基于FPGA数字示波器设计.doc

1、摘 草鱼 草鱼 要 草鱼 高速数字化采样技术和 FPGA 技术的发展 ， 鲤鱼 已经开始对传统测试仪器 ， 鲤鱼 包括现有的数字化仪器发展产生着深刻的影响 ， 鲤鱼 对传统仪器体系结构 ， 鲤鱼 传统测量方法 ， 鲤鱼 传统仪器的定义和分类等都将产生深刻的变革 。 草鱼草鱼 近几年来 ， 鲤鱼 数字仪器通常采用 DSP 或 FPGA 结构 ， 鲤鱼 从信息处理技术的发展上看 ， 鲤鱼以 FPGA 为基础的软件硬件化是其重要的发展方向 ， 鲤鱼 本文设计的基于 FPGA 的数字示波器 ， 鲤鱼 是由单片机和 FPGA 相结合的方式组成 ， 鲤鱼 即用单片机完成人机界面 ， 鲤鱼系统调控 ， 鲤鱼

2、 用 FPGA 完成数 据采集 ， 鲤鱼 数据处理等功能 。 草鱼 由通道输入调整 ， 鲤鱼 数据采集 ， 鲤鱼 数据处理 ， 鲤鱼 波形显示和操作界面等功能模块组成 ， 鲤鱼 系统中的数据采集及数据处理模块 ， 鲤鱼 采用了 FPGA 内制的 RAM 草鱼 IP 核 ， 鲤鱼 使系统的工作频率基本不受外围器件影响 。 草鱼 设计中采用了自顶向下的方法 ， 鲤鱼 将系统按逻辑功能划分模块 ， 鲤鱼 各模块使用 VHDL 语言进行设计 ， 鲤鱼 在 ISE 中完成软件的设计和仿真 草鱼 关键词 ： p orkFPGA 草鱼 草鱼 数字示波器 草鱼 草鱼 数字采样 草鱼 草鱼 Abstract 草

3、鱼 High-speed 草鱼 digital 草鱼 sampling 草鱼 and 草鱼 FPGA 草鱼 technology 草鱼 has 草鱼 begun 草鱼 to 草鱼 influnence 草鱼 the 草鱼 草鱼development 草鱼 of 草鱼 traditional 草鱼 test 草鱼 equipment, 草鱼 including 草鱼 existing 草鱼 digital 草鱼 instruments 草鱼 , 草鱼the 草鱼 architecture 草鱼 of 草鱼 traditional 草鱼 instruments, 草鱼 traditional 草鱼

4、 measurement 草鱼 methods, 草鱼definition 草鱼 and 草鱼 classification 草鱼 of 草鱼 traditional 草鱼 instruments 草鱼 and 草鱼 so 草鱼 will 草鱼 produce 草鱼profound 草鱼 changes.草鱼 In 草鱼 recent 草鱼 years, 草鱼 independent 草鱼 instrument 草鱼 is 草鱼 made 草鱼 up 草鱼 of 草鱼 DSP 草鱼 or 草鱼 FPGA 草鱼 structure, 草鱼from 草鱼 the 草鱼 point 草鱼 of 草鱼

5、 information 草鱼 processing 草鱼 technology 草鱼 development, 草鱼 to 草鱼 FPGA 草鱼based 草鱼 hardware 草鱼 of 草鱼 software 草鱼 is 草鱼 an 草鱼 important 草鱼 direction 草鱼 of 草鱼 development, 草鱼 the 草鱼 paper 草鱼design 草鱼 FPGA-based 草鱼 digital 草鱼 oscilloscope, 草鱼 which 草鱼 combines 草鱼 a 草 鱼 single 草鱼 chip 草鱼 and 草鱼 FPGA 草鱼 ,

6、 草鱼 namely, 草鱼 with 草鱼 a 草鱼 microcontroller 草鱼 for 草鱼 interface 草鱼 and 草鱼 system 草鱼 control, 草鱼 with 草鱼 the 草鱼 FPGA 草鱼 for 草鱼 data 草鱼 acquisition, 草鱼 data 草鱼 processing 草鱼 and 草鱼 other 草鱼 functions. 草鱼 It 草鱼 is 草鱼 made 草鱼 up 草鱼 of 草鱼adjustable 草鱼 channel 草鱼 input, 草鱼 data 草鱼 acquisition, 草鱼 data 草鱼

