4GSPS多通道数字示波器监控软件设计

发布时间：2017-09-01 13:33

  本文关键词：4GSPS多通道数字示波器监控软件设计

  更多相关文章： 波形捕获率 数据处理 系统控制 自校正 自动设置

【摘要】：随着数字示波器技术的快速发展,波形捕获率已经成为衡量当前高端示波器的重要指标。如何达到高捕获率成为当前高端示波器研发中的重要问题。本设计提出软硬件结合的数据处理方法解决了国内示波器软件处理数据慢导致波形捕获率低的问题,这种软硬件结合的设计方法优势在于即具有硬件处理的高效性也具有软件处理的灵活性。在提高波形捕获率的前提下本设计基于现有的硬件平台和软件架构通过监视示波器各个模块状态变化完成示波器整个软件流程的控制以及相应的数据处理部分。本设计以电子科技大学研发的实际产品为研究对象,基于DSP+FPGA硬件平台,采用不带操作系统的软件体系架构通过监视示波器各个模块状态变化完成示波器多种模式下软件设计以及相应的数据处理部分,并且为了提高示波器使用便利性完成了自校正和自动设置设计。选用DSP+FPGA的硬件平台降低了生产成本,采用不带操作系统的软件体系架构简化了软件设计流程。具体实现内容如下:1.数据处理。基于选用的硬件平台和软件体系架构,在数据处理部分充分考虑硬件处理的高效性和软件处理的灵活性,采用软硬件结合的方案,合理分配软硬件工作,最终达到高捕获率。2.系统控制。系统控制方面以通道、采集、显示三个模块为基础通过向寄存器和移位寄存器等接口地址发送控制字实现底层驱动控制,并根据设置模式完成软件处理。由于设置模式的多样性给控制实现带来了很大的工作量并增加了实现难度。3.自校正和自动设置。通过自校正功能使示波器在使用之前各项参数设置到正确位置。当输入波形满足自动设置条件时,使用自动设置功能可以很快地找到合适的时基档位和幅度档位,使波形达到最佳显示效果。本设计在设置幅度档位时提出了两段式方法,缩短了自动设置时间。
【关键词】：波形捕获率 数据处理 系统控制 自校正 自动设置
【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;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究工作的背景和意义10
• 1.2 国内外研究现状和发展现状10-11
• 1.3 论文设计任务和整体框架11-13
• 第二章 示波器总体框架及相关软件设计方案13-18
• 2.1 硬件平台介绍13-14
• 2.2 软件总体设计14-17
• 2.2.1 系统功能软件需求分析14-16
• 2.2.2 软件总体设计流程概述16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 第三章 数据处理18-37
• 3.1 采样数据获取18-21
• 3.1.1 数据接收和缓存处理18-19
• 3.1.2 并行采样实现19-21
• 3.2 采样数据处理21-36
• 3.2.1 数据抽点处理21-29
• 3.2.2 数据插值处理29-36
• 3.3 本章小节36-37
• 第四章 系统控制实现37-61
• 4.1 模拟通道设置37-43
• 4.1.1 移位寄存器控制38-39
• 4.1.2 位移调整39-40
• 4.1.3 偏置调节40-41
• 4.1.4 档位调节41-43
• 4.2 触发设置43-51
• 4.2.1 触发源选择44-45
• 4.2.2 触发耦合方式控制45-46
• 4.2.3 触发释抑设置46-47
• 4.2.4 预触发47-51
• 4.3 获取方式设置51-56
• 4.3.1 正常采样51
• 4.3.2 平均采样51-54
• 4.3.3 峰值检测54-56
• 4.3.4 高分辨率56
• 4.4 显示模式设置56-57
• 4.5 显示类型设置57-60
• 4.5.1 点显示57-58
• 4.5.2 矢量显示58-60
• 4.6 本章小节60-61
• 第五章 自校正和自动设置61-72
• 5.1 自校正61-66
• 5.1.0 自校正初始化62
• 5.1.1 通道基线校正62-64
• 5.1.2 触发零电平校正64-66
• 5.2 自动设置66-71
• 5.2.1 自动设置原理67
• 5.2.2 自动设置算法67-71
• 5.3 本章小节71-72
• 第六章 功能验证与测试72-76
• 6.1 采集数据拼合72
• 6.2 触发功能验证72-73
• 6.3 正弦插值验证73-74
• 6.4 平均采样验证74-75
• 6.5 波形捕获率验证75-76
• 第七章 结论与展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80

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本文编号：772368