基于等效采样数字存储示波器设计和实现论文

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1、摘要数字存储示波器在电子行业的各个领域中扮演着重要的角色。本论文以现场可编程门阵列(FPGA)作为主控制器，采用等效采样技术、虚拟仪器技术，通过模拟电路设计、数字逻辑设计以及软件编程设计，实现了一款基于等效采样的多功能可控的数字存储示波器。论文首先对数字示波器的工作原理进行了分析，对基于等效采样的采样方式进行了详细的介绍，并深入讨论了几种等效采样方案的实现原理。通过对方案进行可行性分析，本文采用FPGA+硬件电路设计的结构来实现整个系统的设计，并对系统的模块设计、硬件电路进行了详细的描述和讨论。在数字逻辑

2、设计中，采用了QuartusII11．0开发工具，实现了控制电路模块的设计及仿真分析。最后在LabWindows／CVI平台上开发了系统的应用程序。在实际应用中对整个系统进行了详细的测试，通过对系统硬件、软件程序的不断完善，达到了设计目标。关键词：等效采样数字示波器FPGA虚拟仪器AbstractDigitalstorageoscilloscopeplaysamoreandmoreimportantroleineveryareaoftheelectronicsindustry．Bycombiningsam

3、plingprinciple，virtualinstrumenteffectively,alowcost，portable，extensibleandmultifunctionaldigitalstorageoscilloscopesystembasedonequivalentsamplingwhichhasbeenrealized．FPGAprovidesthehardwarefoundationforthedesignandthemaincontentsconsistofanalysiscircuit

4、design,digitallogicdesignandsoftwaredesign．Thestudyprovidesadetailedanalysisofprincipleoftheequivalentsamplingandputforwardseveralfeasibleimplementations．Withdeeplyanalysisandcomparisonofthesemethods，adesigncombinationofFPGAandhardwarecircuitisusedtoreali

5、zethesystem．AndthenfldetaileddescriptionofthesystemdesignisprovidedtOdiscussthemodulesrespectivelyandconcretecircuitdesign．QuartusIIdeveloptoolisemployedtodesignandsimulatetheDigitallogiccircuitintheFieldProgrammableGateArrayinwhichtheequivalentsamplingde

6、signandmodulecontrolincluded．Finally,userapplicationprogramisrealizedwithLabWindows／CVI，bywhichwecanviewandmeasurethesignalwaveform，andcontrolthesignalsamplingprocessbysendingcommandtothehardwarecircuitboard．Thedigitalstorageoscilloscopesystemiselaboratel

7、ytestedinthepracticalapplication,andeveryfunctiononthecontrolpanelischeckedindetail．Inthetestingprocess，manytechnicaldifficultiesaresurmountedandthehardwarecircuitandthesoftwareprogramarebothimprovedbyhandlingtheerrorsandproblems．Andfinallythesystemdigita

8、lstorageoscilloscopeperformsverywellandachievesinitialdesignrequirements．Keywords：EquivalentSamplingDigitalStorageOscilloscopeFPGAVirtualInstrument第一章绪论1．1引言在电子技术领域，常常需要对信号的波形、频率、幅度等进行测量，或者要观察某段时间的型号波形，这就需要用到一种电子仪器—