CN219328889U - 具有自动调零功能的模拟电路及示波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有自动调零功能的模拟电路及示波器，其中，所述具有自动调零功能的模拟电路包括：模拟信号调理单元，模拟信号调理单元用于将接收到的模拟被测信号进行多级放大处理后输出；自动调零电路，自动调零电路的输入端与模拟信号调理单元的输出端连接，自动调零电路的输出端与模拟信号调理单元的第二输入端连接，自动调零电路用于采集模拟信号调理单元输出的模拟被测信号，并对模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至模拟信号调理单元的第二输入端，以使模拟信号调理单元根据接入的反馈信号进行零点校准。本实用新型技术方案旨在使示波器对被被测信号进行检测时，时刻将零点偏移进行校准，提高准确性。

Description

具有自动调零功能的模拟电路及示波器

技术领域

本实用新型涉及示波器校准技术领域，特别涉及一种具有自动调零功能的模拟电路及示波器。

背景技术

示波器对被测信号进行检测时，示波器的信号调理电路会由于温度、器件本身的特性等影响，导致示波器的零点电压产生偏移，影响检测结果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种具有自动调零功能的模拟电路，旨在使示波器对被被测信号进行检测时，时刻将零点偏移进行校准，提高准确性。

为实现上述目的，本实用新型提出的具有自动调零功能的模拟电路，应用于示波器，所述具有自动调零功能的模拟电路包括：

模拟信号调理单元，所述模拟信号调理单元的第一输入端用于接入模拟被测信号，所述模拟信号调理单元用于将接收到的模拟被测信号进行多级放大处理后输出；

自动调零电路，所述自动调零电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述自动调零电路的输出端与所述模拟信号调理单元的第二输入端连接，所述自动调零电路用于采集所述模拟信号调理单元输出的模拟被测信号，并对所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元的第二输入端，以使模拟信号调理单元根据接入的反馈信号进行低频校准。

可选地，所述自动调零电路包括：

信号衰减电路，所述信号衰减电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述信号衰减电路的输出端与所述模拟信号调理单元的第二输入端连接，所述信号衰减电路用于对接收到的所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元的第二输入端，以使模拟信号调理单元根据接入的反馈信号进行零点校准。

可选地，所述自动调零电路还包括：

第一缓冲放大电路，所述第一缓冲放大电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述第一缓冲放大电路的输出端与所述信号衰减电路的输入端连接，所述第一缓冲放大电路用于采集所述模拟信号调理单元输出的模拟被测信号，并将所述模拟被测信号进行缓冲处理后输出至所述信号衰减电路。

可选地，所述模拟信号调理单元包括：

第二放大电路，所述第二放大电路的同相输入端为所述模拟信号调理单元的第一输入端，所述第二放大电路的反相输入端为所述模拟信号调理单元的第二输入端，还用于接入偏置电平，所述第二放大电路用于将接收到的所述模拟被测信号根据所述偏置电平处理并进行放大后输出；

高速运算放大电路，所述高速运算放大电路的输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述高速运算放大电路用于将接收到的所述模拟被测信号进行放大处理后输出。

可选地，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

中央处理单元，所述中央处理单元的输出端分别与所述信号衰减电路的受控端及所述高速运算放大电路的受控端分别连接；所述中央处理单元还用于输出第一放大控制信号至所述高速运算放大电路，以调节所述高速运算放大电路的放大倍数；以及，还用于输出衰减控制信号至所述信号衰减电路，以调节所述信号衰减电路的衰减倍数。

可选地，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

高频反馈电路，所述高频反馈电路的输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述高频反馈电路的输出端与所述第二放大电路的反相输入端连接，所述高频反馈电路用于对输入所述第二放大电路的被测信号的高频分量进行反馈处理。

可选地，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的受控端与所述中央处理单元的输出端连接，所述单刀双掷开关的第一输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述单刀双掷开关的第二输入端与所述信号衰减电路的输出端连接，所述单刀双掷开关的输出端与所述第二放大电路的反相输入端连接。

