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数字荧光技术在数字示波表上的实现

作　者: 段煜
导　师: 姜书艳
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 数字荧光技术 数字示波表 图形转换 波形储存 波形捕获率
分类号: TM935.37
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


模拟示波器具有模拟带宽高、高波形捕获率、波形实时显示以及余辉波形效果显示等优点,同时没有丰富的触发、波形储存、参数计算等功能,为弥补模拟的示波器的不足产生了数字储存示波器。虽然数字储存示波器实现了模拟示波器功能上的不足,但是同时也失去了模拟示波器的优点。数字储存示波器采样带宽受限于ADC的采样率,波形捕获率也降低到了几个数量级,在波形显示上没有了荧光辉度的变化,只有“有”、“无”两种状态,对于观察一些特殊的波形十分不利。数字荧光示波器作为第三代示波器,采样了新的数字荧光技术,结合了模拟示波器和数字储存示波器的优点,高波形捕获率,高波形刷新率,荧光辉度显示效果,丰富的触发、储存以及计算功能。数字荧光示波器是由美国泰克公司独立研发,在市场上处于垄断地位,国内对于此技术还处于探索研究阶段,因此对数字荧光技术的研究具有重要的意义。本设计以数字示波表为平台,设计一款具有数字荧光技术的低成本高性能数字示波表。设计主要内容包括:荧光波形显示理论,以模拟示波器显示原理为基础,结合数字储存示波器的显示数据处理方式,设计了一种通过数字方式来实现具有辉度效果的荧光波形显示方案。制定系统总体框架、各部分结构功能以及整体的实现方案,主要注重核心逻辑电路的设计讨论。核心控制逻辑可划分为数据同步暂存、图形转换、预触发波形存储器、平面型波形存储器、批量波形采集控制器、波形数据转存器、波形频度存储控制器、LCD扫描控制器以及常规采样数据存储、RAM、MPU接口逻辑等功能单元。各部分的协调工作,实现波形图形化、波形数据处理、荧光波形生成及显示并行处理,提高波形捕获率。最后对系统结构及各项重要指标进行了分析讨论,并提出了改进系统性能的可行性方案设想。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 引言  8-15
  1.1 示波器概述  8-11
    1.1.1 模拟示波器特点  8-9
    1.1.2 数字示波器的特点  9-11
  1.2 示波器现状  11-13
    1.2.1 数字荧光示波器  12-13
    1.2.2 手持式示波器  13
  1.3 研究内容及设计要求  13-15
第二章 数字荧光技术原理及实现方法  15-23
  2.1 荧光波形对于信号测量的意义  15-16
  2.2 波形映射原理及设计  16-20
  2.3 数字荧光显示原理与设计  20-22
  2.4 小结  22-23
第三章 系统整体实现结构设计  23-31
  3.1 数字储存示波表结构  23-25
  3.2 数字荧光示波表结构  25-31
    3.2.1 关键技术  26-28
    3.2.2 整体结构  28-31
第四章 波形图形化及常规采样电路设计与实现  31-57
  4.1 时基电路及ADC 芯片介绍  31-34
    4.1.1 时钟分频电路的设计  31-33
    4.1.2 A/D 模拟转换器的性能和特点  33-34
  4.2 采样控制及图形转换电路设计  34-40
    4.2.1 数据同步  34-36
    4.2.2 采样数据的图形化算法  36-38
    4.2.3 数据同步及图形转换模块设计  38-40
  4.3 预触发功能  40-45
    4.3.1 预触发设计  40-42
    4.3.2 预触发电路设计  42-45
  4.4 平面波形储存电路设计  45-51
    4.4.1 平面波形储存器  45-47
    4.4.2 双口RAM 的操作时序  47-48
    4.4.3 平面波形储存控制电路  48-51
  4.5 常规采样  51-57
    4.5.1 峰值采样  51-54
    4.5.2 预触发及FIFO 读写控制逻辑  54-57
第五章 荧光波形生成及显示驱动电路设计与实现  57-72
  5.1 液晶显示驱动接口电路设计  57-58
  5.2 显示储存器征用逻辑  58-60
  5.3 处理器显示数据的处理电路设计与实现  60-64
    5.3.1 显示界面数据结构  60-61
    5.3.2 屏蔽寄存器模块  61-62
    5.3.3 处理器接口电路  62-63
    5.3.4 处理器显示数据控制电路  63-64
  5.4 荧光波形处理模块设计  64-68
  5.5 显示数据的读取显示实现  68-72
第六章 总结与展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
附录  76-77
在学期间的研究成果  77-78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表 > 示波器 > 数字示波器
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