:1经过；如果切换成继电器引脚3、4连接和5、6连接，信号经过衰减电路衰减后由引脚6输出。

衰减切换电路31输出信号经第一电容C1的耦合，高频成分通过JFET管Q1、第二三极管Q2输出，其中第一电流源I1、第二电流源I2作为有源负载，提高JFET管Q1和第二三极管Q2的驱动能力。

衰减切换电路31输出信号经过第一电阻R1和第二电阻R2、第三电阻R3的分压，和OFFSET经过低频精密第一放大器U1输出，只有信号的低频成分被经过放大。第一放大器U1的输出通过第四电阻R4连接到JFET管Q1的栅极，提供JFET管Q1和第二三极管Q2的静态工作点，第一放大器U1同时通过第八电阻R8和高频路径电路构成一个大的反馈电路，低频分量通过第八电阻R8和第二三极管Q2输出的高频分量组成完整的信号频率输出。

在高频路径电路32中，JFET管Q1和第二三极管Q2都连接成跟随器输出，整个高频路径的放大倍数为1∶1，其中的第一电流源I1、第二电流源I2、第九电阻R9和第十电阻R10作为有源负载，能够使跟随器的跟随比更接近1∶1，同时能够增大驱动能力。高频路径的静态工作点由低通路径提供，通过第四电阻R4和第八电阻R8。其中第四电阻R4和第一电容C1构成了高通电路，高通电路的截止频率决定了高频路径的截止频率。

在低频路径电路33，输入信号经过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的分压连接到低频高精度第一放大器U1的正输入端，分压可以提高信号输入的最大耐压。当第二开关RL2闭合时，第二电容C2短路，为DC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2、第三电阻R3的并联进行分压。当第二开关RL2断开时，第二电容C2将直流成分隔离，构成AC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2分压，AC耦合的截止频率由第二电容C2和第三电阻R3构成的高通电路决定。第七电阻R7、第八电阻R8和第一放大器U1构成了比例放大电路，放大倍数为R8/R7。如果R1/(R2||R3)＝R8/R7，则OFFSET和衰减电路输出构成了1∶1的放大，即信号的低频成分和OFFSET相加后，1∶1输出到信号输出端，从而信号输出端信号的高频输出与输入信号为1∶1输出，低频输出与信号输入为1∶1输出，即信号输入和信号输出为1∶1跟随，即完成高频成分和低频成分的分离过程。

在低频路径电路33中，放大器输出经第八电阻R8和整个电路构成了一个反馈，第五电阻R5、第六电阻R6和第一电容C1为高频和低频的补偿电路，必须满足R5/R6＝R8/R7，使整个电路的高低频的放大倍数固定1∶1，第三电容C3对高频分量和低频分量的结合部分进行补偿，使得整个电路的频率响应在高低频结合部分仍然平坦。

电路中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3构成了示波器的输入电阻，当DC耦合时输入电阻为R1+R2||R3，当AC耦合时，输入电阻为R1+R2。

为了提高耐压，第一电容C1选用高压电容，提高电路耐压。低频路径电路33经过分压后送给放大器，提高了耐压。同时选用带有输入过压饱和的低频高精度放大器，进一步提高耐压。高频路径电路32采用过压保护电路，保护JFET的栅极电压。

当输入信号的偏置很大时，可以通过调节OFFSET，使得JFET管Q1的栅极电压在静态工作点附近，高低频路径然能工作，提高了示波器内部偏置电路的工作范围。

基于图3所示的具有前端跟随电路的测量仪器中具有高频低频路径分离电路的示波器的示意图，本发明提供的电路还可以具有以下几种变形：

1、如图4所示，图4是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第一种变形电路。高频路径可以没有第二级三极管跟随器，信号输出的驱动完全由JFET决定，由于JFET跟随器使用了有源负载，在电路负载不是很小时，电路的驱动能力完全够。

2、如图5所示，图5是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第二种变形电路。AC/DC耦合部分可以去掉R3，这样交流耦合由C2和放大器输入电阻决定，并能够使AC耦合和DC耦合的输入电阻一致，均为R1+R2。

3、如图6所示，图6是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第三种变形电路。可以采用如下方式给高频路径提高静态工作点和Q1的漏极电流。放大器U1的输出连接到三极管Q3的基极、三极管射级经R4接地，三极管集电极连接到Q1的源极。Q1栅极只连接到C1和过压保护电路。放大器的输出驱动Q3，射极电压为基极电压减去PN结电压，三极管集电极电流I1为射极电压除以R4，电流I1作为Q1的有源负载。同时使高频电路和低频电路构成了反馈电路。Q1、Q2的静态工作点由R8和整个反馈电路提供。

