基于fpga的便携式数字存储示波器设计硕士论文

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1、论文题目基于FPGA的便携式数字存储示波器设计工程领域电子与通信工程指导教师张扬教授作者姓名郑丽学号200850201017分类号密级注1UDC学位论文基于FPGA的便携式数字存储示波器设计（题名和副题名）郑丽（作者姓名）指导教师姓名张扬教授电子科技大学成都胡仲祥高工四川建院德阳（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2010.9论文答辩日期2010.11学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2010年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号I独创性

2、声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着科学技术的不断发展，各种科学研究中的涉及到的信号测试也越来越多，示波器作为最重要的测试设备，使用场景和功能需求越来越复杂，因此示波器的研发也必须不断发展，通过改善硬件性能和软件程序以满足多样性用户的不同需求。示波器发展当中，高性能、便携式、智能化是数字存储示波器研究的重点方向，然而三者往往不可兼得，定制灵活度最高的虚拟示波器需要配合PC机以及复杂的编程环境使用，让普通使用者增加了开发成本，而且

4、移动不方便。基于嵌入式平台的便携式数字示波器由于兼具数字存储示波器和数字万用表的测量功能和技术特性，而且体积小、重量轻、功耗低，不仅可以满足室内外测试等应用场合，而且其友好的开发环境友可满足特定用户的个性化需求。另外，基于嵌入式平台的便携式数字示波器成本低廉，可在电子电工课程的培训教学中作为开发工具箱使用，帮助电子电工深入理解信号测量原理。嵌入式数字示波器是近年发展起来的一种实现数据及波形实时显示的智能终端设备。目前通用的数字示波器多采用DSP、内嵌微处理器型FPGA或DSP+FPGA结构。本文设计的数字存储示波器采用MCU+FPGA的结

5、构，以Altera公司低端廉价CycloneFPGA作为信号采集、处理主要单元，以51单片机作为控制、人机交互主控单元，这种设计是一种功能齐全、性能优秀、成本低廉的设计方案，并且可作为一个独立的嵌入式智能终端开发箱使用。本文还介绍了分时采样模块的设计和FFT变换的设计。通过分时采样，可以把高频、快速信号变成低频、慢速重复信号，从而采集200MHz的高速周期信号。通过FFT变换分析，可以对被测信号进行频谱分析。通过测试，这款基于FPGA的数字存储示波器具备高精度、低功耗、稳定可靠、灵活方便等优点。关键词：便携式示波器、FPGA、分时采样、F

6、FTIABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,moreandmoresignalshavetobetestedinvarietyofscientificresearch,asthemostimportanttestequipment,theoscilloscope’snewapplicationsareendless,somanufacturersmustcloselyfollowthedevelopmenttrendofnewapplicati

7、onsdesignedtomeetthespecificneedsoftheoscilloscopeusersandsoftwareapplications.High-performance,portableandintelligentarethefocusofresearchdirectionondigitalstorageoscilloscope,however,thethreeareoftenincompatible.Themosthighflexibilitycustomizeoscilloscopenowisvirtualdev

8、icewithplatformofPCandcomplexprogrammingdevelopmentenvironment,whichincreasesthedevelopmentcosts