示波器是电子工程师和技术人员不可或缺的重要仪器之一,其广泛应用于电子工业、宇航空天、通信工程等领域,功能强大,可以协助电子工程师和技术人员完成各种测试测量任务。而随着电子信息技术不断地进步,模拟信号逐渐向着高频、复杂多变的趋势发展,针对这些高频电信号的捕捉分析,以及对于信号细节的关注,高带宽、高分辨率数字示波器应运而生。而设计高指标的示波器离不开低噪声、高带宽的信号调理通道,因此,本文以低噪声信号调理通道设计为任务目标,研究了以下内容:1)硬件电路总体方案设计和噪声分析。本文根据课题指标要求合理设计了硬件电路整体结构,介绍了运算放大器相关的闪烁噪声和白噪声,及其外围电阻电路涉及到的热噪声,课题围绕运放及其外围主要噪声简化并搭建了运算放大器等效噪声分析模型,借助通用电路分析方法进行了定量计算。2)信号调理通道设计。按照课题输入动态范围指标要求设计了无源衰减网络,设计了基于高、低频路径分离的阻抗变换网络,介绍了高、低频路径各自增益的计算方法,并分析了如何将二者调节至一致及其必要性;根据各级垂直灵敏度档位增益倍数合理设计了放大电路,同时根据运放噪声分析理论结果,对级联运算放大器的等效输出噪声进行了计算,并与课题噪声指标进行比对。3)触发调理电路和电源系统设计。围绕模拟带宽、触发灵敏度、动态范围等指标要求设计了外触发调理电路及通道触发调理电路,特别通道触发调理电路采用了基于D触发器的创新方案,为高频信号实现通道触发提供了新思路;另外分析计算了整个模拟前端的总体功率需求,分别根据各个供电电压的功耗需求,综合带载能力、纹波噪声等因素对电源芯片进行选型,最终设计出低纹波噪声电源系统。课题依据指标要求最终用分立器件搭建出了1.5GHz带宽低噪声信号调理通道,并对通道带宽、上升时间、增益精度和均方根噪声等指标进行了测试,测试结果均满足要求。