超低成本快边沿发生器与示波器实际带宽测量

Infiniium · 发表于昨天 10:51

示波器性能有一个重要指标就是它的实时带宽，但这个指标并不是很轻易就能检验的，目前常用的检验带宽的方法就是输入一个斜率很高的信号（既快边沿）来测量其上升时间，并通过一个经验公式（Tr = 0.35 / BW）将上升时间换算为带宽。

产生快边沿的方法有很多，最经典的是由模拟电路大师Jim Williams在Liner Technology应用笔记AN47中给出的雪崩脉冲发生器电路。

它能产生大约300ps上升/下降时间的脉冲，但是这个电路由于时间较早，其核心的管子现在不是很好找，所以我这里选择一个更为简单的实现方式，即通过有源晶振产生一个方波信号，再通过具有施密特触发输入的反相器来将它的边沿更进一步提高。
电路部分设计非常简单，电源输入选择5v输入，可以直接连结示波器USB接口，通过一个1117将5v转为3.3v为晶振供电。
晶振选择国产的10MHz有源晶振，通电就出方波，非常方便。
反相器选择的是德州仪器的SN74LVC1G14DBVR，便宜好用。

PCB理所当然的白嫖自JLC。

外壳直接使用现在已经基本用不到的监控摄像头同轴转双绞线巴伦。
它自带了BNC接口，可以很方便的直接插示波器输入端子上。

把它里面的pcb掏出来，换成发生器。

接上示波器实测一下，鼎阳SDS804X HD，新一代入门神机，已经升级成了824，具有200M标称带宽，实测上升时间1.164ns，对应带宽近300MHz，非常优秀。

接着是经典老将安捷伦54622A，具有100M标称带宽，实测上升时间2.07ns，对应带宽越170MHz，同样优秀。

最后成本核算，有源晶振1.1元，SN74LVC1G14DBVR是1.5元5个，单个算0.3元，算上其他小零件，不会超过5元。
另外关于它的极限性能，由于手边没有更高带宽的示波器，故无法测量，但根据其他采用该反相器的设计的测量，大约在500ps，因此对于500MHz带宽示波器来说都是够用的。