基于等效采样原理的数字示波器.pdfVIP

仪器仪表用户 口经验交流口 doi：10．3969／j．issn．1671-1041．2011．04．031 基于等效采样原理的数字示波器 刘 璐 (武汉大学 电子信息学院，武汉430079) 摘要 ：本作品以单片机和FPGA为控制核心。实现了基于等效采样技术的数字示波器。具有实时采样和等效采样方式，其实 时采样速率不大于 1MSa／s，并采用顺序等效采样的方式使等效采样速率达到200MSa／s。系统输入频率范围为 10Hz～ 10MHz，输入幅值范围为 16mV一8V，垂直灵敏度有 1V／div、0．1V／div、2mV／div三档 。水平灵敏度有 20ms／div、2ms／div、 lms／div、40ps／div、20．^s／div、2ps／div、200ns／div、lO0ns／div八档。信号幅度测量误差小于5％，周期测量误差小于5％。 采用内部软件触发方式 ，触发电平可调。具有单次触发。波形存储，自动档，校准信号输出等功能。 关键词：数字示波器；等效采样；实时采样 中图分类号：TM935．37 文献标志码：B Designofdigitaloscilloscopebasedon equivalentsampling LIU Lu (SchoolofElectronicInformation．WuhanUniversity，Wuhan430079，China) Abstract：TheworkforthecontmlofthemicrocontrollerandtheFPGAcore，toachievedigitaloscilloscopebasedone· quivalentsamplingtechnique．Real-timesamplingandequivalentsamplingmode，Real-timesampling rate isnomore than IMSa／S，andusingequivalentsamplingapproach inordertoachievetheequivalentsamplingrate200MSa ／S． System inputfrequencyrangeof 10Hz ～ 10MHz，the inputamplitudemngeis16mV 一8V，perpendicularsensitivityof lV／d_v，0．1V／div，2mV／divthirdgear，thelevelsensitivityof20ms／div，2ms／div，1ms／div ，40ps／div，20ps／div，2us ／div，200ns／div，100BS／diveightstalls．Signalamplitudemeasurementerrorislessthan5％ ，periodmeasurement errorislessthan5％．Theinternalsoftwaretriggermode，triggerlevelisadjustable．Withasingletrigger，waveformstor。 age，automatictransmission，calibrationsignaloutputfunctions． Keywords：digitaloscilloscope；equivalentsample；real-timesampling 0 引言 1 等效时间采样的基本原理 在数字示波器技术中，常用的采样方法有两种…：实时采 1．1 基本原理 样和等效采样。实时采样是指在触发信号到来后，一次性完 采样一个点的周期=等效采样的速率／被测信号的频率。 成整个数据采集过程，其特点是顺序，等时间隔，通常对信号