主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
高速数字存储示波器高阻抗匹配器
小类:
信息技术
简介:
有一类高速数字存储示波器(例如Tektronix公司TDS6604)垂直通道输入阻抗无高阻选项,在未配备专用高阻探头情况下无法使用该示波器来观测混合信号。为充分发挥示波器数据采集能力,同时观测、记录混合信号,设计了一种有源阻抗匹配器,输入、输出阻抗分别为1MΩ和50Ω,带宽DC-200MHz。仅使用很少的硬件成本充分利用了现有示波器的功能,降低了仪器购置经费开支,具有较强的实用性和创新性。
详细介绍:
在高功率微波效应实验中,高模拟带宽高速数字存储示波器(如TDS6604)垂直通道输入阻抗只有50Ω档位,不具备1MΩ输入阻抗,无法直接进行高阻测试。为此,采用AD8009运放设计了一种有源1MΩ/50Ω阻抗匹配电路,实现了在此示波器上同时观测低阻微波信号和高阻数字信号,解决了效应实验混合信号观测同步记录问题,充分发挥了高速数字存储示波器信号测试功能,节省了示波器专用高阻探头购置开支。经测试,所设计的阻抗匹配器带宽为DC-200MHz,外形尺寸48mm×40mm×12mm,已应用于数字电路微波效应实验中。

作品图片

  • 高速数字存储示波器高阻抗匹配器
  • 高速数字存储示波器高阻抗匹配器
  • 高速数字存储示波器高阻抗匹配器
  • 高速数字存储示波器高阻抗匹配器
  • 高速数字存储示波器高阻抗匹配器

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

在高功率微波效应实验中,部分高模拟带宽高速数字存储示波器垂直通道输入阻抗只有50Ω档位,不具备1MΩ输入阻抗,无法直接进行高阻测试。此匹配器实现了在此示波器上同时观测低阻微波信号和高阻数字信号,解决了效应实验混合信号观测同步记录问题,充分发挥了高速数字存储示波器信号测试功能。匹配器输入输出阻抗为1MΩ,50Ω,工作电压为±5V,工作电流为14mA。输入输出电压增益G=2/3,工作带宽200MHz。

科学性、先进性

一些高档高速数字存储示波器垂直通道输入阻抗无高阻选项,对于此类高档示波器在未配备专用高阻探头情况下无法使用该示波器来观测混合信号,如要求高阻输入的数字脉冲和终端匹配50Ω的微波脉冲信号。由于专用高阻抗探头非常昂贵,为了缩减科研经费开支,节约成本,同时为了充分发挥高速数字存储示波器数据采集能力,同时观测、记录微波效应实验中混合信号,采用高速运放设计了一种有源阻抗匹配器。具有一定的创新性和很强实用性。

获奖情况及鉴定结果

2010年10月通过电子科技大学学校创新基金项目验收

作品所处阶段

实际使用阶段

技术转让方式

协商确定

作品可展示的形式

实物、产品、图片

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

该匹配器为有源高阻抗匹配器,使用时需要与±5V直流电压源配套使用,采用高速运放设计,输入输出分别1MΩ,50Ω。带宽为DC-200MHz。与专用高阻抗探头相比,价格十分便宜。目前此匹配器已经结合对应的示波器应用于科研中。大大缩减了科研生产中,器件的购置成本,带来了良好的经济效益。

同类课题研究水平概述

此项目为高速数字存储示波器高阻抗匹配器的设计,旨在制作出价格低廉性能优良的匹配器,缩减科研生产中,宽带高阻探头购置成本,解决实际微波、数字混合信号同步测试需求问题。 根据泰克公司官方价格来看,一个750MHz的高阻抗探头就需要一万多元人民币,一些带宽更高的探头更为昂贵。本课题研究目的是使用很少的硬件成本解决一些高模拟带宽但只配备低阻输入示波器高阻信号测试功能,充分发挥这些低阻输入高实时带宽示波器的数据采集能力。本科课题所提供设计的200MHz带宽阻抗匹配器,成本只需要100多元,相对十分便宜,使用方便,大大缩减了开支,节约了实验成本。 本课题研究思路具有一定的创新性和很强的实用性,并且通过技术改进,可以将此匹配器的带宽做到1GHz或更高,其硬件成本亦远低于示波器厂商专用高阻探头配件费用。 对于此匹配器来说,输入输出阻抗为1MΩ,50Ω,工作电压为±5V,工作电流为14mA。输入输出电压增益G=2/3,工作带宽200MHz。
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