所述中央处理单元还用于输出选择控制信号控制至所述单刀双掷开关，以控制所述第二放大电路的输出端或所述信号衰减电路的输出端与所述第二放大电路的反相输入端接通。

可选地，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

模数转换器，所述模数转换器分别与所述模拟信号调理单元及所述中央处理单元电连接，所述模数转换器用于将接收到的模拟被测信号转换为数字波形信号输出至所述中央处理单元。

可选地，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

衰减模块，所述衰减模块与所述模拟信号调理单元电连接，所述衰减模块用于接入模拟被测信号，并将接入的模拟被测信号进行衰减处理后输出至所述模拟信号调理单元；

偏置电阻，所述偏置电阻的输入端接入偏置电平，所述偏置电阻的输出端与所述第二放大电路的反相输入端连接；

所述偏置电平受中央处理单元控制。

本实用新型还提出一种示波器，包括显示屏及上述的具有自动调零功能的模拟电路。

本实用新型技术方案采用模拟信号调理单元10及自动调零电路20，将所述自动调零电路20的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述自动调零电路20的输出端与所述模拟信号调理单元10的第二输入端连接，使自动调零电路20与模拟信号调理单元10之间形成一条从末端直接反馈到前端的反馈通路，模拟被测信号进入模拟信号调理单元10后根据示波器的量程对幅度大的信号进行衰减，幅度小的信号进行放大，对偏置的信号叠加反向偏置，使模拟被测信号被处理为符合示波器量程的标准信号，所述自动调零电路20将放大后的模拟被测信号进行相应倍数的衰减，使输出的反馈信号与输入模拟信号调理单元10的原信号大小相等，从而使得存在偏移的原模拟被测信号被重新反馈回前端，与输入端接入的模拟被测信号相互抵消，产生零偏移的模拟被测信号，达到将模拟信号调理单元10产生的零点漂移进行统一校准的目的，防止模拟信号调理单元10中任何一个信号调节缓解出现零点漂移，影响信号测量结果，通过本实用新型的电路，可以自动将示波器零点偏移纠正，让电路时刻保持零点不偏移；该方案不需要经过其他逻辑电路来运算，不需要增加温度传感器等来补偿。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型具有自动调零功能的模拟电路一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型具有自动调零功能的模拟电路另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型具有自动调零功能的模拟电路又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型具有自动调零功能的模拟电路再一实施例的电路结构图；

图5为本实用新型具有自动调零功能的模拟电路再一实施例的结构示意图；

图6为示波器未设置自动调零电路且未接入模拟信号时的输出波形；

图7为示波器设置自动调零电路且未接入模拟信号时的输出波形。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	模拟信号调理单元	50	中央处理单元
11	第二放大电路	60	衰减模块
				12	高速运算放大电路	ADC	模数转换器
20	自动调零电路	D1	第一运算放大器
				21	第一缓冲放大电路	D2	第二运算放大器
22	信号衰减电路	C1	反馈电容
				30	高频反馈电路	Rx	可调电阻器
40	单刀双掷开关	Rb	偏置电阻

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种具有自动调零功能的模拟电路。

通常情况下，示波器所测量的信号覆盖范围很广，小到毫伏，大到千伏都能测量，经过探头衰减后进入示波器本身的信号范围也比较广，从毫伏到几百伏都要能测试。由此就需要在每个通道的前端增加模拟信号调理单元10，使最终输出模拟信号调理单元10信号符合示波器量程，达到理想的效果。模拟信号调理单元10主要是对大的信号衰减，小的信号放大，对偏置的信号叠加反向偏置，从而使最终输出模拟信号调理单元10的信号达到标准信号，产生最佳效果。在处理的过程中会使用众多的器件，但由于温度、器件本身的特性等影响，会导致示波器的零点电压产生偏移。示波器的零点偏移会直接导致输入信号的基准电压偏移，从而影响测量结果，例如本身5V的信号，若所用示波器零点偏移至1V，则测量出来可能会是4V，给测试人员错误的数据，可能会导致严重后果。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种具有自动调零功能的模拟电路，应用于示波器，参照图1、图6及图7，在一实施例中，所述具有自动调零功能的模拟电路包括：

模拟信号调理单元10，所述模拟信号调理单元10的第一输入端用于接入模拟被测信号，所述模拟信号调理单元10用于将接收到的模拟被测信号进行多级放大处理后输出；

自动调零电路20，所述自动调零电路20的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述自动调零电路20的输出端与所述模拟信号调理单元10的第二输入端连接，所述自动调零电路20用于采集所述模拟信号调理单元10输出的模拟被测信号，并对所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元10的第二输入端，以使所述模拟信号调理单元10根据接入的反馈信号进行低频校准。

