数字存储示波器的研究任务书

 2022-09-26 02:09

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

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

本系统要求采用基于FPGA或CPLD的方式进行数据采集、数据处理等功能的设计。这种设计方案在高速数据采集上具有很多优点,如体积小、功耗低、时钟频率高、内部延时小、全部控制逻辑由硬件完成等,另外编程配置灵活、开发周期短、利用硬件描述语言来编程,可实现程序的并行执行,这将会大大提高系统的性能,有利于在系统设计和现场运行后对系统进行修改、调试、升级等。系统实现方案大致如下: 根据设计指标要求,基于FPGA的系统结构如图1所示,主要由模数转换、数模转换、FPGA数据处理、数据存储四部分组成。由垂直分辨率大于或等于32点/div可知A/D、D/A转换器至少8位,系统选用AD976(16位A/D转换器)和AD669(16位D/A转换器),由于受PLC I/O口数量的影响,AD976和DA669使用其中13位,RAM选HM6264(64k),时钟采用125kHz,PLC选用EPF10K10LC84-3。模拟信号通过A/D转换器将信号输入给FPGA,FPGA根据相关指令进行数据存储至RAM或将数据从RAM读出送给D/A转换器转换成模拟信号输出。

2. 参考文献(不低于12篇)

1 张宝东,秦石乔,王省书. 虚拟数字存储示波器中A/D动态性能的研究. 仪器仪表学报, 2008, 29(8).2 陈尚松. 电子测量与仪器. 北京: 电子工业出版社,2005.3 朱江淼, 刘明亮. 基于Agilent86100取样示波器的时域网络分析系统. 仪器仪表学报, 2007, 28(2).

4 蒙玉宝. 100MHz数字存储示波器型号样机研制. 电子科技大学, 2003.5 金映. 1GSPS数字存储示波器数字系统硬件设计. 电子科技大学, 2006.

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