张春升[1]2003年在《LCD数字存储式示波器》文中研究说明当代示波器的发展日新月异、面貌焕然一新。由于数字技术的采用，示波器成为集显示、测量、运算、分析、记录等各种功能为一体的智能化测量仪器。但同时，系统复杂度和板级设计难度也提高了。本论文主要讨论如下几个方面：如何实现实时的波形采样，以尽量小的采样频率实现尽量高的等效带宽；如何实时地存储采样数据，不丢失数据的同时有效利用有限的存储空间；如何波形重现和参数测量，恰当利用数字信号处理手段改善波形失真、提高等效采样率；如何设计科学合理的操作界面，以符合一般人的操作习惯；如何克服板级设计中的信号完整性问题，提高系统的可靠性；等等……在设计思路上力图体现个人的创新，然后通过具体的开发设计进行验证，解决关于实时嵌入式系统的一些有意义的实际问题。
李涛[2]2006年在《100MHZ手持式数字存储示波器数字系统设计》文中研究表明随着电子测试技术的不断发展,测试技术正向自动化、智能化、数字化和网络化的方向发展。数字存储式示波器得到越来越广泛的应用。但由于台式数字示波器由于体积过于庞大,不方便携带进行现场测试,和野外作业。已经越来越不能满足人们生产的需要。因而手持式数字存储示波器便孕育而生。手持式数字存储示波器是数字示波器的一个分支,它具有体积小、重量轻、便于携带、电池供电、无须外接交流电源等优点,它集数字万用表(DMM)、数字存储示波器于一体,可自动对信号进行幅度的测量,也可用光标对波形进行分析,同时还可以通过菜单选择来实现对电阻、二极管以及电路通断的测试;可以选择触发通道和触发模式。具有滚动显示功能,以便于观察低频信号目前,国外的手持式数字存储示波器的技术已经比较成熟,并且占领了国内的大部分市场份额。而国内的研制尚处于起步阶段,因而研制具有自主产权的手持式数字存储示波器具有广泛的应用前景。本文主要研究在实时和随机两种取样方式下的手持式数字手持式存储示波器的数据采集系统的设计和无专用控制芯片下LCD显示控制电路的实现等问题。本文的主要工作:1.数据采集系统设计。数据采集系统是手持式数字存储示波器的核心部分。本项目是采用DSP+FPGA结构,采用实时和随机两种取样技术,实现5GSPS最高等效采样率,20MHz等实时带宽的手持式数字存储示波器。DSP+FPGA结构的最大特点是结构灵活,有较强的通用性。2. LCD显示控制电路实现。常用的LCD显示都采用一个专用显示控制芯片,再由微处理器来控制显示。本文采用一种新的显示控制方式:即直接用FPGA产生LCD所需要的显示控制时序,控制数据的传输和显示。这样一方面避免了再另加一个DSP和显示控制芯片,减少了成本,另一方面也简化了数据采集系统的结构。
冯伟[3]2007年在《双通道100MHz数字存储示波器的研制》文中认为在电子测量中,示波器是一种最常用的仪器。随着计算机技术、微电子技术的飞速发展,上百兆的高频信号在电路中已经普遍出现。数字存储示波器以其强大的功能已经逐步取代模拟示波器,并占领市场。在国外,数字示波器技术已经非常成熟。在国内,数字存储示波器的研制还处于起步阶段。因此,自主研制数字存储示波器意义重大。本文的目的就是研制出具有自主知识产权的数字存储示波器产品。在广泛借鉴和吸收国内外数字示波器技术的基础上,本文对数字示波器的基本原理进行了阐述,对数字存储示波器设计中的关键问题,如高采样率的实现,宽带模拟信号调理电路的设计,高速数据采集系统的设计,波形显示和恢复等问题进行了详细的论述,并提出了可行的解决方法。本文研制的数字存储示波器使用了高性价比器件,并有效的结合采样技术使得设计不仅达到较高的性能指标,而且降低了成本。其特点是:整个系统采用DSP+FPGA+高速ADC+彩色LCD结构;采用“时分多路并行采样”技术实现高达800MSPS的实时采样率;采用高性能的DSP(BF531)快速的完成数据运算和处理;采用大容量的Cyclone系列FPGA(EP1C6)实现高速数据的传输和复杂的逻辑控制;采用高速低噪声集成运放实现100MHz的模拟带宽。最终设计完成最高单通道实时采样率800MSPS,双通道400MSPS,模拟带宽100MHz,8位垂直分辨率,彩色LCD显示,多种触发方式。