在本实施例中，所述模拟信号调理单元10可以包括多个运算放大器，多个所述运算放大器可以包括用于对接入的模拟被测信号进行缓冲的低速运算放大器，以及用于对所述模拟被测信号的幅值进行调节的高速运算放大器。

本实用新型通过设置自动调零电路20，将所述自动调零电路20的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述自动调零电路20的输出端与所述模拟信号调理单元10的第二输入端连接，使自动调零电路20与模拟信号调理单元10之间形成一条从末端直接反馈到前端的反馈通路，模拟被测信号经过模拟信号调理单元10后被放大，所述自动调零电路20将放大后的模拟被测信号进行相应倍数的衰减，使输出的反馈信号与输入模拟信号调理单元10的原信号大小相等，从而使得存在偏移的原模拟被测信号被重新反馈回前端，与输入端接入的模拟被测信号相互抵消，产生零偏移的模拟被测信号，达到直接对零点偏移校准的目的。

如此，使示波器能够通过模拟信号调理单元10将接入的模拟被测信号的幅值进行调节，以匹配所述示波器的量程，并通过自动调零电路20根据模拟信号调理单元10的放大倍数对采集的模拟被测信号进行衰减，使模拟信号调理单元10输出的模拟被测信号被还原为与输入的原信号大小相等的反馈信号，使得输入端接入的模拟被测信号与反馈信号相互抵消，实现将模拟信号调理单元10产生的零点漂移进行统一校准。例如，在输入模拟信号调理单元10的模拟被测信号的上下限为±1V、示波器的量程为±5V时，经过模拟信号调理单元10后所述模拟被测信号的上下限被放大至±5V，使所述模拟被测信号被处理为符合示波器量程的标准信号，所述模拟被测信号在输出模拟信号调理单元10后被所述自动调零电路20采集，并根据所述模拟信号调理单元10的放大倍数对模拟被测信号进行衰减，使所述模拟被测信号被衰减为上下限为±1V的反馈信号，并输出至模拟信号调理单元10的第二输入端，使得存在偏移的原模拟被测信号被重新反馈回前端，与输入端接入的模拟被测信号相互抵消，产生零偏移的模拟被测信号，达到将模拟信号调理单元10产生的零点漂移进行统一校准的目的，防止模拟信号调理单元10中任何一个信号调节缓解出现零点漂移，影响信号测量结果。

测试人员在实际使用示波器时，若示波器在未接入模拟被测信号，示波器的输出应始终为零，然而，如图6所示，由于示波器未设置本实用新型所提出的自动调零电路，使得示波器内的元器件的温度随着时间增长逐渐变化，导致时输出端的零点逐渐偏移，不再是原来的零点，即图中零点-30mV随着时间逐渐向下偏移，最终与原零点相差-10mV。而示波器在设置本实用新型所提出的自动调零电路后，如图7所示，通过自动调零电路20对模拟信号调理单元10进行反馈调节，使得示波器能够对零点偏移进行自动纠正，让电路时刻保持零点不偏移。

本实用新型技术方案通过采用模拟信号调理单元10及自动调零电路20，将所述自动调零电路20的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述自动调零电路20的输出端与所述模拟信号调理单元10的第二输入端连接，使自动调零电路20与模拟信号调理单元10之间形成一条从末端直接反馈到前端的反馈通路，模拟被测信号进入模拟信号调理单元10后根据示波器的量程对幅度大的信号进行衰减，幅度小的信号进行放大，对偏置的信号叠加反向偏置，使模拟被测信号被处理为符合示波器量程的标准信号，所述自动调零电路20将放大后的模拟被测信号进行相应倍数的衰减，使输出的反馈信号与输入模拟信号调理单元10的原信号大小相等，从而使得存在偏移的原模拟被测信号被重新反馈回前端，与输入端接入的模拟被测信号相互抵消，产生零偏移的模拟被测信号，达到将模拟信号调理单元10产生的零点漂移进行统一校准的目的，防止模拟信号调理单元10中任何一个信号调节缓解出现零点漂移，影响信号测量结果，通过本实用新型的电路，可以自动将示波器零点偏移纠正，让电路时刻保持零点不偏移；该方案不需要经过其他逻辑电路来运算，不需要增加温度传感器等来补偿。

