DPScope - Bygg din egen USB/PC-baserade oscilloskop (6 / 38 steg)
Steg 6: Input scenen / Analog Frontend (del 2)
överledning såväl som i återhämtning) och har låg input kapacitans. Å andra sidan, med tanke på det höga Ingångsmotstånd värdet (750 kOhm) behöver de shunt en massa ström även i stort
överspänningar på räckvidden ingång.
Signalen matas sedan in i en enkel op-amp efterföljare arrangerar (OP1.1, som är en av de fyra op-förstärkarna inuti mikrochip MCP6024). Denna buffert är också nödvändig eftersom följande scenen (MCP6S22 programmable -gain enmplifier eller PGA) inte reagerar vänligt en inmatningskälla med för hög en impedans - vilda svängningar skulle vara resultatet (Ja, jag försökte och det är sant!). Sändningsimpedans för input avdelaren (R1|| R2) är omkring 187 kOhm medan PGA kräver en källa impedans på mindre än 1 kOhm.
Buffrad signalen driver en av PGA: s ingångar (CH0) direkt och också feeds tillförsel av en 1:10 få scenen som producerar en signal förstärks av 10, som i sin tur går till CH1 av PGA. På så sätt PGA kan välja mellan mindre före förstärkning för stora insignaler och stor förstärkning för små signaler. PGA har en viss bandbredd (inte vinst-bandbredd produkt!) på mellan 2 och 12 MHz (beroende på förstärkning inställning), så vi är i tryggt område här; omfattningen faktiskt använder endast få inställningar för 1, 2, 5 och 10 - enligt mina experiment högre inställningar (upp till vinst = 32 vore möjligt) är ganska känslig och tenderar att ställa ut kraftigt buller (uppgift som svängning inte kan vara långt borta).
MCP6024 har en vinst-bandbredd produkt av 10 MHz, som är mer än tillräcklig för buffert scenen (få = 1, så BW = 10 MHz), men marginell för vinsten = 10 steg (OP1.2) - vi kan bara förvänta oss ~ 1 MHz bandbredd här och övriga etapper (buffert scenen, PGA, ADC inuti mikrokontroller) ytterligare kommer att minska den siffran något. Därför jag la C14 vilket ökar vinsten vid högre frekvenser. Det väljs så att den vinst ökat startar ungefär vid frekvensen där annars vinsten skulle börja att släppa av, så platt vinst regionen förlängs till högre frekvenser. På min prototyper jag mätte en vinst-steg bandbredd på cirka 800 kHz utan denna ersättning men nästan 1.3 megahertz med C14 på plats - ganska några bang (50% förbättring) praktiskt taget utan kostnad! Dess effekt är också tydligt - mycket snabbare lösa övergångar - när räckvidden för att titta på en snabbt stigande fyrkantsvåg. Helst C14 skulle vara justerbar, men dess värde är inte alltför kritisk så jag fast med fasta 100pF som var mycket nära det optimala jag bestämmas experimentellt och genom att simulera scenen med mikrochips Spice gratisverktyg. Om C14 var också större, överskridandet skulle uppstå.
Resistor trimmer (VR1) är här att tillåta mindre offset justeringar i sökvägen high-gain. Den främsta orsaken till detta är läckström genom klämma dioderna (D1, D2) som inför en liten positiv förskjutning på signalen. Denna förskjutning är liten, men blir märkbar när den multiplicerats med 10. (VR1 påverkar också den exakta vinsten, men effekten är liten nog att ignoreras (mindre än 1%), särskilt jämfört med toleranserna av känslighetsinställningen motstånd (R7, R8).