试析隔离四通道数字存储示波器的设计与研究

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1、分类号：TP216密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文隔离四通道数字存储示波器的设计与研究毕博申请学位级别：硕士学位专业名称：检测技术与自动化装置指导教师姓名：李世光职称：高级工程师山东科技大学二零一零年六月论文题目：隔离四通道数字存储示波器的设计与研究作者姓名：毕博入学时间：2007年9月专业名称：检测技术与自动化装置研究方向：自动检测监控与系统集成指导教师：李世光职称：高级工程师论文提交日期：2010年6月论文答辩日期：2010年6月授予学位日期：DESIGNANDRESEARCHOFISOL

2、ATEFOUR-CHANNELDIGITALSTOREOSCILLOSCOPEADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyBiBoSupervisor:SeniorEngineerLiShiguangCollegeofInformationandElectricalEngineeringJune2

3、010声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：2010年6月AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,is

4、whollymyownworkexceptthereferenceanddocumentation.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:June2010山东科技大学硕士学位论文摘要摘要相对于传统的模拟示波器，数字存储示波器具有单次信号捕获、数据存储分析、自我测试等优点，在工程实践中得到越来越多的应用。在实际工程中，往往需要同时测量几路不允许共地的信号，使用普通的示波器

5、有可能导致实验失败甚至损坏实验装置，隔离多通道示波器将各信道进行了隔离设计从而解决了这一问题。本文研究了数据采集算法，采用ARM+CPLD系统结构，设计了具有隔离功能的四通道数字存储示波器。本文介绍了数字存储示波器的采样方式，对实时采样中所用的插值算法作了研究。应用隔离运放隔离信道，高速A/D采集数据，设计了信号前置电路、触发电路、数据采集控制、LCD显示驱动。采用ARM作为主控芯片对系统整体控制并对采集数据做各种运算及算法实现。采用CPLD管理外围电路以及驱动显示。在硬件方面，衰减网络通过继电器选择不同的

6、分压阻值对信号进行衰减。CIM1100为MHz级宽带隔离放大器，四通道各用一片实现了通道间的隔离。ADC选用的是高速芯片MAX1448。本文采用LCD作为屏幕显示，设计了显示驱动，产生LCD需要各种时序，并制定了相应控制命令码。在软件方面，采用模块化设计，将采集与显示模块细分化，各模块相对独立，方便程序调试及升级。研究了实时采样中所用到的线性插值及正弦插值算法，结合本系统的具体设计方案，在实时采样中软件实现了这两种算法，并使其模块化。经测试表明，本设计可以成功显示被测波形，并起到隔离效果，能满足实际应用的要

7、求。关键词：数据采集，隔离通道，插值，显示驱动山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractComparedwiththetraditionalanalogueoscilloscope,digitalstorageoscilloscope(DSO)hasmanyadvantages,suchassinglesignalcapture,datastorage,selftesting,etc.Thereweremoreandmoreapplicationsintheengineeringpractice.Inpr

8、acticalprojects,weoftenneedtomeasuresomesignalswhicharenotallowedtohavecommonground.Sometimes,usingtraditionaloscilloscopemaycausetheexperiment’sfailure,evendamageexperimentdevices.Isolatedmulti-channelsoscil