1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究目的及意义示波器是电子测量中最常见的测量仪器之一,具有波形显示、波形存储、数据测量等功能,广泛应用于数字电子和模拟电子相关的电路设计与测试、各类用电产品性能的检测等领域。
随着信息技术的发展,对信号的测量技术要求越来越高,模拟示波器需要与带宽相适应的放大器和阴极射线示波管,随着频率的提高,对阴极射线示波管的工艺要求严格,成本增加,存在技术瓶颈[1]。而数字示波器借助现在先进的高速数字电子技术及dsp技术,其设计及生产不存在瓶颈问题,数字存储示波器采用微处理器和数字信号处理器作控制和数据处理,具有超前触发、波形处理、波形记录、长时间存储等模拟示波器不具备的功能。
常用的示波器一般体积较大,成本较高,使用灵活性低,这使其在场外测试及一些简单信号的测试领域的应用受到了限制。因此,开发低成本的多功能数字示波器具有巨大的应用前景[2]。多功能示波器有多种实现方案,本文基于数字示波器的显示原理,提出了一种以高性能fpga为控制核心的数字示波器的实现方法,此方案电路集成度高,抗干扰能力强,成本低,功能齐全。
2. 研究的基本内容与方案
2、基本内容和技术方案
本文为了实现数字示波器的模块化和功能化,以现场可编程门阵列fpga器件作为主控制器,通过硬件和软件相配合的设计方法,实现了一款基于fpga的多功能可控的vga显示数字存储示波器。fpga 的高速性比其他控制芯片更适合于高速数据的采集和处理,开发周期较短,系统软件设计可移植性好。利用fpga芯片将控制单元和存储单元融合,代替了传统的单片机控制单元,减少了系统的复杂度,提高了示波器的性能。
选择altera的cyclone系列fpga(ep4ce6e22c8n)为硬件系统核心器件。实现。包括信号处理电路模块、ad采样控制模块、基于fpga的系统(信号触发电路模块、波形存储电路、按键输入模块、vga显示模块),系统设计框图如图2.1所示。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解本课题研究所需的理论知识,初步确定设计方案,撰写开题报告初稿。
第4-5周:修改开题报告、完成外文翻译上传系统;学习fpga的基本设计方法。
第6-7周:熟悉quartus ii软件,完成数字示波器的a/d模块、信号处理模块的仿真工作。学习fpga的基本设计方法。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 魏坤.数字示波器vs模拟示波器[j].无线电,2008(9):68-69
[2]孙盛坤,丁浩,宋杰.基于fpga和ftf彩屏液晶的便携示波器设计[j].电子设计工程,2001,19(4),158-161.
[3]行韶谞,段衍东,禹林焓.基于fpga的显示简易数字示波器设计[j].电子测量技术,2012(10):36-41.