7、processing, 草鱼 waveform 草鱼 display 草鱼 and 草鱼user 草鱼 interface 草鱼 features 草鱼 such 草鱼 as 草鱼 modules, 草鱼 the 草鱼 system 草鱼 of 草鱼 data 草鱼 collection 草鱼 and 草鱼 data 草鱼processing 草鱼 module, 草鱼 using 草鱼 the 草鱼 FPGA 草鱼 within 草鱼 the 草鱼 system 草鱼 RAM 草鱼 IP 草鱼 core, 草鱼 which 草鱼make 草鱼 a 草鱼 great 草鱼 significan

8、ce 草鱼 on 草鱼 the 草鱼 data 草鱼 processing 草鱼 speed 草鱼 and 草鱼 real-time 草鱼 entry 草鱼requirements. 草鱼 Using 草鱼 top-down 草鱼 approach, 草鱼 the 草鱼 system 草鱼 is 草鱼 logical 草鱼 and 草鱼 functional 草鱼modules, 草鱼 each 草鱼 module 草鱼 is 草 鱼 designed 草鱼 using 草鱼 the 草鱼 VHDL 草鱼 language, 草鱼 completed 草鱼 in 草鱼 the 草鱼ISE 草鱼

9、 software 草鱼 .草鱼 Keywords: 草鱼FPGA， 鲤鱼 Digital 草鱼 Oscilloscope， 鲤鱼 Digital 草鱼 Sampling2 目录 草鱼 草鱼 摘 草鱼 草鱼 要 1 草鱼 第一章 草鱼 草鱼 绪 草鱼 论 3 草鱼 1.1 研究概况与意义 3 草鱼 1.2 草鱼 主要工作 4 草鱼 第二章数字示波器的工作原理 6 草鱼 2.1 草鱼 工作原理框图 6 草鱼 2.1.1 草鱼 数字示波器系统框图 6 草鱼 2.2 草鱼 采样定理 6 草鱼 2.2 草鱼 频率测量 7 草鱼 2.3.1 高频双计数器测量方法 7 草鱼 2.3.2 大范围双计数器测量

10、法 8 草鱼 2.3.3 草鱼 等精度测量法 8 草鱼 2.4 扫描速度 8 草鱼 第三章 草鱼 硬件 电路 9 草鱼 3.1 草鱼 系统组成结构 9 草鱼 3.2 放大电路 11 草鱼 3.2.1 程控衰减放大器电路 11 草鱼 3.2.1 草鱼 ADS830的应用 12 草鱼 3.2.2 草鱼 放大器 AD603 介绍 13 草鱼 3.3 整形电路 14 草鱼 3.3.1 信号整形电路设计 15 草鱼 3.4 采样与保持电路 15 草鱼 3.4.1 草鱼 随机采样 15 草鱼 3.4.2 草鱼 采样与保持电路设计 16 草鱼 3.5 数据采集电路 16 草鱼 3.5.1 FIFO的选择 1

11、6 草鱼 3.5.2 随机采样展宽电路 16 草鱼 3.6 草鱼 电路的保护及滤波处理 17 草鱼 第四章 草鱼 草鱼 FPGA 软件设计及仿真 17 草鱼 4.1 分频电路及产生 A/D转换器的控制信号 18 草鱼 4.2 草鱼 草鱼 FIFO 功能单元设计 19 草鱼 4.3 双口 RAM 19 草鱼 4.3 液晶显示及键盘模块 20 草鱼 3 4.4 系统软件住程序设计 20 草鱼 第五章 草鱼 实验结果 21 草鱼 5. 草鱼 1 草鱼 垂直灵敏度测试 21 草鱼 5. 草鱼 2 草鱼 水平扫描速度的测试 22 草鱼 总 草鱼 结 22 草鱼 参考文献 23 草鱼 致 草鱼 草鱼 谢

