數(shù)字示波器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-06 05:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，內(nèi)插分辨率200ps。采集控制電路在處理器系統(tǒng)和觸發(fā)電路的控制下，把經(jīng)過通道電路調(diào)理之后的信號(hào)進(jìn)行采集放入到高速的采集存儲(chǔ)器中，當(dāng)采集結(jié)束后通知處理器系統(tǒng)，處理器系統(tǒng)把采集存儲(chǔ)器中的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算后送到液晶屏顯示。當(dāng)控制面板上有操作的時(shí)候，處理器系統(tǒng)根據(jù)改變的參數(shù)重新設(shè)置各種控制參數(shù)，然后進(jìn)行采集顯示5主要部件介紹（1） 通道觸發(fā)（2） 實(shí)時(shí)采集芯片（3） 控制FPGA（4） 采集存儲(chǔ)芯片（5） 內(nèi)插電路（6） 處理器系統(tǒng)（7） 液晶屏（8） 控制面板 工程方案1 方案的選擇（1） 觸發(fā)源(Source)選擇 要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測信號(hào)本身或者與被測信號(hào)有一定時(shí)間關(guān)系的觸發(fā)信號(hào)加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號(hào)由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)(LINE)、外觸發(fā)EXT)?！ ?nèi)觸發(fā)使用被測信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號(hào)本身是被測信號(hào)的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發(fā)信號(hào)?！ ‰娫从|發(fā)使用交流電源頻率信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)。這種方法在測量與交流電源頻率有關(guān)的信號(hào)時(shí)是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時(shí)更為有效?！ ⊥庥|發(fā)使用外加信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，外加信號(hào)從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號(hào)與被測信號(hào)間應(yīng)具有周期性的關(guān)系。由于被測信號(hào)沒有用作觸發(fā)信號(hào)，所以何時(shí)開始掃描與被測信號(hào)無關(guān)?！ ≌_選擇觸發(fā)信號(hào)對(duì)波形顯示的穩(wěn)定、清晰有很大關(guān)系。例如在數(shù)字電路的測量中，對(duì)一個(gè)簡單的周期信號(hào)而言，選擇內(nèi)觸發(fā)可能好一些，而對(duì)于一個(gè)具有復(fù)雜周期的信號(hào)，且存在一個(gè)與它有周期關(guān)系的信號(hào)時(shí)，選用外觸發(fā)可能更好。（2） 觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇 觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號(hào)的穩(wěn)定、可靠。這里介紹常用的幾種?！ C耦合又稱電容耦合。它只允許用觸發(fā)信號(hào)的交流分量觸發(fā)，觸發(fā)信號(hào)的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時(shí)使用這種耦合方式，以形成穩(wěn)定觸發(fā)。但是如果觸發(fā)信號(hào)的頻率小于10Hz，會(huì)造成觸發(fā)困難?！ ≈绷黢詈?DC)不隔斷觸發(fā)信號(hào)的直流分量。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)的頻率較低或者觸發(fā)信號(hào)的占空比很大時(shí)，使用直流耦合較好?！ 〉皖l抑制(LFR)觸發(fā)時(shí)觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過高通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號(hào)的低頻成分被抑制；高頻抑制(HFR)觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)信號(hào)通過低通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號(hào)的高頻成分被抑制。此外還有用于電視維修的電視同步(TV)觸發(fā)。這些觸發(fā)耦合方式各有自己的適用范圍，需在使用中去體會(huì)。（3）觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope) 觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測信號(hào)同步。電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)電平。