参照图2，在一实施例中，所述自动调零电路20包括：

信号衰减电路22，所述信号衰减电路22的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述信号衰减电路22的输出端与所述模拟信号调理单元10的第二输入端连接，所述信号衰减电路22用于对接收到的所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元10的第二输入端，以使所述模拟信号调理单元10根据接入的反馈信号进行低频校准。

在本实施例中，所述信号衰减电路22可以为可调电阻器Rx，在其他实施例中，还可以为衰减器等其他可对输入信号进行衰减处理的器件。

在用户使用示波器对被测信号进行测试时，模拟被测信号通过示波器的探头输入，由模拟信号调理单元10将所述模拟被测信号进行放大处理，输出多级放大后的模拟被测信号至信号衰减电路22，所述信号衰减电路22的衰减倍数由所述模拟信号调理单元10对所述模拟被测信号的放大倍数决定，所述信号衰减电路22根据所述模拟信号调理单元10的放大倍数，调整信号衰减电路22的衰减倍数，如可调电阻的阻值，使反馈信号的衰减倍数与模拟被测信号的放大倍数相匹配，当反馈信号由信号衰减电路22输出回所述模拟信号调理单元10的第二输入端时，由于模拟信号调理单元10的放大倍数与信号衰减电路22的衰减倍数相等，使输出的反馈信号与输入模拟信号调理单元10的原信号大小相等，从而使得存在偏移的原模拟被测信号被重新反馈回前端，与输入端接入的模拟被测信号相互抵消，产生零偏移的模拟被测信号，达到将模拟信号调理单元10产生的零点漂移进行统一校准的目的。

参照图2，在一实施例中，所述自动调零电路还包括：

第一缓冲放大电路21，所述第一缓冲放大电路21的输入端与所述模拟信号调理单元10的输出端连接，所述第一缓冲放大电路21的输出端与所述信号衰减电路22的输入端连接，所述第一缓冲放大电路21用于采集所述模拟信号调理单元10输出的模拟被测信号，并将所述模拟被测信号进行缓冲处理后输出至所述信号衰减电路。

在本实施例中，所述第一缓冲放大电路21可以包括第一运算放大器D1及至少一个反馈电阻组成的工作电路。

在用户使用示波器对被测信号进行测试时，模拟被测信号通过示波器的探头输入，由模拟信号调理单元10将所述模拟被测信号进行放大处理后输出，所述第一缓冲放大电路21采集模拟信号调理单元10输出的模拟被测信号，并对所述模拟被测信号进行缓冲处理，使所述模拟被测信号在输出至信号衰减电路22时，不受所述信号衰减电路22阻抗的影响。

参照图2，在一实施例中，所述模拟信号调理单元10包括：

第二放大电路11，所述第二放大电路11的同相输入端为所述模拟信号调理单元10的第一输入端，所述第二放大电路11的反相输入端，所述模拟信号调理单元的第二输入端，用于接入偏置电平，所述第二放大电路11用于将接收到的所述模拟被测信号根据所述偏置电平处理并进行放大后输出；

高速运算放大电路12，所述高速运算放大电路12的输入端与所述第二运算放大电路11的输出端连接，所述高速运算放大电路12的输出端与所述模数转换器70的输入端连接，所述高速运算放大电路12用于将接收到的所述模拟被测信号进行放大处理后输出。

在本实施例中，所述第二放大电路11可以包括第二放大器D2及至少一个反馈电阻组成的工作电路；所述高速运算放大电路12的型号可以为ZF4401、AM100、AD44、AD48、3401、3402等其他高速运算放大芯片。

在用户使用示波器对被测信号进行测试时，模拟被测信号通过示波器的探头输入第二放大电路11，使所述模拟被测信号在输出至高速运算放大电路12时，不受所述高速运算放大电路12阻抗的影响，使所述模拟被测信号在被所述高速运算放大电路12进行放大处理时，能够将损耗降低，通过第二放大电路11与高速运算放大电路12的多级放大处理，使示波器能够输出稳定而清晰的模拟被测信号。