12、错误 !未定义书签。 草鱼 第一章 草鱼 草鱼 绪 草鱼 论 草鱼 与传统模拟示波器相比 ,数字示波器不仅具有可存储波形 、 pork体积小 、 pork功耗低 ,使用方便等优点 ,而且还具有强大的信号实时处理分析功能 。 草鱼 在电子测量领域 ,数字示波器正在逐渐取代模拟示波 器 。 草鱼 但目前我国使用高性能数字存波器主要依靠国外产品 ,而且价格昂贵 。 草鱼 因此研究数字示波器具有重要价值 。 草鱼 借于此 ， 鲤鱼 提出了一种简易数字存储示波器的设计方案 ,经测试 ,性能优良 。 草鱼草鱼 高速数字化采集技术和 FPGA技术的发展已经对传统测试仪器产生了深刻的影响 。草鱼 数字示波器是

13、模拟示波器技术 、 pork数字化测量技术 、 pork计算机技术的综合产物 ， 鲤鱼 他主要以微处理器 、 por k数字存储器 、 porkA/D 转换器和 D/A 转换器为核心 ， 鲤鱼 输入信号首先经A/D 转换器转换成数字信号 ， 鲤鱼 然后存储在 RAM 中 ， 鲤鱼 需要 时再将 RAM 中的内容读出 ， 鲤鱼 经 D/A 转换器恢复为模拟信号显示在示波器上 ， 鲤鱼 或者通过接口与计算机相连对存储的信号作进一步处理 ， 鲤鱼 这样可大大改进显示特性 ， 鲤鱼 增强功能 ， 鲤鱼 便于控制和智能化 。 草鱼 这种数字示波器中看到的波形是由采集到的数据经过重构后得到的波形 ，鲤鱼

14、而不是加到输入端上信号的波形 。 草鱼 本文采用基于 FPGA 的方式进行数据采集 、 por k数据处理等功能的设计 。 草鱼 这种设计方案在高速数据采集上具有很多优点 ， 鲤鱼 如体积小 、por k功耗低 、 pork时钟频率高 、 pork内部延时小 、 pork全部控制逻辑由硬件完 成等 ， 鲤鱼 另外编程配置灵活 、 por k开发周期短 、 pork利用硬件描述语言来编程 ， 鲤鱼 可实现程序的并行执行 ， 鲤鱼 这将会大大提高系统的性能 ， 鲤鱼 有利于在系统设计和现场运行后对系统进行修改 、 pork调试 、 por k升级等 。 草鱼 FPGA 编程实现测频 、 pork键

15、盘扫描 、 pork显示驱动 、 pork波存储控制等功能 。 草鱼 单片机控制整个系统键盘和显示模块实现人机交互 ， 鲤鱼 通过面板按键可调整波形显示方式 。草鱼 草鱼 1.1 研究概况与意义 草鱼 数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来 ， 鲤鱼 其应用越来越广泛 ， 鲤鱼 已成为测试工程师必备的工 具之一 。 草鱼 随着近几年来电子技术取得突破性的发展 ， 鲤鱼 全世界数字示波器市场进一步扩大 ， 鲤鱼 而作为在世界经济发展中扮演重要角色的中国 ， 鲤鱼 飞速发展的电子产业也催生了更庞大的数字示波器需求市常面对如此庞大的市场 ， 鲤鱼 世界以及中国本土示波器制造商一方面增强中国市场的进军力

16、度 ， 鲤鱼 另一方面也紧贴市场的4 需求 ， 鲤鱼 最大程度的满足用户的实际使用需求 。 草鱼 目前新的技术应用越来越多 ， 鲤鱼 测试要求也越来越高 ， 鲤鱼 谁能不断满足用户不断变化的测试需求 ， 鲤鱼 谁就能赢得市常不断满足行业应用新标准一些业内主要厂商 ， 鲤鱼 例如微软 ， 鲤鱼 Intel,三星或者西门子等等 ， 鲤鱼他们在实现各自的远景目标过程中都会借助很多的行业新标准 。 草鱼 在很多生产领域 ，鲤鱼 数字产品离不开模拟产品的配合 ， 鲤鱼 各种新型应用对模拟产品提出了新要求 ， 鲤鱼 同时也影响着模拟产品的发展方向 。 草鱼 以目前市场热点 3G 手机为例 ， 鲤鱼 其实数

