ZealotNH 提供的示波仪前端处理部分，请大家多发表看法
双运放 CD4066各一片完成 3档量程切换 DC/AC耦合。可以配合表笔的10X档位（这个档位应该 就是串个电阻）。
顺便问CD4066有什么更好的代换IC 真想用个机械开关上去切换。
水平有限仅供参考。
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(原文件名:ourdev_427988.jpg)
图还是太大……
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帮你修改了! 帮你缩一下
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(原文件名:ourdev_427988.gif) http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_427994.jpg
(原文件名:CD4051.jpg)
如果CD4051作为最前的输入级，Vin一不小心接个市电或高了点30V吧 可能就要后悔了。而且改变输入阻抗会有问题。
这图应该是放在第二级 放大倍数控制。
用反相放大调节放大倍数也是好办法。以免出现超高阻值的电阻，搞到要用T形反馈网络。
第一级要-1/10放大了，否则大点的信号都会超摆幅。
电平平移在这级不宜做，估计每档都要调V-ADJ。
另外加最后一级作电平平移。 ZealotNH 发仔
我建议还是用专门的 数字可编程增益放大器
使用电子切换开关，在不同的频率下，阻抗是不一样的。这样造成后面的软件非常不好判断。
而且，电子开关阻抗的离散性也是比较大的。
而且使用电子切换开关的电路会复杂很多。不易于实施。
Microchip公司的 MCP6S22数字可编程增益放大器
两个输入通道
可编程增益 1,2,4,5,8,10,16,32
-3db 带宽 2MHz ~ 12MHz
有了这个，只需要在前端加一个电平平移电路就可以了，这个前端的运放要求就不高了，因为不需要增益
而且，MCP6S22有两个输入端，就可以做到AC、DC的无缝切换 上班路上无意间想到 我这个电路AC耦合是不能正常工作的。导致电平平移失效。
要使用有源高通滤波。
DC耦合正常。 MCP6S22 是单电源供电2.5-5.5V。也就是说它必需放在电平平移电路后。
放大的时候是交直流一起放大的，会导致改变增益时也要调节电平平移电压，电路不好做。
如果有双电源供电的 数字可编程增益放大器就好办。 可能对MCP6S22理解有点错误。MCP6S22 能调中点电压，前面的电平平移不用调整了，直接拉到Vref/2就可以了。
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(原文件名:6s21.jpg) 还是看错了mcp6s22 它的Vref接在Vss了
mcp6s21 mcp6s26 mcp6s28才有 Vref脚。
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(原文件名:6s22vREF.jpg.jpg) MARK 得用HC4066.CD4066好像速度不高。 【10楼】 fsclub
得用HC4066.CD4066好像速度不高。
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也在想这个，E文不好，看了很久还是不明白。E文好的帮忙翻译下
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(原文件名:cd4066s.jpg) 整体特性不怎么样啊
1、导通电阻
2、导通电阻的离散特性
3、失真度
4、-3db的带宽
5、开关关闭状态时，-50db的泄漏带宽（高通）
6、开关关闭状态时，输入输出泄漏电流
7、-50db的串扰频率（高通）
8、信号延时
最后面三项就是输入输出端口电容、泄漏电容 程控一般用微继电器+电阻网络，一些数字示波器切换量程可以听到继电器声音。相关厂家，如欧姆龙的一些微继电器也说出应用范围包含示波器。
有时候原始的东西是最有效的。 还有要注意的地方是高速运放一般是摆率很小的，这决定输入电压是小信号（峰峰值不能太大），输出也是。
所以当时曾有一种想法，光在放大倍数（电阻网络）下功夫，不如调节AD芯片的参考电压（前提要认真设计参考电压源，保证精度），也许这是很有效的方案。当时我设计100M采样速率的，曾研究过这方面的问题，板子都做出来了。后来没时间搁置了。 美信很多这方面的样品申请，大家可以试一下，成功率很高。
做示波器感觉器件嗮选很关键，没有好质量运放和AD的保证，做出的实用意义就不大了。除非你是晶体管高手，能自个搭建前级输入（晶体管带宽一般是G级的），否则只能找运放，受限制太大了。 【13楼】 spxwh
继电器的体积和电流都不适合手持设备 有微型继电器啊，欧姆龙的，就是贵了点！
大概要5元一个！ 说的就是小型的
功耗是150mW，手持设备用这个不合适的 这个帖子的讨论有点同行技术共享的感觉 看参数CD4066应该说能用了。明天有时间就先实验。 【20楼】 ZealotNH 发仔
没明白使用CD4066做什么用途，做放大倍数控制吗？？mcp6s22 已经带了这个功能了，可编程增益 1,2,4,5,8,10,16,32
是我理解错了吗？
另外，电平平移不需要变动吧？预先算好最大电压值不就行了吗？？
由于运放是±3V供电，输出最大幅度就±2.5Vpp左右