段煜[4]2010年在《数字荧光技术在数字示波表上的实现》文中研究指明模拟示波器具有模拟带宽高、高波形捕获率、波形实时显示以及余辉波形效果显示等优点,同时没有丰富的触发、波形储存、参数计算等功能,为弥补模拟的示波器的不足产生了数字储存示波器。虽然数字储存示波器实现了模拟示波器功能上的不足,但是同时也失去了模拟示波器的优点。数字储存示波器采样带宽受限于ADC的采样率,波形捕获率也降低到了几个数量级,在波形显示上没有了荧光辉度的变化,只有“有”、“无”两种状态,对于观察一些特殊的波形十分不利。数字荧光示波器作为第叁代示波器,采样了新的数字荧光技术,结合了模拟示波器和数字储存示波器的优点,高波形捕获率,高波形刷新率,荧光辉度显示效果,丰富的触发、储存以及计算功能。数字荧光示波器是由美国泰克公司独立研发,在市场上处于垄断地位,国内对于此技术还处于探索研究阶段,因此对数字荧光技术的研究具有重要的意义。本设计以数字示波表为平台,设计一款具有数字荧光技术的低成本高性能数字示波表。设计主要内容包括:荧光波形显示理论,以模拟示波器显示原理为基础,结合数字储存示波器的显示数据处理方式,设计了一种通过数字方式来实现具有辉度效果的荧光波形显示方案。制定系统总体框架、各部分结构功能以及整体的实现方案,主要注重核心逻辑电路的设计讨论。核心控制逻辑可划分为数据同步暂存、图形转换、预触发波形存储器、平面型波形存储器、批量波形采集控制器、波形数据转存器、波形频度存储控制器、LCD扫描控制器以及常规采样数据存储、RAM、MPU接口逻辑等功能单元。各部分的协调工作,实现波形图形化、波形数据处理、荧光波形生成及显示并行处理,提高波形捕获率。最后对系统结构及各项重要指标进行了分析讨论,并提出了改进系统性能的可行性方案设想。
李文哲[5]2014年在《基于嵌入式系统的数字存储示波器的研究》文中提出随着电子技术的不断发展，在电子科技研发领域，对于电信号的测量已经变得越来越重要。本文主要工作为采用嵌入式技术，设计一款可作为模块嵌入任意测试设备之中的数字存储式示波器。系统采用ARM+FIFO结构方案，硬件部分采用DeviceARM2410PACK为基础，软件部分选用μC/OS-Ⅱ为内核。基本实现了波形采集和32路I/O功能。文章首先对数字示波器进行了介绍，对示波器领域的发展现状及主要技术给与了一定的讲解；在第二章详细介绍了示波器的制作原理，并就方案选择问题展开讨论，最终选取ARM+FIFO的设计方案，并就这一方案提出了整体的设计思路；在第叁章中对系统的硬件部分进行了设计，限于篇幅原因，重点介绍了前端采样电路、输入输出电路及部分辅助电路；第四章经过分析后选取μC/OS-Ⅱ作为系统软件，并以此为基础进行了软件设计；然后在第五章就初步的设计成果进行了测试，测试结果基本符合预期；最后第六章对文章整体进行了总结，并对系统整体提出了一些改进方案。
彭鹏[6]2009年在《2Gsps多功能数字存储示波器硬件系统——数字电路设计》文中指出随着电子科学技术的发展,各种科学研究中的涉及到的信号也越来越多。一个电子系统中,工程技术人员在设计调试阶段往往需要观察很多参数。而且,随着信号频率和信号数量的增加,工程人员对测试仪器的要求也越来越高,越来越专业。然而,传统的测量仪器如示波器,万用表,逻辑分析仪等都只是针对某一些信号或者电参数的测量。因此,研发一台多功能的测试仪器显得十分必要。本文在结合2Gsps多功能数字存储示波器项目的研发,围绕多功能示波器的硬件系统设计展开了详细的讨论。