此外，在其他实施例中，所述第二放大电路11的反相输入端为所述模拟信号调理单元10的第一输入端，所述第二放大电路11的同相输入端用于接入参考电平，此参考电平可以是偏置电平，所述第二放大电路11用于将接收到的所述模拟被测信号根据所述偏置电平进行偏置处理，并进行放大缓冲后输出。

参照图4，在一实施例中，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

中央处理单元50，所述中央处理单元50的输出端分别与所述信号衰减电路22的受控端及所述高速运算放大电路12的受控端分别连接；所述中央处理单元50还用于输出第一放大控制信号至所述高速运算放大电路12，以调节所述高速运算放大电路12的放大倍数；以及，还用于输出衰减控制信号至所述信号衰减电路22，以调节所述信号衰减电路22的衰减倍数。

在本实施例中，所述中央处理单元50可以包括主控芯片，在其他实施例中，还可以包括单片机。

在示波器对待测信号进行检测时，由于输入的待测信号可以是来自不同电路或设备产生的模拟信号，因此输入示波器的模拟被测信号的电压级与电流级不同，也即所述模拟被测信号的大小。在信号调理单元10对不同大小的被测信号进行信号检测时，很容易因为放大倍数过小而无法清晰输出信号波形，或因放大倍数过大而导致削波，因此，用户通过按键等交互器件触发调节触控信号至所述中央处理单元10，触发中央处理单元10将高速运算放大电路12的放大倍数根据输入的信号，以及示波器的检测阈值进行调节，从而将模拟被测信号进行不同程度的放大处理，同时将信号衰减电路22的衰减倍数根据信号调理单元10的放大倍数进行调节，从而实现不同模拟被测信号的高频分量进行反馈，从而对模拟被测信号的高频分量进行校准，因此第二放大电路11接入模拟被测信号时，通过中央处理单元50，使示波器在检测时能够对输出的模拟被测信号进行零点偏移校准，产生零偏移的模拟被测信号。

参照图3，在一实施例中，所述所述具有自动调零功能的模拟电路包括：

高频反馈电路30，所述高频反馈电路30的输入端与所述第二放大电路11的输出端连接，所述高频反馈电路30的输出端与所述第二放大电路11的反相输入端连接，所述高频反馈电路30用于对输入所述第二放大电路11的模拟被测信号的高频分量进行反馈处理；

在本实施例中，所述高频反馈电路30可以包括反馈电容C1。

在第二放大电路11的同相输入端接入模拟被测信号时，所述高频反馈电路30将所述第二放大电路11的输出端与反相输入端接通，将模拟被测信号的高频分量进行反馈处理，使得高频反馈电路30输出的高频反馈信号与输入端接入的模拟被测信号的高频分量相互抵消，从而对模拟被测信号的高频分量进行校准，提高了示波器在检测时的准确性。

参照图3，在一实施例中，所述所述具有自动调零功能的模拟电路包括：

单刀双掷开关40，所述单刀双掷开关40的受控端与所述中央处理单元50的输出端连接，所述单刀双掷开关40的第一输入端与所述第二放大电路11的输出端连接，所述单刀双掷开关40的第二输入端与所述信号衰减电路20的输出端连接，所述单刀双掷开关40的输出端与所述第二放大电路11的反相输入端连接；

所述中央处理单元50还用于输出选择控制信号控制至所述单刀双掷开关40，以控制所述第二放大电路11的输出端或所述信号衰减电路22的输出端与所述第二放大电路11的反相输入端接通。

在本实施例中，在第二放大电路11的同相输入端接入调试信号时，所述单刀双掷开关40接通第一输入端，第二放大电路11的输出端由导线直接接入负极输入端，使所述第二放大电路11与导线组成放大倍数接近1的电压跟随器，从而在调节所述高速运算放大电路12的放大倍数时，可以通过示波器的显示屏直观地反应出来，从而为用户对示波器的放大功能进行校准提供了便利；在第二放大电路11的同相输入端接入模拟被测信号时，所述单刀双掷开关40接通第二输入端，所述模拟信号调理单元10的输出端与输入端通过低频反馈回路连接，由于示波器零点的漂移通常比较缓慢，因此模拟被测信号在通过第一缓冲放大电路21与信号衰减电路22组成的低频反馈回路时，被衰减为原信号的大小的反馈信号，与模拟信号调理单元10输入端接入的模拟被测信号相互抵消，将输出的模拟被测信号进行校准，防止模拟信号调理单元10中任何一个信号调节环节出现零点漂移。