0V输入的时候，电平平移到2.5V（或略低一些）
电平平移以后，最大量程刚刚好配得上MCP6S22（5V供电）
而MCP6S22的输出也刚好能配得上STM8的ADC输入（5V供电）。
不知道这样的方式是否可行？？ mcp6s22能达到32被增益，应该够了。
dvhome你画一个图出来看看吧。 用MCP6S22
±2.5 电平平移到2.5V 0-5V MCP6S22放大1倍 输出 0-5V OK
±0.25 电平平移到2.5V 2.25-2.75V MCP6S22放大2倍 正确为输出 4.5-5.5V ？？？？？？
±0.25 电平平移到0.25V 0-0.5V MCP6S22放大10倍 正确为输出 0-5V OK
是不是每次调节放大倍数也要调节电平平移电压？
也就是说要MCU出PWN 信号 LPF 调电平平移？ 用MCP6S21 或 MCP6S26 MCP6S28 就可以。就MCP6S22不行。
还要考虑价钱与采购难度 除非已经有足够的芯片在手。 【23楼】 ZealotNH 发仔
这个确实是我想错了，你的是对的。
如果MCP6S21 可以的话，那就用两个MCP6S21来做吧
这样以后扩展双通道也有价值，每个通道的增益分别可调，不会造成浪费
这个价格不高，批量是一个多美金，完全可以接受。
至于货源，我明天确认一下。
请 发仔 确认一下，如果使用MCP6S21的话，还存在什么问题吗？？ 我没有去细看这个IC的规格书
使用MCP6S21的话，是如何实现这些功能的呢？？ MCP6S21，武汉力源的价格，大概11块左右
http://www.icbase.com/catalog_ps/product.asp?dept_id=209 用MCP6S21的方按：应该是这样吧？
第一级输入 反相放大-1/10.如果是正相也是要先分压然后电压跟随。而且不知能否配合表笔10X档
第二级电平平移至Vref/2.
第三级一片直流；一片交流，输入使用简单的RC高通。
为配合表笔10X档 用反相放大，输入电阻1M反馈电阻100K 信号放大倍数-1/10 可策略范围 ±5倍Vref。如果4.096基准就±20V
问题1：输入信号10毫伏时，第一级后 输出1毫伏 这就麻烦了，运放要求高。或者我们可以牺牲点最小测量电压，或最大测量范围。
问题2：如果是 2伏特的直流信号携带一个1V的交流信号，也就是1V-3V，电平平移就超出运放摆幅，削波了。
这个会使交流耦合的测量范围受其直流分量影响。 我认为，不管用什么芯片，电平平移电路的参考电压都是要可调的。 TO【26楼】 dvhome
我没有去细看这个IC的规格书
使用MCP6S21的话，是如何实现这些功能的呢？？
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也没看董多少 E文不好
用 MCP6S21
需要把（ADC用的基准电压Verf，）二分后运放跟随， 产生中的电压， 接（MCP6S21的Vref脚），输出按7楼贴出的公式算。
因为MCP6S22内部已经把它的Vref接Vss了，所以不好用。 TO：【29楼】 my_avr
我认为，不管用什么芯片，电平平移电路的参考电压都是要可调的。
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暂时只想到 MCU出PWN 有源二价LPF，产生可调参考电压
每级放大时都要调节输出参考电压，而且每级都要初始化校准。
这个也有个好处就是AC耦合可以用参考电压把直流分量移掉。但是软件这么做？？？数据处理各方面 难度大了点。
你也可以想想还有没简单有效点的方法。 【28楼】 ZealotNH 发仔
我被你娆老绕去弄糊涂了，刚刚画了一个图才弄明白。
其实还是我原来一开始说的概念。
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(原文件名:未标题-1.jpg)
以这个图为例
网络 2 ，是已经经过的电阻分压衰减的信号。假如我们现在要做 ±50V 的输入能力。那就需要衰减20倍。
因此，网络 2 的电压范围应该是 ±2.5V
经过 U1或U2 以后，由于是跟随器，电压范围不变，还是±2.5V
经过 U3或 U4的电平平移以后，电压范围变成了 0V ~ 5V
以上变换都是固定的，跟操作、设置是没有关系的
然后就可以根据需要调节MCP6S22的增益了。
这里有一个以前没有考虑到的细节问题：
当
输入电压*增益 > MCP6S22的输出能力
这时候，MCP6S22会怎样呢？是直接按照最大电压输出还是会出错？？有没有损坏的危险？？
这个问题得研究规格书才知道~~~
我想应该是不存在损坏的问题的
至于 ZealotNH 发仔 你在【23楼】 说：
±2.5 电平平移到2.5V 0-5V MCP6S22放大1倍 输出 0-5V OK
±0.25 电平平移到2.5V 2.25-2.75V MCP6S22放大2倍 正确为输出 4.5-5.5V ？？？？？？
这个实际输出应该是4.5V ~ 5V，如果是这样就非常合理了。
超出了显示范围，当然看不到了。就算是泰克台式示波器也是这样的。没有动态调整能力的。
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这个方案，对于前端运放的要求确实是比较高。这个的选择还是一件头痛的事情
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再绕一下，发现还是我自己错了，唉……我真的老了吗？？!_!