文中先介绍了多功能示波器的总体情况,发展状况和研究意义,随后详细讨论了硬件系统的设计以及设计中要解决的主要问题,主要内容包括:1.数字存储示波器硬件系统的设计:详细介绍了系统中主要硬件部分的选型和配置工作。论述了高速数据采集系统的工作。并简要介绍了触发系统,其中详细讨论了预触发和延迟触发功能的实现。2.逻辑分析仪模块的设计:文中介绍了逻辑分析仪功能的实现。说明了逻辑分析仪模块的数据采集与处理方案。详细讲解了逻辑分析仪触发功能的实现,其中包括码型触发和持续时间触发两种功能。3.其他功能模块的设计:详细介绍了全同步数字频率计的设计。简要介绍了通过测试功能模块,液晶显示器的使能信号产生,数字示波器的长存储功能的实现。4.本文结尾还列举了在设计过程中以及调试过程中遇见的一些问题以及他们的解决方案。
程志强, 汪思静, 杨杰, 魏磊[7]2013年在《嵌入式数字存储示波器设计》文中研究指明提出了一种基于FPGA和STM32的嵌入式数字存储示波器设计,以STM32为控制核心,FPGA作为数据采集和处理模块,完成了对外部信号的采集和传输,实现了存储示波器数据处理和显示的功能。
曾文献[8]2009年在《基于PXA270的200MHz嵌入式数字荧光示波器系统设计》文中提出示波器作为通用电子仪器,被广泛应用于测量测试领域。目前市场上拥有大量不同性能、不同品牌的国内外各类示波器产品,从实现机理上主要分为两类:传统模拟示波器和数字示波器。通过大量的市场调研和相关资料搜集:目前市场上绝大多数数字示波器是以专用大规模集成电路(ASIC)或数字信号处理器(DSP)作为核心控制器,在操作界面和人机交互方面仍保留了传统示波器的风格,对于仪器的智能化、网络化、音视频、外部存储设备、和通讯接口的支持不能满足用户对于设备信息化应用的需求。随着计算机技术和网络技术的快速发展,利用嵌入式技术和网络技术组成嵌入式网络化仪器,可以很好地解决此矛盾。本项目将嵌入式系统与传统示波器技术相结合,研制基于IntelXScale PXA 270嵌入式CPU及Windows CE.NET操作系统的智能型、具有数字荧光效果的数字存储示波器,目的是为市场引入一种新型智能化示波器产品。本示波器除了具备传统示波器的功能外,还将提供灵活多样的操作方式、待测信号的智能分析与处理、网络、音频、视频、RS232串行口、SD卡、主/从USB接口和嵌入式EVC语言编程接口等多种功能,为实现诸如远程测试、测试导航、故障诊断专家系统以及自组网协作测量等功能提供软硬件支持,使示波器应用领域更加宽泛。本文从国内外高速数据采集及示波器技术发展现状出发,分析了目前通用示波器的优点和不足,并得出设计嵌入式数字示波器的必要性,进而提出了200MHz带宽、实时采样1GSa/s的智能型、网络化嵌入式数字荧光示波器的设计思想,并重点从数据采集、数据处理、数据显示、信号测量计算、光标控制、以及ZOOM等角度详细阐述了系统功能划分、结构设计、硬件子系统、内核子系统和示波器应用子系统的实现方法。
叶小岭, 王永恒, 王军强[9]2008年在《基于ARM和CPLD的数字存储示波器的设计》文中进行了进一步梳理本文对基于ARM(Advanced RISC Machine)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的数字存储式示波器的设计过程进行了介绍。主要对系统的硬件和软件设计部分进行了分析。硬件设计部分首先给出了系统框图,然后对各个组成模块进行了介绍。并给出了各模块所使用的主要元器件。软件设计部分首先对基于?C/OS-Ⅱ的嵌入式操作系统进行了介绍。?C/OS-Ⅱ是一种源码公开、可移植、可固化、可裁减、可剥夺的操作系统内核。软件设计部分的另一个工作是对CPLD进行编程。本文所介绍的数字存储式示波器可用于电子设计、电子维修和教育等行业。
