双通道模拟示波器系统的高速采集电路 － 产品

高速的信号采集在很多领域都是非常重要的部分，比如测试测量仪器、软件无线电、工业控制、医疗成像等等。典型的信号采集系统是通过模拟调理电路（包括低噪声放大、模拟滤波器、可控增益放大器）、A/D变换器以及可编程逻辑（FPGA或CPLD）完成对模拟信号的量化并将数字化后的信号缓存在高速的RAM中供后级的电路进行读取、处理。

模拟电路是让所有电子工程师头疼的部分，不仅需要从信号链路的设计上要满足被采集信号的电平、动态范围以及带宽要求，还要在器件的选择上做到功能、性能和价格的平衡，实际的电路设计更具有挑战性，器件的布局布线、电源的设计等都会对整个系统的性能带来极大的影响。

我们的这个电路是个完整的数据采集系统的模拟部分，基于ADI公司的双通道高速（250Msps）A/D变换芯片AD9286（AD 9286数据手册），搭配一块FPGA板卡就可以轻松地构成一个双通道模拟示波器系统。主要的技术指标：

• 50 MHz 模拟带宽
• 采用AD9286支持双通道 － 每个通道250Msps的同步采样
• 具备三个增益级设定的可编程增益放大器
• 输入信号可调高达±60V (10x探头设定, 最低增益)
• 分辨率低至12 mv/LSB (1x 探头设置,最高增益)
• 2.5 MHz 和 5 MHz 方波输出

模拟信号链路的设计

本设计中用到的关键元器件：

• ADI的双通道250Msps高速AD变换器：AD 9286BCPZ:
• ADI的1V输出电压的双电压参考源：ADR510ARTZ:
• ADI的1.9GHz宽带差分模拟放大器：ADA4937
• ADI的四通道单刀单掷开关：ADG611YRUZ
• ADI的410MHz带宽模拟放大器：ADA4817
• ADI的1.5V固定电压LDO稳压器：ADP3338AKCZ
• ADI的开关电容变换器：ADM8660ARZ
• ADI的固定电压输出LDO稳压器：ADP7102ARDZ
• ADI的可逻辑控制的电源开关：ADP195ACPZ
• SiTime的可编程时钟发生器：SIT8033AC
• Fairchild的特殊接口电路：FXMA108BQX
• Fairchild的N沟小信号MOSFET晶体管：FDN327N

可以看出来，ADI公司有多强大，有几乎全线的产品满足模拟链路的要求。

采用Python编写的示波器控制界面

我们提供了本设计的原理图（PDF格式）、BOM清单（XLS格式）以及详细的使用说明手册，本数据采集卡售价为$45，非常低的价格，方便工程师用户快速搭建自己的高速信号采集系统。

注：本人已经买到一块BeScope的板卡（板卡才$45，比板上的一颗AD9286单芯片价格还便宜）以及基于Altera MAX10的FPGA主板（$30），配合在一起构成一个完整的双通道示波器，正在调试，有兴趣的朋友一起交流。