没有考虑到电平平移的操作了
嗯，电平平移电路是必须可调整的。但这个得怎么来实现呢？？通过MCU输出貌似不怎么靠谱？ 刚才洗澡时冒出了一个不成熟的想法，大家看看
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(原文件名:未命名.JPG) 使用PWM LPF做参考电压
我是担心存在高次谐波对测量造成干扰
不知道STM8的PWM输出能达到多高的频率？如果可以远远超过ADC的性能，这样应该是没有问题
台式万用表这个问题不知道是怎么解决的 这样就不需要进行什么电平平移的问题了，至少可以弱化，因为信号分开成了直流和交流两部分，分开采样，显示的时候才进行叠加 【33楼】 my_avr
没看明白呀，详细解释一下 【35楼】 my_avr
哦，我明白你的意思了
但这样相当于将STM8的ADC性能削弱了一半啊
存储深度也是缩水一半 明白你的方案了
先简单的电阻网络分压 再分成两路硬件一路DC 一路AC（就是在DC电路模型前加隔直电容）
电压跟随，电平平移，然后可调增益放大。
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±0.25 电平平移到2.5V 2.25-2.75V MCP6S22放大2倍 正确为输出 4.5-5.5V ？？？？？？
这个实际输出应该是4.5V ~ 5V，如果是这样就非常合理了。
超出了显示范围，当然看不到了。就算是泰克台式示波器也是这样的。没有动态调整能力的。
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MCP6S22是不会坏的，只是输出削波。
我说明的是：如果不调节电平平移电压，结果就是信号测量的有效范围减小了很多。MCP6S22白用。 回【37楼】 dvhome
我再描述一下，老样子，看图说话：
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(原文件名:1.JPG)
有各部位电路的波形，应该清楚了吧。
上边那个通路和DC耦合有点像，不过就是只把信号中的直流成分藕合，而把交流成分去掉，这样AD采样到的就是一个直流信号
下边的通路就是标准的AC耦合，耦合后进入放大，此时信号的中点电位是0V，放大之后把信号平移到0V以上，进入AD采样，AD采集的是交流信号
在PGA放大部分，先把信号放大，然后再把信号平移到固定的 VCC/2 ，这样就不用去调正中点电压了。
仅仅是个想法而已，讨论一下可不可行 to33楼 my_avr 没看明白图，
详细解析下好吗？为什么不需要电平平移？ 1的直流分量也可以是负的啊，2的交流成分也是有负的，一样要电平平移。还是看不懂…… 线路更新 ，最后一幅用CD4066的图。
放弃使用T形反馈网络。改善AC/DC耦合的问题。使用了4运放。
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(原文件名:326.jpg) 我看过一些老的数字示波器的电路图，是交流直流分开衰减，再合起来过PGA，再采样的 电平平移应该放到最后吧。
±0.25 电平放大10倍，变为±2.5 电平平移2.5V，范围为0~5V
±0.1 电平放大25倍，变为±2.5 电平平移2.5V，范围为0~5V
这样都是平移2.5V 衰减，电压跟随，程控放大，电平平移 TO【45楼】 ifree64
衰减，电压跟随，程控放大，电平平移
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我用的就是这个思路。
只是程控放大这级问题。
使用MCP6S22 5V供电 单电源的。 这个是做示波器最难的部分 【46楼】 ZealotNH 发仔
双电源也有，但价格贵一些啊~~
TI有一款 PGA103U大家讨论一下可不可以接受？？？
官方参考报价是4.35美金
而且货源不知道怎样 PGA103还有一个缺点，增益跨度较大，1,10,100
PGA205AP 的规格比较合适，但价格太高了，官方报7.25美金 PGA103和PGA205的带宽太小了，不合适吧，价格还死贵（
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_428820.JPG
(原文件名:103.JPG)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_428821.JPG
(原文件名:205.JPG)
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_428833.JPG
(原文件名:未命名.JPG) 哈，带宽我没有注意
确实太小了，看来TI的是不行
有没有可能用两个，然后正负电压分开来做？？