参照图4，在一实施例中，所述中央处理单元50的输出端还分别与所述信号衰减电路22的受控端及所述高速运算放大电路12的受控端分别连接；所述中央处理单元50还用于输出第一放大控制信号至所述高速运算放大电路12，以调节所述高速运算放大电路12的放大倍数；以及，还用于输出衰减控制信号至所述信号衰减电路22，以调节所述信号衰减电路22的衰减倍数。

在本实施例中，通过调节高速运算放大电路12的放大倍数，将输入的模拟被测信号与示波器的量程进行匹配，在接收到的模拟被测信号小于示波器的量程时，通过中央处理单元50输出表征增加放大倍数的第一放大控制信号，将高速运算放大电路12的放大倍数增加，以使所述模拟被测信号被放大后能够匹配示波器的量程，使所述模拟被测信号能够清楚地在示波器的显示屏中显示出来；在接收到的模拟被测信号大于示波器的量程时，通过中央处理单元50输出表征缩小放大倍数的第一放大控制信号，将高速运算放大电路12的放大倍数减小甚至对模拟被测信号进行缩小，以使所述模拟被测信号被缩小后能够完整地在示波器的显示屏中显示出来，从而使最终进入中央处理单元50的信号达到标准信号，产生最佳效果。

参照图4，在一实施例中，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

模数转换器70，所述模数转换器70分别与所述模拟信号调理单元10及所述中央处理单元50电连接，所述模数转换器70用于将接收到的模拟被测信号转换为数字波形信号输出至所述中央处理单元50。

在本实施例中，模数转换器70按照一定的采样速率采集模拟信号调理电路输出端的输出模拟信号，并将采集到的输出模拟信号转换为相应的数字波形信号输出至中央处理单元50，中央处理单元50根据接收到的所述数字波形信号输出波形显示控制信号至示波器的显示屏，使示波器显示所述模拟被测信号的波形。

参照图5，在一实施例中，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

衰减模块60，所述衰减模块60与所述模拟信号调理单元10电连接，所述衰减模块60用于接入模拟被测信号，并将接入的模拟被测信号进行衰减处理后输出至所述模拟信号调理单元10；

偏置电阻Rb，所述偏置电阻Rb的输入端接入偏置电平，所述偏置电阻Rb的输出端与所述第二放大电路11的反相输入端连接；

所述偏置电平受中央处理单元控制50。

在本实施例中，所述衰减模块60包括衰减器，在其他实施例中也可以为多个电容组成的阻容衰减网络。

所述衰减模块60用于将接入模拟被测信号进行初步衰减，使所述模拟被测信号匹配示波器的量程，防止输入的模拟被测信号幅值过大，损坏示波器。例如，在模拟被测信号的最大电压为10V、示波器的量程为5V时，经过0.1倍的衰减模块60衰减至1V，经过模拟信号调理单元10后所述模拟被测信号的最大电压放大至5V，使模拟被测信号能够匹配示波器的量程，能够清楚、完整地显示在示波器的显示屏中。

所述偏置电阻Rb用于为第二放大电路11提供偏置电平，所述偏置电平用于改变输入的模拟被测信号的偏移大小，中央处理单元50通过调节所述偏置电阻Rb的阻值来调节所述偏置电平的大小，用户通过示波器的人机交互端（如旋钮、按键或触摸屏等）向中央处理单元50输入偏移电压，所述中央处理单元50根据人机交互输入的数值，控制偏置电平的数值。

例如，在模拟被测信号的上下限分别为11V与9V时，输入电压的波动范围为2V，但由于对零点的偏移较大，信号的幅度超出示波器的量程，容易导致信号幅度小于原来的大小，或者出现谐波失真，用户通过向中央处理单元50输入10V的偏移电压，使所述中央处理单元50调节偏置电阻Rb的阻值，使输入第二放大电路11的偏置电平设置为10V，从而将模拟被测信号的上下限调节为±1V。

