Stap 5: Input fase / Analog Frontend (deel 1)
Ten eerste is het inkomend signaal verzwakt door een factor 4. Dit verhoogt de maximale spanning tot 20V. Aangezien de latere circuits niet kunnen omgaan met negatieve spanning (eenvoudig te houden het circuit, dat het toepassingsgebied heeft slechts één + 5V levering en geen negatieve levering), moet de enige manier om te meten van de negatieve signalen ze naar boven verplaatsen met een programmeerbare compenseren spanning (tussen 0 en 4 V) geboden door een digitaal-naar-analoog converter (zie later). Op deze manier het toepassingsgebied spanningen tussen - 12V kunt weergeven en + 20V max met een 1:1-sonde (-120V aan + 200V met een 1:10 sonde - maar wees zeer voorzichtig wanneer het werken met dergelijke hoge spanningen!).
De offset is gevoed aan de onderkant van de scheidingslijn van de spanning (tussen C12 - die buffers snel Transiënten- en R2).
De input scheidingslijn verdient enige verdere aandacht. Het is een zogenaamde gecompenseerd verzwakker en bestaat uit een combinatie van een vaste ohms divider (R1 en R2) en een verstelbare capacitieve divider (C19 en C6). De reden voor het toevoegen van de capacitieve scheidingslijn is het feit dat de bescherming diodes (D1 en D2), alsmede de input van de opamp (OP1.1) enkele onvermijdelijke parasitaire capaciteit in de volgorde van een paar pF. hebben Met alleen de R1 en R2 zou dit leiden tot een low-pass R-C filter (de scheidingslijn voeden de parasitaire capaciteit die zou moeten enige tijd op te laden), ernstig beperken de haalbare bandbreedte.
Snelle raming: uitgangsimpedantie van de scheidingslijn is R1 || R2 = 187 kOhm, parasitaire C_par misschien 20 pF, dat zou een tijdconstante van 187 k * 20 p = 3.74us en een bandbreedte van slechts 0.35/3.74 = ca. 90 kHz). Dit is veel te laag voor onze scope!
De oplossing - als u ze niet kan verslaan, zich bij hem voegen. De capacitieve scheidingslijn toevoegen en past deze aan dezelfde divisie verhouding (1:4) als de resistieve scheidingslijn maakt de frequentierespons plat uit DC aan het licht (ten minste in theorie - maar dicht genoeg voor ons doel). De noodzakelijke voorwaarde is:
(C6 + C_par) / C19 = R1 / R2
Aanpassing wordt gedaan met C19. Aangezien niets gratis in het leven komt, is het niet verwonderlijk is er een prijs te betalen - de capacitieve scheidingslijn veroorzaakt de ingangsimpedantie van de scope te laten vallen voor hogere frequenties. Toch is dit een waardevolle afweging en dus een dergelijke compensatie kan worden gevonden in vrijwel elke oscilloscoop.