用运放整流，然后分别处理正负电压
不知道这样失真会不会很大？ 这个这么贵。老实说MCP2S66都觉得贵，估计比STM8贵。 42楼贴的图 成本在5元左右。 嘿嘿，找到一个很NB的PGA，ST的TS652，不知道这个能不能也赞助一下 ./emotion/em092.gif
点击此处下载 ourdev_428874.pdf(文件大小:77K) (原文件名:TS652.pdf) ST的TS652 超级NB。这个只能靠赞助了。
要买的话大家猜猜多少RMB？猜中没奖品。 看了一下规格书，需要电容耦合？？这样怎么测直流呢？
ST赞助，应该可以吧？？？就是不知道时间需要多久
发仔 透露一下价格哈 我知道就不用叫人猜了。
第一个猜价钱 估计比PGA205要贵2倍 我明白了，因为MCP6S22 5V供电 单电源的，所以只能采用AC耦合，不能测DC。
而my_avr的方案是一路AC采样，一路DC采样，然后显示的时候叠加起来，这种方法的缺点是将stm8的adc性能削弱一半。
这样说来我们必须放弃单电源的集成程控放大方案 AD8330，研究一下嘛！ AD8326 好像比较靠谱
±5V供电，100MHz -3db带宽$3.95
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparators/variable-gain-amplifiers/ad8326/products/product.html 就是价格太不满意了
唉…… AD8337 Analog 280 0 +24 1 2.2 ±5 15mA ±0.25 - 8-Lead LFCSP $2.49
好像这个价格稍微靠谱点 以下是 上面几只芯片的淘宝价钱
AD8330 47元
AD8326 70元
AD8337 50元
MCP6S28 11元 【62楼】 ifree64
这个是模拟控制的，不适用 AD8326不错啊，价格也还可以接受 70元啊
STM8才几钱个，其它外围芯片都不应该超过它，否则是浪费。大马拉小车。 叫人帮忙查了，ST的TS652已经停产，没可能啦。 其实我觉得TL062+HCT4052控制反馈电阻就够了，用TL072都是浪费，用VGA就是小驴拉跑车。 我上个图,供大家参考:
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(原文件名:新建 BMP 图像.JPG)
该图中:
R作为电阻网络选中的某一个的电阻值,该阻值的大小要考虑4051的内部导通电阻,具体调试的时候,可以加个电位器来调节,以满足阻值的需要;
K=R3/R;R3=R4;
Vx=V1+(Vin-V1)*R2/(R1+R2)
(Vo-V2)/R4+(Vadj-V2)/R3=(V2-Vx)/R
由此可以得出:
Vo=2*V2+(K*V2-K*V1+K*R2*V1/(R1+R2))-Vadj-K*R2/(R1+R2)*Vin
当(K*V2-K*V1+K*R2*V1/(R1+R2))=0的时候, V2=V1*(1-R2/(R1+R2)),V1和V2可以由电阻分压,在加上跟随器来设定,以满足该式子的要求.
此时: Vo=2*V2-Vadj-K*R2/(R1+R2)*Vin,
当V2=Vref/2时,Vo=Vref-Vadj-K*R2/(R1+R2)*Vin,
这样,示波器的输入电压Vin,和ADC的输入电压之间的关系,完全成为一个反向比例关系,范围是(0,Vref).这和输入是直流还是交流没有关系.并且,可以由Vadj来调整垂直位移. 终于见到高手出手。
用Vadj调平移，解决AC耦合的点子不错。
DC耦合的时候，只需Vin接地，每级放大都初始化一次数据就OK。
AC耦合，只需要根据采样数据计算出直流分量，然后再调Vadj。
可惜我们用的是STM8 粗略看了参数，运算性能与 AT mega系列差不多，就是AD比较快，外部资源多。
就数据采集 显示已经够它忙了。
可能来个0.5HZ的方波都够STM8忙了。不知软件是否做得来。
用STM32就绝对没问题。 LS可能没有理解图的意思,我举个实际的例子来说明一下:
设:V1=3.2V.V2=1.6V,R1=R2,K=10,Vin=0.2*sin(wt),Vref=3.2V,
V1,V2,Vref,R1,R2作为设计时已经确定好的电压,是不可以动的.K是4051选取决定,Vin是输入,可以AC,也可以DC,Vadj的电压,可以由电位器来调,也可以由DAC来调,
V2=V1*(1-R2/(R1+R2))的条件满足
此时:
Vo=2*V2-Vadj-K*R2/(R1+R2)*Vin=3.2-Vadj-5*0.2*sin(wt)=3.2-Vadj-sin(wt)
调节Vadj=1.6V,当Vadj=Vref/2的时候,零位处于屏幕中央的位置,当Vadj>Vref/2的时候,零位处于上半屏的位置,反之,处于下半屏.