17、字算法问题早已解决 ， 鲤鱼 但电源待机时间 。 草鱼 声音效果 。 草鱼 背光等还不能满足用户的需求 ， 鲤鱼 而这些都属于模拟技术的范畴 。 草鱼 现如今 ， 鲤鱼 数字示波器已经逐渐取代模拟示波器 。 草鱼 目前 ,国内具有自主知识产权的数字示波器还非常少 ,高昂的价格阻碍了数字示波器在生产试验中的广泛应用 。 草鱼草鱼 随着电子科学技术的发展 ,作为常用的检测工具 ,示波器也在不断发展着 。 草鱼 随着数字技术的采用 ,示波器成为集显示 、 por k测量 、 pork运算 、 pork分析 、 pork记录等各种功能于一体的智能化测量仪器 。 草鱼 因此本文提出一种基于 FPGA 的

18、数字示波器的设计 ， 鲤鱼 实现基于FPGA 数字示波器设计 ， 鲤鱼 编写设计程序 ， 鲤鱼 完成功能仿真 。 草鱼 本课题提供了一种基于FPGA 的数字示波器 ， 鲤鱼 该数字示波器包括 前端模拟信号处理模块 、 pork单片机模块 、 po r k显示模块和键盘输入模块 。 草鱼 这种设计方案具有很多 优点 ， 鲤鱼 如体积小 、 pork功耗低 、 por k时钟频率高 、 por k内部延时小 、 pork全部控制逻辑由硬件完成等 ， 鲤鱼 另外编程配置灵活 、 por k开发周期短 、 por k利用硬件描述语言来编程 ， 鲤鱼 可实现程序的并行执行 ， 鲤鱼 这将会大大提高系统的

19、性能 ， 鲤鱼 有利于在系统设计和现场运行后对系统进行修改 、 pork调试 、 por k升级等 。 草鱼草鱼 草鱼 1.2 草鱼 主要工作 草鱼 草鱼 草鱼本设计要求深入了解数字示波器的原理 ， 鲤鱼 实现基于 FPGA 数字示波器设计以及编写设计程序 ， 鲤鱼 完成功能仿真 。 草鱼 具体要完成以下三点 ： pork草 鱼 1.前端模拟信号处理模块 、 p ork单片机模块 、 pork显示模块和键盘输入模块 。 草鱼 2.FPGA 编程实现测频 、 pork键盘扫描 、 pork显示驱动 、 pork波形存储控制等功能 草鱼 3.单片机控制整个系统键盘和显示模块实现人机交互 ， 鲤鱼

20、通过面板按键可调整波形显示方式 。 草鱼 草鱼 本设计要在了解数字示波器 的功能以及国内外研究概况的基础上 ， 鲤鱼 学习相关知识 ，鲤鱼 完成以 FPGA 和 AVR 单片机为核心的硬件电路设计 ， 鲤鱼 以及软件编程 ， 鲤鱼 并得出结论 。草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 5 草鱼 草 鱼 草鱼 草鱼 6 第二章 数字示波器的工作原理 草鱼 2.1 草鱼 工作原理框图 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 数字示波器主要由程控放大 (衰减 )电路 、 pork高速采样电路 、 porkFIFO 存储器 、 pork时钟分时电路和控制器 FPGA 电路构成 。 草鱼 数

21、字示波器系统框图如图 2.1.1 所示 ,其中FPGA-XC3S400 构成控制器 ,信号从探头输入 ,进入程控放大 (衰减 )电路进行放大(衰减 ),再对被放大 (衰减 )的信号进行电平调整后送入高速 AD转换器对信号进行采样 ,采样所得的数据存入 FIFO 存储器中 ,当 FIFO 存满后通知 FPGA,FPGA 从 FIFO存储器中读出数据进行处理 3,将波形显示在 LCD 模块上 。 草鱼 时钟电路为高速 AD 转换器和 FIFO 存储器提供从 600 草鱼 Hz60 草鱼 MHz之间 8 种不同的频率信号 ,作为不同水平扫描时的采样时钟频率 。 草鱼 程控衰减放大器电路输出的信号一路

