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高精度數(shù)字示波器主要組成部分和兩種采集模式介紹

發(fā)布時(shí)間: 2021-06-25  點(diǎn)擊次數(shù): 1651次
   高精度數(shù)字示波器設(shè)計(jì)了以單片機(jī)和FPGA為控制核心,由阻抗變換、峰值檢波、程控放大、采樣、頻率測(cè)量以及校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生等模塊構(gòu)成的數(shù)字示波器。
 
  高精度數(shù)字示波器主要由測(cè)量控制和顯示輸出兩部分組成。輸入信號(hào)在測(cè)量電路前端,經(jīng)由信號(hào)變換電路處理成各次級(jí)單元能處理的等效信號(hào),主要是由比較電路處理輸出正方波和峰-峰值為2.5V的等效運(yùn)算放大輸出信號(hào)。方波信號(hào)作為記數(shù)脈沖,觸發(fā)可編程邏輯器件CPLD來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率值的測(cè)量。同時(shí),經(jīng)運(yùn)算放大器輸出的信號(hào)輸入至采樣保持器,由主控制器DSP向其相關(guān)引腳發(fā)出鎖存信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)信號(hào)的采樣和鎖存輸出的功能切換。
 
  高精度數(shù)字示波器的兩種采集模式:
 ?、倨骄J健F骄J绞鞘静ㄆ鞑杉到y(tǒng)中基本降噪的信號(hào)處理技術(shù)之一。通過(guò)使用兩次或兩次以上采集的數(shù)據(jù),對(duì)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)采用逐點(diǎn)平均的方法,形成輸出波形。平均模式改善了信噪比,降低了與觸發(fā)無(wú)關(guān)的噪聲,提高了垂直分辨率,可以更簡(jiǎn)便地觀察重復(fù)信號(hào)。
  計(jì)算平均波形的傳統(tǒng)方法是先簡(jiǎn)單地加總所有采集中的對(duì)應(yīng)樣點(diǎn),然后除以采集次數(shù)。但是,這種方法要一直等到采集了所需的全部N個(gè)波形之后,才能顯示平均值。耽誤的時(shí)間對(duì)大部分用戶(hù)是不可接受的,采集數(shù)據(jù)量會(huì)迅速超出示波器的內(nèi)存容量。
 
 ?、诟叻直媛誓J?。
  HiRes模式計(jì)算并顯示每個(gè)采樣間隔中所有順序樣點(diǎn)值的平均值。這種模式提供了一種方法,用過(guò)采樣獲得與波形有關(guān)的進(jìn)一步信息。在HiRes模式下,通過(guò)獲得進(jìn)一步水平采樣信息,可以提供更高的垂直分辨率,降低帶寬和噪聲。HiRes處理在定制硬件中完成,以更大限度地提高速度。HiRes模式較平均模式的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),是即使單次采集也可以使用HiRes模式。
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