用视频模拟开关组成多路高速瞬态记录仪

高速瞬态记录仪能将一个变化很快的单次或重复频率很低(因此用模拟示波器是无法观测的)的模拟信号经过高速A/D变换器,变换成数字量记录下来,并存贮在计算机中,同时在计算机的屏幕上显示出来。这种高速的瞬态记录仪从10、20、40、50、100、200MSPS等都有现成的产品出售。但有时我们需要记录的高速变化的模拟信号不只是1路而是3路或4路,甚至更多。在这种情况下如果使用3台或4台高速瞬态记录仪来构成一个多通道的瞬态模拟信号测量系统,就会使测量系统的成本加大很多。但若用视频多路器组成一个4通道的高速瞬态记录仪,则成本可大大减少。

1　视频多路器的设计

1.1　AD9300

AD9300是ADI公司生产的单片4X1宽带视频多路器,其全功率带宽可达34MHz,小信号条件下的带宽则更大.在ADI公司所给的技术参数中,其开关特性Thigh[1]的典型值为40ns,Tlow的典型值为35ns,若考虑开关脉冲宽度保持10ns左右,则使用AD9300所能达到的4个通道之间的轮换开启速度应能达到近20MHz,但还要看在这样的速度下能否保证每一个通道的输出信号的稳定、有效,互相之间没有串扰。

1.2　视频多路器

用ADI公司的AD9300设计一个4通道的视频多路器,如图1所示,这里要考虑三个方面:第一要保证多路器在通道转换速率和高速瞬态记录仪的采样速率相关且一致,因此,多路器和瞬态记录仪要使用一个时钟源。第二要保证每次触发时,记录数据时的通道的确定性,就是说每一次触发所记录的第一个数据都应来自第一通道的模拟信号的结果。因此,能发逻辑除了要有能发源外,还要有AD9300的通道编码信号的能发信号的控制。第三要考虑在多路器打开每一个通道并使输出信号达到稳定时刻,正好对应于高速瞬态记录仪采样模拟信号的时刻,要作到这一点,可通过微调延迟电路的延迟时间来实现,这也是提高系统工作频率的关键(图1)。

2　4通道高速瞬态记录仪的组成

4通道视频多路器是基于PC总线的,通过PC总线控制下的接口电路对视频多路器进行初始化,并提供电源,对于单通道的高速瞬态记的连接,如图2所示。只要相关信号连接正确,系统就能正常工作。

录仪不管它是基于ISA还是PCI总线的,或者是别的总线,都是无关紧要的,关键是相关信号的连接,如图2所示。只要相关信号连接正确,系统就能正常工作。 

3　结束语

采样AD9300设计的4通道多路器与一块基于ISA总线的20MSPS的高速瞬态仪的连

接,组成4通道高速高速瞬态记录仪,通过作者仔细调节延迟时间,系统实现了稳定可靠地工作。

 赵智宏,王庆琪,阮福明

(中国科学技术大学近代物理系,安徽合肥　230027)