示波器混合触发系统设计

发布时间：2017-07-13 16:17

  本文关键词：示波器混合触发系统设计

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【摘要】：电子技术领域的快速发展,对电子测量仪器也提出了更新的要求。数字存储示波器在信息获取过程中,为了保证数据的正确采集和波形的稳定显示,引入触发作为系统重要技术指标。传统的触发类型在复杂信号捕捉或者混合信号同步检测时,通常会增加投入成本和消耗更多时间,因此需要更高级的触发机制。本课题主要任务是完成示波器混合触发系统的设计。硬件平台是基于混合信号示波器,实现模拟和数字混合信号的同步采集,重点研究混合信号采集过程中的触发系统部分。研究的主要内容包括:(一)混合触发系统。为满足数模信号同步显示的需要,高速混合触发技术是本设计的关键技术。在数字信号和模拟信号采样的过程中,同时对该混合信号进行检测、触发。模拟触发源信号与触发电平比较后的触发脉冲,数字触发源信号与门限电平比较后的数字脉冲,分别送入示波器和逻辑分析仪触发系统进行触发方式选择、检测识别、触发条件判断,最后输出触发信号,二者输出的最终触发信号交叉输出至对方的触发系统再次选择实现混合触发。(二)高清视频触发电路。利用解码芯片将高清模拟视频信号转换成同步输出的垂直同步信号,奇、偶场信号,行频信号4种数字信号。根据输入视频制式将4种数字信号作为可选触发判断条件送入FPGA相应的触发模块,通过FPGA硬件描述语言产生奇、偶场触发信号,所有场触发信号,指定行触发信号和任意行触发信号。(三)采集触发同步控制设计。该设计基于FPGA硬件定位触发点,文中对两种设计方案进行对比分析。一是利用脉冲展宽电路的触发点同步技术,将一个持续时间小于量化单位的脉冲展宽后再进行数字化测量,该方案降低触发抖动,达到采集系统捕获的波形稳定显示目的;二是利用FPGA集成的LVDS接收机(IP核)实现采集触发同步,将ADC输出的差分信号和比较器输出的触发脉冲同时送到接收机解串降速处理,该方案解决了触发通道延时问题,减小了外触发抖动,实现了触发点的精确定位。本课题设计的触发系统实现了混合信号的灵活可靠触发,实现了高清视频的多种触发方式,并通过触发同步处理实现了触发点的精确定位。
【关键词】：混合触发 视频触发 触发同步
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM935.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外发展趋势与现状11-13
• 1.3 课题任务与本文主要工作13-14
• 第二章 硬件系统总体设计14-22
• 2.1 总体设计14-15
• 2.2 触发系统设计15-19
• 2.3 高清视频触发模块19-20
• 2.4 采集触发同步控制设计20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 触发系统设计22-47
• 3.1 触发系统电路设计22-28
• 3.1.1 触发通道设计23-25
• 3.1.2 触发比较电路25-28
• 3.2 混合触发信号产生28-42
• 3.2.1 高速混合触发技术28-30
• 3.2.2 混合触发信号检测30-42
• 3.3 触发控制模块设计42-46
• 3.3.1 触发与存储控制42-44
• 3.3.2 触发释抑和触发模式44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 高清视频触发模块47-54
• 4.1 视频信号概述47
• 4.2 高清视频触发原理47-53
• 4.2.1 高清视频解码电路48-50
• 4.2.2 视频触发信号产生50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 采集触发同步控制设计54-68
• 5.1 触发同步控制54-59
• 5.1.1 等效采样原理54-55
• 5.1.2 等效采样脉冲展宽电路55-56
• 5.1.3 触发点硬件定位方法56-59
• 5.2 触发时序控制59-67
• 5.2.1 LVDS接收机原理60-61
• 5.2.2 数据接收与恢复61-63
• 5.2.3 触发同步接收技术63-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 硬件系统的调试与测试68-75
• 6.1 硬件系统调试68-69
• 6.2 FPGA设计与验证69-70
• 6.3 调试问题及解决办法70-71
• 6.4 系统功能性验证71-75
• 第七章 结束语75-77
• 7.1 本课题主要贡献75-76
• 7.2 工作展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80
• 攻硕期间研究成果80-81
• 附录81-82

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本文编号：537581