简易等效采样数字示波器的设计与实现【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）简易等效采样数字示波器的设计与实现35摘　要【摘要】目前，数字示波器在各种电子信号测量设备的应用中有着非常广泛的应用。本文研究了等效采样技术，利用顺序等效采样的方式成功设计了一款等效采样数字示波器。该系统以C8051f020单片机为控制核心，以FPGA为数据处理核心。系统主要包括输入调理、跟踪触发、信号采集、数据处理等模块，含有四个扫描时基档，三个垂直灵敏度档，具有波形存储、回放显示和频率测量等功能。经过测定，该示波器的等效采样率能够达到100Msa/s，有效地扩展了示波器的工作带宽，具有较高的实用价值。【关键词】等效采样；C8051f020；FP

2、GA；数字示波器。35Abstract【ABSTRACT】Currently, digitalscilloscope applicationsisalwaysusedinavarietyofelectronicequipment.To theelectronicsindustry,the scilloscopehasplayedanextremelyimportantrole. Withthe functionalityandintegrationofelectronicdevicesadvanced,thescilloscopehas beengreatlydevel

3、oped. Inparticular, therapiddevelopmentof digitaloscilloscopehasmadeabigadvancewhichlovedbythemajorityof electronic developers.Inthispaper,adigitaloscilloscopeusingsequenceequivalentsamplingmethodispresented.Theoscilloscopeconsistsofinputconditioning,trackingtrigger,signalacquisition,dat

4、aprocessingfunctionmodules,andcontainsfourscanningstalls,threeverticalsensitivitystalls.Italsohasfunctionsofthewaveformstorage,playback,andfrequencymeasurement.Real-timesamplingmethodandsequenceequivalentsamplingmethodareadopted,whichhaswidenthefrequencybandoftheoscilloscope.Thesystemhas

5、highpracticalvalue.【KEYWORDS】equivalentsampling；C8051f020；FPGA；digitaloscilloscope。35目　录摘　要IIAbstractIII目　录IV1前言11.1示波器的特点11.2当前国内外示波器发展的历史与现状11.3课题研究的主要内容21.4本章小结22采样原理的介绍与分析32.1实时采样32.2等效采样42.2.1顺序等效采样42.2.2随机等效采样52.3采样方案的选择62.4本章小结73系统总体设计方案选取83.1系统总体设计方案一：单片机+单片机83.2系统总体设计方案二：FPGA+单片

6、机83.3系统总体设计方案的选择83.4系统方案的具体设计93.5本章小结94系统硬件电路设计104.1外围电路设计104.1.1部分元器件介绍104.1.2外围电路具体设计114.1.3外围电路整体设计144.2FPGA硬件电路设计164.2.1FPGA的发展简介164.2.2锁相环164.2.3TLC5510174.2.4THS5651184.2.5TLV5619194.2.6FPGA目标板194.3单片机硬件电路设计214.4本章小结235系统软件设计245.1FPGA软件设计245.1.1QuartusII软件简介24355.1.2A/D驱动模块255.1.3采

7、样时序控制模块265.1.4控制模块285.2单片机软件设计295.3本章小结296系统调试与参数测量306.1外围电路调试306.1.1调理及触发电路的调试306.1.2采样保持电路的调试306.2FPGA电路调试306.3系统性能参数测量316.3.1测量仪器316.3.2测量参数记录与数据分析316.4本章小结347总结35参考文献36致谢37附录38351前言1.1示波器的特点示波器是用来测量各种电信号的电子仪器，可以简单的视为能够显示图形的电压表。示波器能够非常形象地显示出随着时间变化的电信号的波形，是一款非常有用的电信号测量仪