一旦觸發(fā)信號(hào)超過由旋鈕設(shè)定的觸發(fā)電平時(shí)，掃描即被觸發(fā)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平上升；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平下降。當(dāng)電平旋鈕調(diào)到電平鎖定位置時(shí)，觸發(fā)電平自動(dòng)保持在觸發(fā)信號(hào)的幅度之內(nèi)，不需要電平調(diào)節(jié)就能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的觸發(fā)。當(dāng)信號(hào)波形復(fù)雜，用電平旋鈕不能穩(wěn)定觸發(fā)時(shí)，用釋抑(Hold Off)旋鈕調(diào)節(jié)波形的釋抑時(shí)間(掃描暫停時(shí)間)，能使掃描與波形穩(wěn)定同步。 極性開關(guān)用來選擇觸發(fā)信號(hào)的極性。撥在“+”位置上時(shí)，在信號(hào)增加的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)超過觸發(fā)電平時(shí)就產(chǎn)生觸發(fā)。撥在“”位置上時(shí)，在信號(hào)減少的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)超過觸發(fā)電平時(shí)就產(chǎn)生觸發(fā)。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平共同決定觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)。 （4） 掃描方式(SweepMode) 掃描有自動(dòng)(Auto)、常態(tài)(Norm)和單次(Single)三種掃描方式?！ ∽詣?dòng)：當(dāng)無觸發(fā)信號(hào)輸入，或者觸發(fā)信號(hào)頻率低于50Hz時(shí)，掃描為自激方式。 常態(tài)：當(dāng)無觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒有掃描線。觸發(fā)信號(hào)到來后，觸發(fā)掃描?！ 未危簡未伟粹o類似復(fù)位開關(guān)。單次掃描方式下，按單次按鈕時(shí)掃描電路復(fù)位，此時(shí)準(zhǔn)備好(Ready)燈亮。觸發(fā)信號(hào)到來后產(chǎn)生一次掃描。單次掃描結(jié)束后，準(zhǔn)備燈滅。單次掃描用于觀測非周期信號(hào)或者單次瞬變信號(hào)，往往需要對(duì)波形拍照。通道的3dB帶寬為100MHz，不同量程之間的誤差由軟件進(jìn)行自動(dòng)矯正，觸發(fā)電平和直流偏置都有軟件進(jìn)行設(shè)定，觸發(fā)模式可選。內(nèi)插電路設(shè)計(jì)方案 內(nèi)插電路的時(shí)間放大倍數(shù)為100倍左右，誤差控制在5%，時(shí)間分辨率200ps。 通道和觸發(fā)實(shí)現(xiàn)方案探頭1探頭21M50ACDCGND1：11：21：51：10放大OFFSET1：11：21：51：10放大1M50ACDCGND1：11：21：51：10放大OFFSET1：11：21：51：10放大EXT1：11：5選擇開關(guān)TrigSouSel比較器TrigLevelACDCTrigModeTrig采集控制方案采集控制電路采用FPGA實(shí)現(xiàn)，包括預(yù)觸發(fā)、對(duì)處理器發(fā)送過來的命令的解碼、觸發(fā)信號(hào)的處理以及內(nèi)插校準(zhǔn)等。采集存儲(chǔ)方案采集存儲(chǔ)才用速度非常高的同步存儲(chǔ)器SRSRAM實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)深度為每通道128K。處理器系統(tǒng)方案處理器系統(tǒng)采用32位的ARM7處理器，處理工作主頻最高可達(dá)80MHz，處理能力高達(dá)72MIPS。FLASH為2Mbyte，SDRAM為16Mbyte，能輕松實(shí)現(xiàn)所有的功能。面板控制方案控制面板為另外制板，由一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)控制，對(duì)上面的按鍵和旋鈕進(jìn)行掃描，通過串口把按鍵數(shù)據(jù)發(fā)送的處理器系統(tǒng)。顯示方案顯示采用320X240的８色SHARP液晶屏（可根據(jù)需要改變）。擴(kuò)展接口 擴(kuò)展接口可根據(jù)需要進(jìn)行添加，包括網(wǎng)絡(luò)接口，USB接口，GPIB接口等。軟件 所有的軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，層次結(jié)構(gòu)分明，方便測試和以后的升級(jí)以及進(jìn)行移植。 設(shè)備方案主要測試設(shè)備及生產(chǎn)設(shè)備見下圖：序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量(臺(tái)/件/個(gè))一主要測試設(shè)備1示波器TDS2024 數(shù)字存儲(chǔ)示波器12掃頻儀德力DEVISER13按鍵測試儀8600k按鍵測試儀14電烤箱1二主要生產(chǎn)設(shè)備1SMD芯片貼片設(shè)備12SMT元件貼片設(shè)備13電烙鐵104焊錫池25焊錫絲106松香1
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