本文为学习笔记，本项目为一个完整的双通道250MSps采样率示波器的开源项目 ，包含信号调理、采集、DAC输出、I/O控制，FPGA等多项内容，是硬件爱好者进阶学习的范例，项目地址为：https://www.scopefun.com/

第二部分（增益、偏置调节与触发）

第二部分包含以上4各模块，本文将依次介绍这四个模块的功能的设计思想。

7.采样切换电路

这个继电器可以将第二路采样的输入也切换成CH1_VGA，通过ADC的时序控制，可以实现对CH1-VGA信号的双通道采样，从而将采样率提升到500Msps。

8.低噪声可调增益放大电路

这里使用了一个AD8337，这是一个低噪声VGA（Variable Gain Amplifier, 可变增益放大器），包含一个低噪声前置放大器以及一个VGA构成，从而具备低噪声特性。

我当时看的时候就有一个疑惑，既然是放大器，为什么不和第一部分的跟随器放在一起设计（把跟随器改成放大器）？这有以下两个方面的原因：

阻抗方面：第一部分的分压电路阻抗接近MΩ，是一个高阻电路，因此，要想基本无损的读取电压，必须需要一个极高输入阻抗的放大器。在阻抗上:MOSFET>JFET>>BJT，所以第一部分中的电压跟随器使用MOSFET放大器的原因。

噪声方面：MOSFET、BJT以及JFET三种晶体管具有不同的噪声特性，在电压噪声上：BJT<JFET<MOSFET，在电流噪声上：MOSFET≈JFET<BJT。对于高源阻抗电路，可有效降低由电流噪声带来的电压噪声（Vn=In*Rs）。而在电压跟随器完成阻抗变换后，AD8337前置了一个BJT的放大器，从而保证了整条链路的低噪声。

9.单端转差分/偏置注入/共模钳位

这个部分是信号进入ADC之前的最后环节，他完成了单端转差分/偏置注入以及共模钳位三个功能。

这部分使用了一个全差分放大器ADA4932-1。全差分放大器和一般放大器不同，他有两个输入，两个输出，以及一个Vocm端口。从而实现差分输入和差分输出。我们将OFFSET加在输入负极上，就可以将Vin-OFFSET进行放大，从而实现偏置调节。而Vocm则将差分输出的共模电压调成CH1_CM，这个是用于满足部分高速ADC对于直流偏置的需求，避免采样失真。

这个电路的输出接了两个100欧姆的电阻以及一个2pF的电容，这部分作用有两个作用：1.电荷缓冲 2.抗混叠滤波。

电荷缓冲是指：每次当ADC进行采样时，会有一个开关导通，使用一个极小的电容对外部电压进行采样，当两次采样的电压变化时，有极少电荷在极短时间流入ADC内部的电容当中，这个极短的电流脉冲会影响到前级差分放大器的工作（影响反馈从而影响电路输出稳定性），为了避免这个影响，我们加入一个电容，这个电容代替了放大器向ADC输出电荷，100欧姆的电阻也保证了通过放大器的电流的稳定，从而保证放大器稳定工作。

抗混叠滤波是指：这两个电阻和电容组成了一个一阶低通滤波器，他的截止频率为：

代入计算可知，截止频率为398MHz，从而滤除了398MHz以上的高频信号。我认为针对250MHz的ADC，我们应该将截止频率放在125MHz从而防止混叠，不知道这里为什么选了398MHz，可能是后续还有滤波。

10.触发电路

这部分就是一个比较器，当AN_TRIG低于TRIG_LEVEL时，电路输出为高电平，否则为0，这个后续会接入到FPGA中进行TRIG控制。而AN_TRIG_LEVEL来自于一个DAC，可以实现灵活的电平触发控制。

至此，模拟前端的全部内容就已经完成了。模拟前端的第二部分主要实现了信号的低噪声放大（适应不同的量程档位，实现细调），偏置调节（让信号上下移动），差分转换以及模拟触发。