Vo=1.6-sin(wt),这里,1.6V提供的是一个偏置电压,使信号在LCD上的输出,处于屏幕中央的位置.
当sin(wt)=-1的时候,Vo=2.6V,
当sin(wt)=0的时候,Vo=1.6V,该点处于屏幕中央位置.
当sin(wt)=1的时候,Vo=0.6V,
调节Vadj的电压,Vo就会上下移动,和我们平时使用示波器的习惯相符合.
然后,还有一个情况.
KS0108的屏幕,它的坐标原点在屏幕的左上角,和普通示波器显示的情况正好相反.所以,将以上计算得出的数据转换成LCD的数据,可以很容易地显示到屏幕上. 用EWB模拟一次更加清晰了。
没把V1 V2 Vadj关系想清楚 这次是真的明白了
这种方法，工作中也是用到的。
电路变了型就不认识了，真是晕啊。 我根据电路图运算了一遍，这个电路真是太高明了！ 回69楼：
我是菜鸟，不过不明白为什么要加 V1这级。大家看直接一级怎么样？
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(原文件名:反向放大器.JPG)
其中调节R3来调节比例。这里就没有画。
这里直接调节V1可以也改变中点。就是输入和输出和中点比是反向的。 LS的输出是:
(V1-Vin)/R1=(Vo-V1)/R3 V1=1.2V
Vo=V1+R3*(V1-Vin)/R1=V1+R3/R1*V1-R3/R1*Vin若K=R3/R1
当V1和K变化的时候,Vo和Vin没有比例的关系.所以是不行的. 我改了下my_avr的图,供参考:
点击此处下载 ourdev_429775.pdf(文件大小:894K) (原文件名:DSO3.pdf) 回复76楼：
一定要有比例关系吗？我觉得这个是软件
上加些计算就可以摆脱的。
我希望硬件上简单些。 【78楼】 xingliu
说简单点，你在75楼的电路就是放大了Vin，同时也把V1给放大了，胡子头发一把抓 【78楼】 xingliu
你可以假设:V1=1.2V,放大倍数100倍,输入信号10mV,输出就饱和了.却还不能看到放大的输入信号. 回复：【79楼】 my_avr
放大的V1只是抬升了中点而已。
v1的放大部分R3/R1和信号
Vin的放大部分“R3/R1”是相同的两个电阻。
这样难道对精度会有影响吗？
但我电路简单了不少啊。
若有D/A可控制V1，中点即可以随意控制。 回复 【80楼】 ywl0409 老黄牛
感谢。我太愚昧了。
我后悔了。
我调整v1下来，一样可以维持中点的啊。 还是4066^_^。迟些也改成4051.4051导通电阻好点，今天懒画了。
多出而了个信号地，基准电压Vref 二分产生，输入信号地就接在这个信号地上。
老黄牛的图应该就是这种结构的变形。
Vadj为平移电压，由MCU控制。正常时 Vadj应该调节为等于信号地 。
这个线路可以 产生 1/16 1/8 1/4/ 1/2 1 2 4 8 增益。
如果使用4.096基准。
配合表笔的10X时，1/16增益时。10位AD 最大时0.64V/级，可以直接测量市电 不削波。
8倍增益时 最少分辨率 0.25mV/级。感觉已经足够了。
运放074是随手写上去的。如果选择轨至轨 负压就可以不要了。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_13/ourdev_429797.jpg
(原文件名:模拟地.jpg) AC耦合 感觉找个微型只继电器 放在输入前端比较好？ 回复【83楼】 ZealotNH 发仔
可以直接测量市电 不削波？
这个图好像不是差分输入，地线有可能直接接在火线上哦。 用这个性能绝对不错
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(原文件名:1a05.JPG) 才看到这个老帖子，示波器 第一级 应该是衰减（包含电容的补偿） 然后电压跟随 后边在程控放大，继电器 用过那种NEC那种贴片继电器，价格 貌似 要几十块一片。
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