如何通过前端将PC声卡变成高速采样示波器

有多种软件包可以使个人计算机(PC)中的立体声声卡提供类似示波器的显示，但低采样速率、高分辨率模数转换器(ADC)和交流耦合前端最适合20 kHz及以下的可用带宽。现在，这种有限的带宽可以扩展——针对重复波形，可以在声卡输入前使用一个采样前端。利用高速采样保持器(SHA)对输入波形进行二次采样，然后通过低通滤波器重建波形，并使其平滑，可以有效延展时间轴，使PC能够用作高速采样示波器。本文描述一种能够实现这种改造的前端和探头。
如何通过前端将PC声卡变成
高速采样示波器
作者：Doug Mercer

有多种软件包可以使个人计算机(PC)中的立体声声卡提供类似示波
器的显示，但低采样速率、高分辨率模数转换器(ADC)和交流耦合
前端最适合20 kHz及以下的可用带宽。现在，这种有限的带宽可以
扩展――针对重复波形，可以在声卡输入前使用一个采样前端。利
用高速采样保持器(SHA)对输入波形进行二次采样，然后通过低通
滤波器重建波形，并使其平滑，可以有效延展时间轴，使PC能够用作
图2. 以1 MHz频率重复的2 MHz单周期正弦脉冲
高速采样示波器。本文描述一种能够实现这种改造的前端和探头。

图1所示为一个插入式附件的原理图，它可以配合典型PC声卡采样 图3中的屏幕截图显示的是一个以1 MHz频率重复的高斯正弦脉冲。
使用。每个示波器通道使用一个高速采样保持放大器AD783。SHA 采样时钟速率同样是80.321 kHz，采样脉冲宽度为250 ns。
的采样信号由时钟分频器电路的数字输出提供，下文将通过一个例
子说明。AD783输入由一个FET缓冲，因此可以使用简单的交流/直
流输入耦合。在所示的两个通道中，当直流耦合跳线开路且输入为
交流耦合时，1 M 电阻(R1和R3)提供直流偏置。采样输出由图中所
示的双极点有源RC网络低通滤波。该滤波器不必是一个有源电路，
但所示的滤波器能够提供有益的缓冲低阻抗来驱动PC声卡输入。