4-17 高速示波器系统研制杜 平 陈敏德 卓光祥系统采用扫描转换CRT、微通道板MCP、CCD照相技术、超高频、微带、VCO、计算机软硬件等技术途径。示波管采用南京55所5GHz高速示波管,这种示波管具有读枪和写枪两部分。写枪采用了MCP电子倍增技术和宽频带直通技术,具有5GHz以上的带宽;读枪采用CCD摄像技术,将波形信号转换为视频图像信号。 垂直系统采用直通输入,高频快信号经电缆延迟后加到示波管垂直偏转系统,与水平偏转系统一起使电子束偏转,偏转电子束到达MCP(微通道板)进行电子倍增,被倍增的电子束打到示波管的荧光屏上,激发荧光粉发光,光信号经光导透镜耦合到CCD光电耦合器,CCD部件将光信号转变成视频信号,视频信号经A/D转换为数字信号,经数字采集卡采集并以位图形式输入计算机存储,然后在计算机中进行波形处理、显示、打印等。扫描转换CRT的频带宽度大于5GHz,采用50W 电缆方式将信号导入示波管垂直系统。CCD摄像机紧贴示波管的1cm×2cm荧光屏,对屏上图像信号进行读取。示波器框图见图1。 垂直系统完成高频信号的延迟、耦合、匹配、触发信号拾取等的装配与调试;水平系统完成触发信号成形、扫描锯齿波产生、水平放大、终端匹配等的装配与调试;低压电源的装配与调试;高压及示波管电路的装配与调试;时标电路的装配与调试时序控制电路、视频监视电路的调试;编写数据处理软件;加亮电路以及示波管保护电路的调试等。装配完成两台样机。调试中进行的具体工作:消除整机产生的70MHz寄生振荡以及电路间的干扰;调试水平系统灵敏度以及扫描速度;调试加亮电路的振铃、加亮幅度;调试示波管电路;调试CCD图像拾取、视频监视电路;测试示波器初步指标。 整机达到的主要技术指标: 垂直通频带,内触发拾取时为3000MHz(带45ns延迟线),灵敏度全偏转6V(垂直主带宽由于示波管亮度原因目前无法测试)。水平系统,水平扫描速度2~100ns(全程),共9挡。时标10MHz~2GHz,共8档。频率精度0.5%。数字化处理部分,垂直幅度分辨率8Bit;水平时间分辨率10Bit。 |