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1、摘要高速数字化采样技术和FPGA技术的发展，已经开始对传统测试仪器，包括现有的数字化仪器发展产生着深刻的影响，对传统仪器体系结构，传统测量方法，传统仪器的定义和分类等都将产生深刻的变革。近几年来，数字仪器通常采用DSP或FPGA结构，从信息处理技术的发展上看，以FPGA为基础的软件硬件化是其重要的发展方向，本文设计的基于FPGA的数字示波器，是由单片机和FPGA相结合的方式组成，即用单片机完成人机界面，系统调控，用FPGA完成数据采集，数据处理等功能。由通道输入调整，数据采集，数据处理，波形显示和操作界面等功能模块组成，系统中
2、的数据采集及数据处理模块，采用了FPGA内制的RAMIP核，使系统的工作频率基本不受外围器件影响。设计中采用了自顶向下的方法，将系统按逻辑功能划分模块，各模块使用VHDL语言进行设计，在ISE中完成软件的设计和仿真关键词：FPGA数字示波器数字采样AbstractHigh-speeddigitalsamplingandFPGAtechnologyhasbeguntoinflunencethedevelopmentoftraditionaltestequipment,includingexistingdigitalinstrum
3、ents,thearchitectureoftraditionalinstruments,traditionalmeasurementmethods,definitionandclassificationoftraditionalinstrumentsandsowillproduceprofoundchanges.Inrecentyears,independentinstrumentismadeupofDSPorFPGAstructure,fromthepointofinformationprocessingtechnolog
4、ydevelopment,toFPGAbasedhardwareofsoftwareisanimportantdirectionofdevelopment,thepaperdesignFPGA-baseddigitaloscilloscope,whichcombinesasinglechipandFPGA,namely,withamicrocontrollerforinterfaceandsystemcontrol,withtheFPGAfordataacquisition,dataprocessingandotherfunc
5、tions.Itismadeupofadjustablechannelinput,dataacquisition,dataprocessing,waveformdisplayanduserinterfacefeaturessuchasmodules,thesystemofdatacollectionanddataprocessingmodule,usingtheFPGAwithinthesystemRAMIPcore,whichmakeagreatsignificanceonthedataprocessingspeedandr
6、eal-timeentryrequirements.Usingtop-downapproach,thesystemislogicalandfunctionalmodules,eachmoduleisdesignedusingtheVHDLlanguage,completedintheISEsoftware.Keywords:FPGA，DigitalOscilloscope，DigitalSampling目录摘要1第一章绪论41.1研究概况与意义51.2主要工作6第二章数字示波器的工作原理72.1工作原理框图72.1.1数字示波
7、器系统框图72.2采样定理82.2频率测量82.3.1高频双计数器测量方法92.3.2大范围双计数器测量法92.3.3等精度测量法102.4扫描速度10第三章硬件电路113.1系统组成结构113.2放大电路123.2.1程控衰减放大器电路133.2.1ADS830的应用143.2.2放大器AD603介绍143.3整形电路173.3.1信号整形电路设计173.4采样与保持电路183.4.1随机采样183.4.2采样与保持电路设计183.5 数据采集电路193.5.1 FIFO的选择193.5.2 随机采样展宽电路193.6电路的
8、保护及滤波处理20第四章FPGA软件设计及仿真214.1分频电路及产生A/D转换器的控制信号214.2FIFO功能单元设计224.3双口RAM234.3液晶显示及键盘模块234.4系统软件住程序设计23第五章实验结果255.1垂直灵敏度测试255.2水平扫描速度的测试25总结
