便携式数字存储示波器的设计研究

发布时间：2019-10-14 14:30

【摘要】：示波器是调试电路的一个重要工具，随着科技的快速发展，示波器已经成为了一种集测量、分析、显示、记录等各功能于一体的智能测试仪器。尤其是数字存储示波器作为智能测试仪器的代表被广泛应用于各个测试领域。但传统的数字示波器具有不便携、成本高等缺点，，给现场测试、户外检测带来了很大的不便，因此便携式数字存储示波器逐渐发展起来。目前，大部分的便携式数字示波器市场被国外的厂商占据，国内便携式数字示波器的研究开发起步较晚，多是一些低端产品，并且价格贵，阻碍了数字示波器在生产和试验中的广泛应用。本文在研究数字示波器原理的基础上，提出了一种基于ARM和FPGA的便携式数字存储示波器设计方案，该数字存储示波器能够取代传统的数字存储示波器，并且便携、成本低，有利于数字存储示波器在生产和实验中的普及使用。本设计方案以ARM单片机为控制核心，FPGA作为数据采集和预处理模块，完成对输入信号的采集和传输；ARM外接SSD1963芯片直接驱动LCD显示，SSD1963对输入数据循环缓存，从而实现了边采集边显示的控制效果；ARM外围FLASH实现储存程序代码、字库和需要保存的波形数据等功能；外部电源和内置锂电池可以自由切换系统供电模式；本文完成了ARM和FPGA电路、电源模块、信号采集模块、FLASH数据存储、LCD液晶显示模块等电路设计。其次本文编写了示波器的软件系统，进行了FatFs文件系统移植，编写了GUI图形库，实现了示波器检测结果实时地在LCD液晶屏上显示。根据示波器现场使用的需求，把软件系统分为“基本功能”、“触发菜单”、“测量菜单”、“波形存储”、“波形回放”五大功能模块，各功能模块相互独立，软件系统结构清晰，方便用户操作，提高了人机交互性。实验结果表明，该示波器具有输入信号动态范围大、成本低等优点，充分满足了各种现场测试和户外检测的要求。
【图文】：

示波器,存储示波器

更是促进了示波器的带宽达到本和法国对示波器的发展都做出了不同示波管。70 年代，模拟示波器达到发展 1GHz 的多功能插件式示波器。第一台数字存储示波器诞生，它对示波示波器如图 1-1 所示。随着数字技术的波器都有记忆的功能，但是它们的工作字存储示波器的功能更加强大，它不频信号和触发前的信号，而且也解决时间短、无法对数据进行处理的缺陷。段，集成电路技术为示波器的高性能、开始，随着半导体技术和计算机技术的发展，1984 年至 1987 年是数字示波器全数字示波器，泰克公司研发出了 20[11]。

便携式示波器,实时采样,双重功能,信号调理电路

FLUKE123 系列；另一种基于实时采样技术，典列。虽然两种示波器的实现途径不同，但是都能将，一般由信号调理电路、A/D 转换器和高速存储单.5GSa/s 不等，具有稳定性高、功能强等特点。其中功能。公司高性能的便携式示波器产品都是采用实时采品有 THS700 系列，其带宽和采样率分别为 100MH万用表的双重功能，尤其是 THS720P 具有一定的器如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM935.3

【参考文献】