4、如图7所示，图7是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第四种变形电路。可以去掉电阻R9、R10，只使用电流源做负载。

5、如图8所示，图8是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器的第五种变形电路。可以去掉第二个电流源，使用电阻R10做负载。

在上述图3至图8中，各电路中的组成部分的电路图如下：

1、电流源

如图9所示，图9是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的电流源电路。电流源由R1、R2对VSS进行分压，通过R3连接到三极管集电极，射极电压为基极电压减去PN结电压，射级电压除以R4为电流源电流值。

其中C1为去耦电容，R3为限流电阻。

2、第二开关RL2。

如图10所示，图10是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的第二开关RL2电路。第二开关RL2可以选用光耦的CMOS继电器，如下图，选用COSMO公司的KAQY214S，通过电压控制引脚1，当引脚1为高时，3、4引脚导通，否则截止。第二开关RL2也可以选用继电器或任何别的开关代替，为了保证AC耦合对直流的隔离效果，需要选择低漏电流的开关。

3、分压电路。

如图11所示，图11是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的分压电路。

4、过压保护电路

如图12所示，图12是本发明提供的具有高频低频路径分离电路的示波器中的过压保护电路。采用两个二极管对信号进行钳位，钳位电压为VCC和VSS。当信号电压大于VCC时，一个二极管导通，信号和VCC连接，信号电压被钳位至VCC。当信号电压小于VSS时，另一个二极管导通，信号和VSS连接，信号电压被钳位至VSS。

实施例1：

如图13所示，图13是依照本发明第一个实施例提供的具有高频低频路径分离电路的示波器。在该实施例1中，高频路径Q1选用2SK508-K51，Q2选用MMBTH10LT1，实现一个高带宽的高频路径。低频路径，选用内部带有输入保护的高精度运放AD8510。选择电阻R1＝R8＝806kΩ，R2＝R3＝392kΩ，R7＝208.4kΩ，R5＝12kΩ，R6＝3kΩ。满足R1/(R2||R3)＝R8/R7＝R5/R6，使得高低频的增益一致。R4选用大电阻4.7MΩ

实施例2：

如图14所示，图14是依照本发明第二个实施例提供的具有高频低频路径分离电路的示波器。在该实施例2中，高频路径Q1选用MMBF5486，Q2选用BFQ67，实现一个高带宽的高频路径。低频路径，选用高精度运放LMV842。选择电阻R1＝R5＝678kΩ，R2＝R6＝322kΩ，R7＝237kΩ，R8＝500kΩ。满足R1/R2＝R8/R7＝R5/R6，使得高低频的增益一致。R4选用大电阻1MΩ

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该示波器包括一高频低频路径分离电路，该高频低频路径分离电路包括一衰减切换电路(31)、一高频路径电路(32)和一低频路径电路(33)，示波器的输入信号进入该衰减切换电路(31)，被该衰减切换电路(31)中的一双刀双置继电器进行切换，然后进入高频路径电路(32)和低频路径电路(33)，示波器的输入信号再分别从高频路径电路(32)和低频路径电路(33)输出，高频输出与输入信号为1:1，低频输出与信号输入为1:1，即信号输入和信号输出为1:1跟随，完成高频成分和低频成分的分离过程。

2.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该衰减切换电路(31)由一个双刀双置继电器进行切换，该双刀双置继电器具有8个引脚，该8个引脚分列左右两侧，左侧依次为引脚1、2、3和4，右侧依次为引脚8、7、6和5，且引脚3接输入信号，引脚6同时连接于高频路径电路(32)和低频路径电路(33)，引脚4和5接衰减切换电路；如果切换成继电器引脚2连接3且6连接7，则信号1:1经过；如果切换成继电器引脚3连接4且5连接6，信号经过衰减电路衰减后由引脚6输出。

3.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该示波器的输入信号进入高频路径电路(32)后，在高频路径电路(32)中该信号经过电容C1耦合，连接到JFET管(Q1)的栅极，同时连接到第四电阻(R4)，JFET管的漏极连接到电源VCC，JFET管的源极经第九电阻(R9)连接到第一电流源(I1)，JFET管的源极同时连接到第二三极管(Q2)的基极，第二三极管(Q2)的集电极连接到电源VCC，第二三极管(Q2)的发射极为信号输出，同时经过第十电阻(R10)连接到第二电流源(I2)。