詹赞[10]2002年在《基本虚拟仪器思想的数字存储示波器系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着计算机技术的飞速发展以及虚拟技术的引入，80年代末期在传统仪器产业领域诞生了虚拟仪器(virtual instrument)的概念。虚拟仪器实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。它通过应用程序将普通计算机与硬件功能模块结合起来，为用户实现不同的测量功能提供硬件支持，用户可以通过友好的仪器面板界面来操作这台计算机，完成对被测试量的采集、分析、显示和数据存储等功能，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样。虚拟仪器作为计算机技术和现代仪器技术相结合的产物，实现了传统仪器测量理论和测量方法上的革命性突破。 笔者借鉴虚拟仪器的思想，自行设计开发了一种多用途的虚拟数字存储示波器系统，系统的软件部分包括上位机软件和液晶显示屏控制软件。上位机软件利用计算机图形技术在计算机显示器上实现了虚拟仪器操作面板，为用户提供功能强大，操作简单的图形界面。单片机和SED1335完成液晶显示屏的显示驱动和控制，在单片机中运行的液晶显示屏控制软件则实现一个相对简洁，但功能实用的液晶显示屏控制界面。 系统的硬件部分是数据采集卡，数据采集卡在功能上分为FPGA，模拟采样和液晶驱动及控制叁个组成部分。系统采用了FPGA芯片EP1K30TC144-3，并且在芯片内集成了采样控制逻辑，内置HFO，上位机接口，单片机接口以及键盘接口等多个功能模块，使得数据采集卡的结构大大简化。FPGA参与了系统所有功能模块的实现，起到了控制器，交换机和缓冲器的作用，是数据采集卡的核心部分。 本系统在功能上组成较为复杂，因而在具体实现中涉及到多种软硬件开发技术，例如在MAXPLUS中用VHDL实现对FPGA的开发，基于VISUALC++6.0的上位机虚拟面板操作软件的开发，用C51程序实现对液晶显示屏驱动及控制，在PROTEL99中对数据采集卡电路板的设计开发。 整个系统的结构合理、集成度高、装卸简便、性能良好。系统设计工作频率为40MHz，完全可以满足教学试验，工程开发的需要。数据采集卡在与PC机连接使用时，利用计算机丰富的软硬件资源，充分体现了虚拟化的测量仪器的优点； 武汉科技大学硕士学位论文同时数据采集卡也可以和液晶显示屏组成一套完整的便携式数字存储示波器，在野外也可进行正常的测量工作。
参考文献：
[1]. LCD数字存储式示波器[D]. 张春升. 浙江大学. 2003
[2]. 100MHZ手持式数字存储示波器数字系统设计[D]. 李涛. 电子科技大学. 2006
[3]. 双通道100MHz数字存储示波器的研制[D]. 冯伟. 哈尔滨理工大学. 2007
[4]. 数字荧光技术在数字示波表上的实现[D]. 段煜. 电子科技大学. 2010
[5]. 基于嵌入式系统的数字存储示波器的研究[D]. 李文哲. 山东理工大学. 2014
[6]. 2Gsps多功能数字存储示波器硬件系统——数字电路设计[D]. 彭鹏. 电子科技大学. 2009
[7]. 嵌入式数字存储示波器设计[J]. 程志强, 汪思静, 杨杰, 魏磊. 电子设计工程. 2013
[8]. 基于PXA270的200MHz嵌入式数字荧光示波器系统设计[D]. 曾文献. 北京邮电大学. 2009
[9]. 基于ARM和CPLD的数字存储示波器的设计[J]. 叶小岭, 王永恒, 王军强. 微计算机信息. 2008
[10]. 基本虚拟仪器思想的数字存储示波器系统的研究与实现[D]. 詹赞. 武汉科技大学. 2002
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