數(shù)字存儲(chǔ)示波器的關(guān)鍵器件——輸入前端模/數(shù)轉(zhuǎn)變器,通常是測(cè)量?jī)x器公司自行設(shè)計(jì)和專用的高速集成電路,不供市售,例如TeK公司用在TDS5000等系列使用的帶寬500MHz以上的ADC,由TeK和IBM共同開(kāi)發(fā)制造,成本很高,只供維修時(shí)更換。AT84AS004的主要特征為：
路最高取樣率-2GS/S
路最高分辨率-10位
路模擬輸入電壓和阻抗-500mv,100Ω(差分)、50Ω(單端);
路模擬輸入帶寬-3.3GHz
路1GHz的高頻特性—有效位數(shù)7.8位,信噪比51dB,無(wú)雜波動(dòng)態(tài)范圍-55dB,
路調(diào)節(jié)功能-ADC增益,取樣延遲,數(shù)據(jù)有效輸出,超量程指示輸出,1：4多工信號(hào)輸出。
路供電電壓—-5V,-2.2V,3.3V,2.5Vp,功率耗散6.5W
路裝封—-EBGA317,25×35mm
路工作溫度-0℃~90℃(民用級(jí))-20℃~110℃(工業(yè)級(jí))
AT84AS004芯片的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,,輸入信號(hào)Vin經(jīng)取樣保持電路S/H,送入量化器和邏輯電路,在時(shí)鐘輸入CLR,取樣延遲調(diào)節(jié)SDA、圖形發(fā)生器有效位PGEB、復(fù)位脈沖DRRB作用下實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。獲得的A/D數(shù)據(jù)輸出經(jīng)解多路復(fù)用器DMUX和低壓差分緩沖級(jí)LVDS放大,形成4路輸出端口A、B、C、D,4組輸出的10位數(shù)字信號(hào)供存儲(chǔ)器、DSP等作數(shù)據(jù)處理使用。芯片的調(diào)節(jié)信號(hào)還有內(nèi)建自測(cè)試BIST,異步復(fù)位ASYNRST,增益調(diào)節(jié)GA,二進(jìn)制和灰度碼選擇B/GB,休眠狀態(tài)SLEEP等。
AT84S004芯片是目前市售頻率指標(biāo)最高的ADC。首先是取樣率達(dá)到2GS/S,模擬輸入帶寬是3.3GHz。按取樣原理可知,ΔF≤Fs/2即實(shí)時(shí)帶寬應(yīng)小于/等于取樣率Fs。該芯片的Fs=2GS/s,求得△F=1GHz,即第一奈奎斯特區(qū)處在1GHz以下,第二奈奎斯特區(qū)擴(kuò)展到2GHz。為避免產(chǎn)生波形混淆,數(shù)字存儲(chǔ)示波器只使用第一奈奎斯特區(qū),但是,雙頻通信應(yīng)用時(shí),可進(jìn)入到第二奈奎斯特區(qū),因?yàn)樾铻楦鼘挼妮斎霂�。其�?在1GHz下的有效位數(shù)是7.8位而不是10位,由于時(shí)鐘頻率提高和電壓比較器電平不穩(wěn),高頻的分辨率會(huì)下降,從10位變成7.8位。大部分市售數(shù)字存儲(chǔ)示波器的分辨率是8位。在高頻時(shí)會(huì)低于7位。還有,芯片提供1：2和1：4的多工數(shù)字輸出,對(duì)于后端數(shù)據(jù)處理非常有利,可以使用時(shí)鐘較低的閃存和DSP,降低電路成本。