本实用新型还提出一种示波器，该示波器包括显示屏及具有自动调零功能的模拟电路，该具有自动调零功能的模拟电路的具体结构参照上述实施例，由于本示波器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有自动调零功能的模拟电路，应用于示波器，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路包括：

模拟信号调理单元，所述模拟信号调理单元的第一输入端用于接入模拟被测信号，所述模拟信号调理单元用于将接收到的模拟被测信号进行多级放大处理后输出；

自动调零电路，所述自动调零电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述自动调零电路的输出端与所述模拟信号调理单元的第二输入端连接，所述自动调零电路用于采集所述模拟信号调理单元输出的模拟被测信号，并对所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元的第二输入端，以使所述模拟信号调理单元根据接入的反馈信号进行低频校准。

2.如权利要求1所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述自动调零电路包括：

信号衰减电路，所述信号衰减电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述信号衰减电路的输出端与所述模拟信号调理单元的第二输入端连接，所述信号衰减电路用于对接收到的所述模拟被测信号进行衰减处理后，输出反馈信号至所述模拟信号调理单元的第二输入端，以使所述模拟信号调理单元根据接入的反馈信号进行低频校准。

3.如权利要求2所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述自动调零电路还包括：

第一缓冲放大电路，所述第一缓冲放大电路的输入端与所述模拟信号调理单元的输出端连接，所述第一缓冲放大电路的输出端与所述信号衰减电路的输入端连接，所述第一缓冲放大电路用于采集所述模拟信号调理单元输出的模拟被测信号，并将所述模拟被测信号进行缓冲处理后输出至所述信号衰减电路。

4.如权利要求3所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述模拟信号调理单元包括：

第二放大电路，所述第二放大电路的同相输入端为所述模拟信号调理单元的第一输入端，所述第二放大电路的反相输入端为所述模拟信号调理单元的第二输入端，还用于接入偏置电平，所述第二放大电路用于将接收到的所述模拟被测信号根据所述偏置电平处理并进行放大后输出；

高速运算放大电路，所述高速运算放大电路的输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述高速运算放大电路用于将接收到的所述模拟被测信号进行放大处理后输出。

5.如权利要求4所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

中央处理单元，所述中央处理单元的输出端分别与所述信号衰减电路的受控端及所述高速运算放大电路的受控端分别连接；所述中央处理单元还用于输出第一放大控制信号至所述高速运算放大电路，以调节所述高速运算放大电路的放大倍数；以及，还用于输出衰减控制信号至所述信号衰减电路，以调节所述信号衰减电路的衰减倍数。

6.如权利要求5所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

高频反馈电路，所述高频反馈电路的输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述高频反馈电路的输出端与所述第二放大电路的反相输入端连接，所述高频反馈电路用于对输入所述第二放大电路的被测信号的高频分量反馈。

7.如权利要求5所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的受控端与所述中央处理单元的输出端连接，所述单刀双掷开关的第一输入端与所述第二放大电路的输出端连接，所述单刀双掷开关的第二输入端与所述信号衰减电路的输出端连接，所述单刀双掷开关的输出端与所述第二放大电路的反相输入端连接；

所述中央处理单元还用于输出选择控制信号控制至所述单刀双掷开关，以控制所述第二放大电路的输出端或所述信号衰减电路的输出端与所述第二放大电路的反相输入端接通。

8.如权利要求5所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

模数转换器，所述模数转换器分别与所述模拟信号调理单元及所述中央处理单元电连接，所述模数转换器用于将接收到的模拟被测信号转换为数字波形信号输出至所述中央处理单元。

9.如权利要求5所述的具有自动调零功能的模拟电路，其特征在于，所述具有自动调零功能的模拟电路还包括：

衰减模块，所述衰减模块与所述模拟信号调理单元电连接，所述衰减模块用于接入模拟被测信号，并将接入的模拟被测信号进行衰减处理后输出至所述模拟信号调理单元；

偏置电阻，所述偏置电阻的输入端接入偏置电平，所述偏置电阻的输出端与所述信号调理单元的第二输入端连接；

所述偏置电平受中央处理单元控制。

10.一种示波器，其特征在于，包括显示屏及如权利要求1-9任意一项所述的具有自动调零功能的模拟电路。

Images