基于-fpga的数字存储示波器的设计

《基于-fpga的数字存储示波器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducation毕业设计专业：应用电子技术教育班级学号：学生姓名：指导教师：二○一一年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于FPGA的数字存储示波器的设计DesignadigitaloscillographbasedonFPGA专业班级：学生姓名：指导教师：学院：电子工程学院年月摘要本文介绍了一台以FPGA为处理核心的双通道数字存储示波器的设计。设计中模拟通道采用OPA657为阻抗变换缓冲级，提供1TΩ的输入阻抗，VCA824作为增益控制实现

2、了宽带宽，宽范围输出。再由THS4500驱动ADCADS831，实现了80Msamp/s采样率，模拟通道的带宽限制为10MHz。数字处理采用SOPC技术，在FPGA内部构建采样FIFO，及数据流触发及分析逻辑，FPGA内建的以NiosII为核心作为处理核心。此示波器的单通道存储深度为8Ksamp，波形刷新率为15帧每秒，具有一定的实时性。操作界面采用TFT240X320显示波形，全触摸控制。波形移动拉伸还有其他控制都通过触摸滑动触摸屏，带来了不一样的操作感受。示波器的制作成模块化功能板，分为模拟通道，控制板，数字核心板，显示控制板

3、。示波器的硬件也成为了一个高速数据采样的开发平台。关键词：示波器；FPGA；增益控制；触发电路；触摸屏ABSTRACTThispaperintroducesaforprocessingthecorewithFPGAdualchanneldigitalstorageoscilloscopedesign.BysimulatingthechannelOPA657designforimpedancetransformationbufferlevel,providetheinputimpedance1TΩ,VCA824asgaincontr

4、olrealizedbroadbandwide,widerangeoutput.ByTHS4500driveADCADS831again,realized80Msamp/ssamplingrate,simulationchannelbandwidthlimitationsfor10MHz.DigitalprocessingwiththeSOPCtechnology,TheFPGAinternalconstruction,anddatasamplingFIFOflowtriggerandanalysisoflogic,TheFPGA

5、built-intoNiosIIasthecoreasprocessingcore.Thedepthofthesinglechannelstorageoscilloscopefor8Ksamp,waveformrefreshrateof15framespersecond,hascertainreal-time.ByTFT240X320operationinterface,thetouchdisplaywaveformcontrol.Waveformtensileandothercontrolmovementbytouchingsl

6、idingtouch-screen,broughtdifferentoperatingexperience.Oscilloscopeproductionintomodularfunctionboard,dividedintoanalogchannels,controlpanel,digitalcoreboard,displaypanel.Oscilloscopehardwarealsobecameahigh-speeddatasamplingdevelopmentplatform.KeyWords：Oscilloscope;FPG

7、A;Gaincontrol;Triggercircuit;Touchscreen目录1项目背景-1-1.1示波器简介-1-1.2示波器发展现状-2-2数字存储示波器实现方案-3-2.1总体构架方案-3-2.2模拟前端方案-4-2.2.1阻抗变换方案-5-2.2.2增益控制方案-6-2.2.3ADC驱动方案-7-2.2.4抗混叠滤波处理-8-2.2.5直流偏移方案-10-2.2.6触发方案-10-2.3ADC方案-13-2.4FPGA数字处理系统板-14-2.5电源电路-15-2.6显示和接口方案-16-3硬件SOC及软件的实现基础

8、173.1自定义功能模块及SOPC系统组成173.2软件开发环境213.3示波器应用软件构建模式224项目测试验证234.1模拟通道性能测试234.1.1模拟带宽234.1.2垂直精度244.1.3水平精度244.1.4输入范围244.1.5输入阻