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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器高阻抗匹配器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 有一類高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器（例如Tektronix公司TDS6604）垂直通道輸入阻抗無(wú)高阻選項(xiàng)，在未配備專用高阻探頭情況下無(wú)法使用該示波器來(lái)觀測(cè)混合信號(hào)。為充分發(fā)揮示波器數(shù)據(jù)采集能力，同時(shí)觀測(cè)、記錄混合信號(hào)，設(shè)計(jì)了一種有源阻抗匹配器，輸入、輸出阻抗分別為1MΩ和50Ω，帶寬DC-200MHz。僅使用很少的硬件成本充分利用了現(xiàn)有示波器的功能，降低了儀器購(gòu)置經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和創(chuàng)新性。
- 詳細(xì)介紹：
- 在高功率微波效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，高模擬帶寬高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器（如TDS6604）垂直通道輸入阻抗只有50Ω檔位，不具備1MΩ輸入阻抗，無(wú)法直接進(jìn)行高阻測(cè)試。為此，采用AD8009運(yùn)放設(shè)計(jì)了一種有源1MΩ/50Ω阻抗匹配電路，實(shí)現(xiàn)了在此示波器上同時(shí)觀測(cè)低阻微波信號(hào)和高阻數(shù)字信號(hào)，解決了效應(yīng)實(shí)驗(yàn)混合信號(hào)觀測(cè)同步記錄問(wèn)題，充分發(fā)揮了高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器信號(hào)測(cè)試功能，節(jié)省了示波器專用高阻探頭購(gòu)置開(kāi)支。經(jīng)測(cè)試，所設(shè)計(jì)的阻抗匹配器帶寬為DC-200MHz，外形尺寸48mm×40mm×12mm，已應(yīng)用于數(shù)字電路微波效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 在高功率微波效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，部分高模擬帶寬高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器垂直通道輸入阻抗只有50Ω檔位，不具備1MΩ輸入阻抗，無(wú)法直接進(jìn)行高阻測(cè)試。此匹配器實(shí)現(xiàn)了在此示波器上同時(shí)觀測(cè)低阻微波信號(hào)和高阻數(shù)字信號(hào)，解決了效應(yīng)實(shí)驗(yàn)混合信號(hào)觀測(cè)同步記錄問(wèn)題，充分發(fā)揮了高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器信號(hào)測(cè)試功能。匹配器輸入輸出阻抗為1MΩ，50Ω，工作電壓為±5V，工作電流為14mA。輸入輸出電壓增益G=2/3，工作帶寬200MHz。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一些高檔高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器垂直通道輸入阻抗無(wú)高阻選項(xiàng)，對(duì)于此類高檔示波器在未配備專用高阻探頭情況下無(wú)法使用該示波器來(lái)觀測(cè)混合信號(hào)，如要求高阻輸入的數(shù)字脈沖和終端匹配50Ω的微波脈沖信號(hào)。由于專用高阻抗探頭非常昂貴，為了縮減科研經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，節(jié)約成本，同時(shí)為了充分發(fā)揮高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)據(jù)采集能力，同時(shí)觀測(cè)、記錄微波效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中混合信號(hào)，采用高速運(yùn)放設(shè)計(jì)了一種有源阻抗匹配器。具有一定的創(chuàng)新性和很強(qiáng)實(shí)用性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年10月通過(guò)電子科技大學(xué)學(xué)校創(chuàng)新基金項(xiàng)目驗(yàn)收
作品所處階段
- 實(shí)際使用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 協(xié)商確定
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該匹配器為有源高阻抗匹配器，使用時(shí)需要與±5V直流電壓源配套使用，采用高速運(yùn)放設(shè)計(jì)，輸入輸出分別1MΩ,50Ω。帶寬為DC-200MHz。與專用高阻抗探頭相比，價(jià)格十分便宜。目前此匹配器已經(jīng)結(jié)合對(duì)應(yīng)的示波器應(yīng)用于科研中。大大縮減了科研生產(chǎn)中，器件的購(gòu)置成本，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 此項(xiàng)目為高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器高阻抗匹配器的設(shè)計(jì)，旨在制作出價(jià)格低廉性能優(yōu)良的匹配器，縮減科研生產(chǎn)中，寬帶高阻探頭購(gòu)置成本，解決實(shí)際微波、數(shù)字混合信號(hào)同步測(cè)試需求問(wèn)題。 根據(jù)泰克公司官方價(jià)格來(lái)看，一個(gè)750MHz的高阻抗探頭就需要一萬(wàn)多元人民幣，一些帶寬更高的探頭更為昂貴。本課題研究目的是使用很少的硬件成本解決一些高模擬帶寬但只配備低阻輸入示波器高阻信號(hào)測(cè)試功能，充分發(fā)揮這些低阻輸入高實(shí)時(shí)帶寬示波器的數(shù)據(jù)采集能力。本科課題所提供設(shè)計(jì)的200MHz帶寬阻抗匹配器，成本只需要100多元，相對(duì)十分便宜，使用方便，大大縮減了開(kāi)支，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。 本課題研究思路具有一定的創(chuàng)新性和很強(qiáng)的實(shí)用性，并且通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，可以將此匹配器的帶寬做到1GHz或更高，其硬件成本亦遠(yuǎn)低于示波器廠商專用高阻探頭配件費(fèi)用。 對(duì)于此匹配器來(lái)說(shuō)，輸入輸出阻抗為1MΩ，50Ω，工作電壓為±5V，工作電流為14mA。輸入輸出電壓增益G=2/3，工作帶寬200MHz。
