【硕士论文】单板、单片高速数据采集系统研究与设计.pdf

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1、电子科技大学硕士学位论文单板、单片高速数据采集系统研究与设计姓名：黄晓雷申请学位级别：硕士专业：测试计量技术仪器指导教师：陈长龄2001.7.1学科专业：测试计量技术及仪器论文题目：Y3G5803单板、单片高速数据采集系统研究与设计硕士生：黄晓雷导师：陈长龄教授摘要随着科技的发展，数字存储示波器作为常用的检测：E具，将取代模拟示波器。其广泛应用，为该类仪器的国产化提出了紧迫的要求。本课题研究将数字存储示波器的核心部件～采集与控制电路集于一体，模块化，以便应用于通用便携式数字存储示波器。其中，单片采集控制电路采用FPGA实

2、现，并给出了仿真结果。还讨论了随机采样电路、信号调理电路、A／D变换电路的设计，总结了实际工作中遇到的一些问题和解决办法。关键词：数字存储示波器／FPGA／ADC／随机采样／内插●}》；ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,theDigitalStorage0scilloscope．asacommoninstrument,willreplaceAnalog0scilloscope．Atthemeantime，thegrowingdomesticrequireme

3、ntofDS0hasurgedresearchingtasksinthisarea．Thesingleboard，singlechiodataacquisitionsystem，whichiSthecoreofDS0，triestoassemblethecon仃oIcircuitsofdataacquisitioncircuitsintoasingleFPGAchiotomakeitsuitableforportableDSOs．Inthisarticlewealsodiscussthedesignofrandomacq

4、uisitioncircu“，signalconditioncircuit．A／DcircuitandS0on．Ineachdigitalcircuit，thesimulatingresultsaregwen．AtendofthePaper,someproblems，whichareencounteredindesigning，debugging，simulmingprocess，arepresentedandthesolutionstothemaregiven．Keywords：DSO(DigitalStorageOs

5、cilloscope)／FPGA／ADC／Randomacquisition／Interpolation电产科技大学硕士论文第一章绪论1．1单板、单片高速数据采集系统的研制意义电子示波器是电子测量中最常用的测试与测量工具之一，它分为模拟示波器和数字示波器。模拟示波器可以方便地观察周期信号，但难于观测到非周期的瞬变信号；同时，由于模拟示波器采用阴极射线示波管等原因，使其体积大、笨重、功耗大、集成度低，已不能满足实时、便携的测量要求。随着半导体技术、显示技术及数字技术的飞速发展，数字化存储示波器的研究与开发也有了很大的发展，

6、高速、低功耗、便携、多功能已成为其发展方向，也使高性能、低功耗、便携式、多功能数字存储示波器成为可能。数字存储示波器(DigitizingStorageOscilloscope简称DSO)利用采样的原理，将模拟信号采样量化后，存储在存储器中，再由CPU读出并进行处理，复现在显示器上。这类仪器既适用于单次瞬态信号，又能用于重复周期信号的检测，既适用于确定信号，又能用于随机信号的检测，所测数据经过计算机分析处理，可得到被测信号的各种参数。所以，其测试功能更加强大。90年代以来，基于实时取样／量化技术的便携式数字存储示波器的研

7、制与生产得到了飞速的发展。各大公司不断推出高性能的产品，例如：Fluke公司的ScopeMeter190Series数字化率达2．5GSa／S，带宽200MHz，量化分辨率8bit。TEK公司的TDS200Series便携式数字示波器，数字化率为IGSa／S，带宽100E-Iz．量化分辨率8bit，THS700Series手持式数字示波器，数字化率达16Sa／S，带宽200E_lz，量化分辨率8bit。近十年来，国内数字存储示波器技术研究及发展也取得了相当大的成果。由原电子部电科院领导的、电子科大与869厂协作的“八五”

8、预研项目实时数字化速率可达1GSa／s(8bit)，采集存储速率已达O5GSa／s(4KB／oh)。“九五”高速数字化存储示波器(O．5．2GSa／s)技术的研制成功，不但能为国防军用领域高新技术的研究开发方面的实际工作提供现代化的自动检测与分析处理的有效手段，打破国外对高速数字化存储示波器的技术垄断；而且能为我国电