4.根据权利要求3所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该JFET管的栅极同时连接到过压保护电路，防止JFET管的栅极电压过大，对器件损坏。

5.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该衰减切换电路(31)的输出同时连接到第一电阻R1，第一电阻R1另一端连接到第二电阻R2、第二电容(C2)和第二开关(RL2)，第二电阻R2的另一端接地，第二开关(RL2)与第二电容(C2)的另一端相连，并连接到第三电阻R3和第一放大器(U1)的正输入端，第三电阻R3的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该第一放大器(U1)的负输入端通过第七电阻R7连接的偏置调节OFFSET，第一放大器(U1)的负输入端同时通过第八电阻R8连接到第二三极管(Q2)的射极，第一放大器(U1)的输出通过第五电阻(R5)和第六电阻(R6)接地，第五电阻(R5)的另一端通过第三电容(C3)连接到第一放大器(U1)的负输入端，第一放大器(U1)的输出同时通过第四电阻(R4)连接到JFET管(Q1)的栅极。

7.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该衰减切换电路(31)的输出信号经第一电容(C1)耦合，高频成分通过JFET管(Q1)和第二三极管(Q2)输出，第一电流源(I1)和第二电流源(I2)作为有源负载，提高JFET管(Q1)和第二三极管(Q2)的驱动能力。

8.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该衰减切换电路(31)的输出信号经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压，以及偏置调节OFFSET信号经过第一放大器(U1)输出，只有信号的低频成分被经过放大，第一放大器(U1)的输出通过第四电阻(R4)连接到JFET管(Q1)的栅极，提供JFET管(Q1)和第二三极管(Q2)的静态工作点，第一放大器(U1)同时通过第八电阻R8和高频路径电路(32)构成一个大的反馈电路，低频分量通过第八电阻R8和第二三极管(Q2)输出的高频分量组成完整的信号频率输出。

9.根据权利要求8所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，在高频路径电路(32)中，JFET管(Q1)和第二三极管(Q2)均连接成跟随器输出，整个高频路径电路(32)的放大倍数为1∶1，第一电流源(I1)、第二电流源(I2)、第九电阻(R9)和第十电阻(R10)作为有源负载，能够使跟随器的跟随比更接近1∶1，同时能够增大驱动能力。

10.根据权利要求8所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该高频路径电路(32)的静态工作点由低通路径提供，通过第四电阻(R4)和第八电阻R8来实现，其中第四电阻(R4)和第一电容(C1)构成了高通电路，高通电路的截止频率决定了高频路径电路(32)的截止频率。

11.根据权利要求8所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，该低频路径电路(33)包含AC/DC耦合切换电路，在低频路径电路(33)中，输入信号经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压连接到第一放大器(U1)的正输入端；当第二开关(RL2)闭合时，第二电容(C2)短路，为DC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2、第三电阻R3的并联进行分压；当第二开关(RL2)断开时，第二电容(C2)将直流成分隔离，构成AC耦合，分压关系为第一电阻R1和第二电阻R2分压，AC耦合的截止频率由第二电容(C2)和第三电阻R3构成的高通电路决定；第七电阻R7、第八电阻R8和第一放大器(U1)构成了比例放大电路，放大倍数为R8/R7，如果R1/(R2||R3)＝R8/R7，则OFFSET和衰减电路输出构成了1∶1的放大，即信号的低频成分和OFFSET相加后，1:1输出到信号输出端，从而信号输出端信号的高频输出与输入信号为1:1输出，低频输出与信号输入为1:1输出，即信号输入和信号输出为1:1跟随，即完成高频成分和低频成分的分离过程。

12.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，在该低频路径电路(33)中，第一放大器(U1)的输出经第八电阻R8和整个电路构成了一个反馈，第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第一电容(C1)为高频和低频的补偿电路，满足R5/R6＝R8/R7，使整个电路的高低频的放大倍数固定为1∶1，第三电容(C3)对高频分量和低频分量的结合部分进行补偿，使得整个电路的频率响应在高低频结合部分仍然平坦。

13.根据权利要求1所述的具有高频低频路径分离电路的示波器，其特征在于，在该高频低频路径分离电路中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成了示波器的输入电阻，当DC耦合时输入电阻为R1+R2||R3，当AC耦合时，输入电阻为R1+R2。

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