22、送入高速 ADC 采样 ,另一路送入整形电路对输入信号进行整形 ,送入 FPGA 进行频率测量 。 草鱼 程控衰减放大器电路的放大 (衰减 )倍数和时钟电路的输出频率均由 FPGA 控制 。 草鱼 FPGA 以被测信号的频率 、 por k程控放大器的放大倍数和时钟电路的输出频率 草鱼 等这些数据作 为频率 、 por k水平扫描 、 por k灵敏度和峰峰值计算 、 por k显示的依据 。 草鱼草鱼 示 波 器 探 头 程 控 衰 减 放 大 电 路3 2 0 x 2 4 0 液 晶显 示X C 3 S 4 0 0（ F P G A ）F I F 0高 速 D A C 采样时 钟 分 时

23、电 路按 键 电 路草鱼 2.1.1 草鱼 数字示波器系统框图 草鱼 草鱼 2.2 草鱼 采样定理 草鱼 在进行模拟 /数字信号的转换过程中 ， 鲤鱼 当 采样频率 fs.max 大于信号中 ， 鲤鱼 最高频率 fmax 的 2 倍时 ， 鲤鱼 即 ： porkfs.max=2fmax,则采样之后的数 字信号完整地保留了原始信号中的信息 ， 鲤鱼 一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5 10倍 ； pork采样定理又称 奈奎斯特定理 。 草鱼 草鱼 7 在数字示波器技术中 .常用的采样方法有两种 :实时采样和等效采样 。 草鱼 实时采样通常是等时间间隔的 ， 鲤鱼 它的最高采样频率是奈奎

24、斯特极限频率 .等效采样(EquivalentS 吻 pljng)是指对事个信号周期连续采样来复现一个信号波形 ， 鲤鱼 采样系统能 以扩展的方式复现频率大大超过奈奎斯特极限频率的信号波形 .草鱼 等效采样主要有两种方式 :一 、 pork随机等效采样方式 ;pork二 、 pork顺序等效采样方式 .本设计用的是顺序等效采样方式 。 草鱼 在周期信号的基础上 ， 鲤鱼 顺序等效采样每次采样都由某一触发信号来启动 ， 鲤鱼 每次采样时刻相对于触发信号都由一个时间步进 ， 鲤鱼 而步进两又按照顺序依次有规律的递增 ， 鲤鱼 这样 ， 鲤鱼 每次采样点相对于触发信号的位 t都 草鱼 在按顺序改变

25、.将所有采样之全部取得后 ， 鲤鱼 将样本按顺序进行组合 ， 鲤鱼 即得到采样结果 .草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 实 时采样是在信号的存在周期进行采样 。 草鱼 由采样定理 ,采样速率必须高于信号最高频率的 2 草鱼 倍 。 草鱼 对周期正弦信号 ,一个周期内至少应该有两个采样点 。 草鱼 等效时间采样指对每个周期仅采样一个点 ,每一次采样比上一次样点的位置延迟 t 草鱼 时间 ,经过若干个周期后就可对信号各个部分采样一遍 。 草鱼 所以我们在 50 草鱼 KHz 草鱼 以下采用实时采样的方法 ;pork50 草鱼 KHz 草鱼 以上采用等效采样的方法 。 草鱼草鱼 2.2 草鱼 频率测量

26、草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 数字频率采集过程相当简单 。 草鱼 对低频信号来说 ， 鲤鱼 采用一个计 数器或时基就足够了 。 草鱼 输入信号的上升沿触发时基开始计数 。 草鱼 因为时基的频率是已知的 ， 鲤鱼 输入信号的频率就可以很简单的计算出来（见图 2.2） 。 草鱼 草鱼 草鱼p e r i o dI n p u t S i g n a lI n t e r n a l T i m e b a s e. . . . .草鱼 图 2.2. 草鱼 数字信号相对于内部时基（单计数器获取低频） 草鱼 当数字信号的频率很高或是变化的 ， 鲤鱼 最好采用以下介绍的两种双计数器法 。 草鱼 需要注意

