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数字荧光示波器波形高速捕获与存储设计

作　者: 周玉鸿
导　师: 胡永忠；雷鸣
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 数字荧光示波器波形捕获
分类号: TM935.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 64次
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内容摘要

数字荧光示波器既保留了数字存储示波器的传统优点,能够存储、分析和打印波形,同时以数字方式模拟了CRT(Cathode Ray Tube)显示器的荧光效果,能够显示波形的亮度等级,揭示被测信号出现的频度,展示波形的重要细节,显示出关键的信号异常。但昂贵的价格使数字荧光示波器一直占据在高端市场。开发一种具有较快波形捕获率、能够获得荧光显示效果波形图的高性价比数字示波器符合市场的需要。论文论述了一种示波器波形高速捕获与存储的设计实现。课题来源于一种低带宽的10MHz便携式数字荧光示波器。波形高速捕获的设计实现使用Cyclone(?)Ⅲ系列FPGA器件EP3C5,以QuartusⅡ软件为设计工具,采用硬件构架快速捕获波形数据并形成三维波形图。论文共六章。第一章简要介绍了示波器的现状和发展趋势;第二章论述了数字荧光示波器波形高速捕获技术的实现方案;第三章到第五章论述了波形高速捕获的实现方法。其中第三章论述示波器波形存储系统的设计,详细介绍了示波器存储系统的结构和实现方法;第四章论述单次波形捕获过程设计,介绍了将ADC转换后的数据重构成二维平面波形图、再叠加成一幅三维波形图的设计过程;第五章论述连续波形高速捕获过程的设计,介绍了触发和预触发系统的设计,以及系统如何在触发系统的同步下高速捕获连续波形。最后一章为结论,给出了各功能模块的仿真结果和完成的印制板图。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 示波器的现状和发展趋势  8-13
    1.1.1 各类示波器的特点和现状  8-13
    1.1.2 示波器技术的发展趋势  13
  1.2 本文选题和主要内容  13-15
第二章波形高速捕获设计方案  15-23
  2.1 一种10MHz 带宽数字荧光示波器概述  15-16
    2.1.1 10MHz 带宽数字荧光示波器的技术指标  15-16
    2.1.2 数字荧光示波器的总体设计  16
  2.2 数字荧光示波器的波形高速捕获设计  16-23
    2.2.1 数字荧光示波器波形高速捕获总体设计  16-18
    2.2.2 波形高速捕获和荧光显示实现方案  18-20
    2.2.3 波形高速捕获方案结构描述  20-23
第三章波形存储系统设计  23-36
  3.1 数字荧光示波器显示器技术指标  23-25
  3.2 波形存储器系统设计  25-36
    3.2.1 波形存储器系统模块结构  26-27
    3.2.2 预触发存储器  27-30
    3.2.3 平面波形存储器  30-33
    3.2.4 频度波形存储器  33-36
第四章单次波形捕获过程设计  36-51
  4.1 采样数据转换为可显示的波形点  36-38
  4.2 构建一列波形显示图  38-43
    4.2.1 根据时基重组波形数据  38-42
    4.2.2 形成一列波形数据  42-43
  4.3 形成二维波形图  43-46
  4.4 形成三维波形图  46-51
第五章连续波形高速捕获设计  51-59
  5.1 触发系统  51-55
    5.1.1 产生触发信号  51-53
    5.1.2 触发释抑  53-55
  5.2 预触发  55-57
    5.2.1 预触发实现原理  55-56
    5.2.2 预触发实现  56-57
  5.3 波形数据定时转存  57-59
第六章结论  59-66
  6.1 功能模块仿真  59-63
    6.1.1 采样数据转换为可显示的波形点仿真  59-60
    6.1.2 形成一列波形数据仿真  60
    6.1.3 预触发设计仿真  60-61
    6.1.4 形成二维波形图设计仿真  61-62
    6.1.5 形成三维波形图设计仿真  62-63
  6.2 完成成果  63
  6.3 本文论述示波器和其它相同功能示波器比较  63-65
  6.4 总结  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

数字荧光示波器波形高速捕获与存储设计

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