27、的是 ， 鲤鱼两种方法种具有相同的硬件局限性 ， 鲤鱼 即所要测量的频率不能超过计数器支持的最大输入频率 ，鲤鱼 但可以超过内置的时基频率 。 草鱼草鱼 2.3.1高频双计数器测量方法 草鱼 高频信号测量需要两个计数器 。 草鱼 一对（两个）计数器产生用户指定周期的脉冲列 ， 鲤鱼 测量时间（见图 2.3）远大于待测信号 ， 鲤鱼 但又要尽量小 ， 鲤鱼 以避免计数器翻转 。 草鱼草鱼 8 . . . . . . . . . . .M e a s u r e m e n t T i m eI n t e r n a l T i m e b a s eI n t e r n a l S i g

28、n a lI n p u t S i g n a l草鱼 图 2.3.数字信号频率的双计数器法测量法（用于测量高频信号） 草鱼 内置信号的测量时间为内置时基的整数倍 。 草鱼 在一定的时间间隔内测量输入信号的振荡次数 ， 鲤鱼而间隔时间由内置信号提供 。 草鱼 将振荡次数除以间隔时间就能够得到输入信号的频率 。 草鱼草鱼 2.3.2 大范围双计数器测量法 草鱼 对于频率变化的信号来说 ， 鲤鱼 这一双计数器方法在整个信号范围内提供更高的精度 。 草鱼 在这种情况下输入信号被一个已知量除 ， 鲤鱼 或称分频 。 草鱼 内置时基在分频信号的逻辑高时的振荡次数被记下来（见图 2.4） 。 草鱼 这样

29、就能得到逻辑高电平间的时间 ， 鲤鱼 为振荡次数乘以内置时基的周期时间 。草鱼 这个值再乘以 2 草鱼 就得到分频信号的周期（高 、 pork低电平时间之和） ， 鲤鱼 它是输入信号周期的整数倍 。草鱼 把输入信号周期求倒数就能够得到其频率 。 草鱼草鱼 草鱼 I n p u t S i g n a lD i v i d e d D o w n S i g n a lI n t e r n a l T i m e b a s e草鱼 图 2.4.数字信号频率的双计数器法测量（用于大范围测量） 草鱼 这一方法相当于在大范围测量后求均值来得到信号的变化频率 ， 鲤鱼 但这种方法还能测量比时基频率高

30、的输入信号 。 草鱼草鱼 草鱼 2.3.3 草鱼 等精度测量法 草鱼 本次 采用等精度测量法 ,即在预定的闸门时间 T0 草鱼 内 , 草鱼 分别用计数器 1 草鱼 和计数器 2 草鱼 同时对被测信号 f 草鱼 x 草鱼 和基准信号 f 草鱼 0进行计数 ,设所得值为 Nx 草鱼 和 N0 草鱼 , 草鱼 则被测信号的频率为 : 草鱼 f 草鱼 x= 草鱼 ( 草鱼 Nx 草鱼 / 草鱼 N0 草鱼 ) 草鱼 f 草鱼 0 草鱼 。 草鱼 草鱼 只要 N0 草鱼 和 f 草鱼 0 草鱼 足够大 ,系统可以满足很高的精度要求 。 草鱼 这一部分也是利用 FPGA 草鱼来实现 。 草鱼草鱼 2.4

31、 扫描速度 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 扫描速度是扫描仪的一个重要指标 ， 鲤鱼 一般所谓的扫描速度是指扫描仪从预览开始到图像扫描完成后 ， 鲤鱼 光头移动的时间 。 草鱼 但这段时间并不足以准确地衡量扫描的速度 ， 鲤鱼 有的时候 ， 鲤鱼 把扫描图像送到 word 文档中所花费的时间 ， 鲤鱼 往往比单纯的扫描过程还要长 。 草鱼 而作业任务从打开扫描仪完成预热 ， 鲤鱼 到把从原稿放置在扫描平台上开始 ， 鲤鱼 到最终完成图像处理的整个过程都计9 算在内 ， 鲤鱼 更全面地体现了扫描仪的速度性能 。 草鱼草鱼 扫描速度可分为 预扫速度 和扫描速度 。 草鱼 对于这两个速度 ， 鲤鱼 我

32、们应该倾向于注重预扫速度而不是实际的扫描速度 。 草鱼 这是因为 ， 鲤鱼 扫描仪受接口（目前绝大多数扫描仪为 USB 接口）带宽的影响 ， 鲤鱼 通常速度差别并不是很大 。 草鱼 而扫描仪在开始扫描稿件时必须通过预扫的步骤确定稿件在扫描平台上的位置 ， 鲤 鱼因此预扫速度反而是很影响实际扫描效率的 。 草鱼 因此在选择扫描仪时 ， 鲤鱼 应尽量选择预扫速度快的产品 。 草鱼 草鱼 草鱼 对等效采样方式需引出一个新的参数来表征它在水平方向展宽高速信号过程的能力 ,这就是等效扫速 。 草鱼 等效扫速定义为被测信号经历时间与水平方向展宽的距离比 。 草鱼 虽然在屏幕上显示 n 草鱼 个亮点需要 n

33、 草鱼 (mT 草鱼 + 草鱼 t) 草鱼 的时间 ,但它等效于被测信号经过了 nt 草鱼 的时间 。 草鱼 设 N 草鱼 表示水平显示的点数 ,则等效扫描速度 :草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 Seq 草鱼 =n t/N 草鱼 草鱼 第三章 草鱼 硬件电路 草鱼 3.1 草鱼 系统组成结构 草鱼 系统的总体结构如图 3.1.1 所示 ,输入信号经阻抗变换电路后进行程控放大 ,再经取样与保持电路后进入 ADS830 进行采样 。 草鱼 另外 ,系统根据测频模块输出调整可控分频模块 ,输出采样率为 CLK 的时钟给

34、 A/D 草鱼 进行实时采样 ;pork采样的数据送入 FPGA 草鱼内的双口 RAM 草鱼 存储 。 草鱼 波形显示模块实现波形输出 。 草鱼 所有功能都由键盘输入设置 ,并在液晶显示屏上显示工作状态 。 草鱼草鱼 10 阻抗匹配程控放大增益控制模块系 统 工 作 总 控 制双 口R A M存 储模 块波形显示控制模块行 列扫 描D A C普 通示 波器键 盘 扫 描 液 晶 控 制3 * 6 键 盘1 2 8 * 6 4 点阵 L C D输 入加法器整形放大采样保持电路A D S8 3 0波形储存控制模块测 频模 块可 控分 频模 块草鱼 草鱼 图 3.1.1 草鱼 系统的总体结构图 草鱼

35、 高速采样电路 ： pork高速 A/D 采集经过模拟信号调理电路后的信号 ， 鲤鱼 采样值送入 FPGA内缓存 ， 鲤鱼 经过相应数据处理后 ， 鲤鱼 ARM 把数据取走 。 草鱼 两片 A/D 转换器的采集时钟由PLL 产生 ， 鲤鱼 其输出频率是由 ARM 通过 SPI 总线控制 。 草鱼 触发信号进入 FPGA 内后 ，鲤鱼 触发信号之前的采样数据才被保存 ， 鲤鱼 触发之后的数据写满之后 ， 鲤鱼 等待数据的处理和传输 。 草鱼草鱼 触发控制电路 ： por k由外部的高速模拟比 较器和 D/A 组成 ， 鲤鱼 由 ARM 控制 D/A 产生预置比较信号 ， 鲤鱼 与用户选定的触发输入信号进行比较 ， 鲤鱼 产生触发信号送入 FPGA 内 ，鲤鱼 形成触发 。 草鱼草鱼 数据处理模块将采集的数据进行数学运算 、 por k反相 、 pork频域分析 、 pork滤波等处理 ， 鲤鱼 及重建波形等 ， 鲤鱼 主要包括 ： por k草鱼 （ 1）波形重建 ： pork在时基设置较高的情况下 ， 鲤鱼 将采集的点进行插值运算 ， 鲤鱼 恢复出原始波形 。 草鱼草鱼 （ 2）数据处理模块对采集数据进行一些功能运算 ， 鲤鱼 如数学加减 、 pork反相 、 pork频域 FFT草鱼