數(shù)字存儲(chǔ)示波器1模板(參考版)
2025-01-09 11:47本頁面
【正文】 54 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 3） 波形顯示電路的設(shè)計(jì) 由于Ｘ (ｔ )和Ｙ (ｔ ) 信號(hào)都來源于同一地址發(fā)生器，因而在顯示屏上形成的波形非常穩(wěn)定。 53 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 3） 波形顯示電路的設(shè)計(jì) 波形顯示控制電路一般由時(shí)鐘、讀地址計(jì)數(shù)器、 RAM讀控制等部分組成，用以控制雙口RAM的一組地址和控制總線。這樣我們就可以無閃爍地觀察極慢信號(hào)，同時(shí)也可以穩(wěn)定地顯示很高頻率的信號(hào)。 t /div 控制器實(shí)際上是一個(gè)時(shí)基分頻器，題目要求掃描速度范圍在 ～ 20μs/div之間，水平分辨率為 20點(diǎn) /div，則推算得 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速率的范圍在 100Hz～ 1MHz之間。一旦 200個(gè)存儲(chǔ)單元寫滿，就完成了一個(gè)寫入循環(huán)?？刂齐娐芬坏┙拥絹碜杂|發(fā)電路的觸發(fā)信號(hào)，就啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集及 RAM寫入過程： 一方面 ，“ t/div”控制器產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)控制轉(zhuǎn)換速率的采集信號(hào)，使 A/D轉(zhuǎn)換器按設(shè)定的轉(zhuǎn)換速率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采集；另一方面，使寫地址計(jì)數(shù)器按順序遞增，以選通 RAM中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。 垂直靈敏度 (V/div) 10mV 20mV 50mV 1V 衰減放大系數(shù) 25 5 0. 25 47 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1）輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 要求儀器輸入帶寬不小于 50kHz，選用集成運(yùn)放 LF356(GBW為 5MHz)；實(shí)際輸入電路設(shè)計(jì)還要考慮雙蹤輸入，單雙蹤控制由多路選擇器 IC6完成，當(dāng) ，儀器為雙蹤示波功能；主放大器 IC3是根據(jù)表 87設(shè)計(jì)的具有七擋量程的程控放大器，通過控制模擬選擇開關(guān) IC7實(shí)現(xiàn)垂直靈敏度的選擇； IC4組成電平移位電路，以使輸入信號(hào)的電平移位到 A/D轉(zhuǎn)換器所要求的 0～ 2V范圍內(nèi)。 45 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1） 輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 不同垂直靈敏度（ V/div擋）與對(duì)應(yīng)的衰減放大系數(shù)的關(guān)系 很顯然，輸入電路應(yīng)是一個(gè)寬帶的數(shù)控衰減放大電路。 如果選擇的 A/D轉(zhuǎn)換器最大輸入電壓幅度為，則計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的輸入電路的衰減放大系數(shù)的范圍應(yīng)為 ～ 25。 43 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 技術(shù)指標(biāo)分析及總體方案的制定 4）控制方案的確定 44 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵電路的分析與設(shè)計(jì) 1） 輸入電路的分析與設(shè)計(jì) 輸入電路主要作用是將輸入信號(hào)的幅度調(diào)整到 A/D轉(zhuǎn)換器允許的電壓范圍內(nèi)。 42 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 技術(shù)指標(biāo)分析及總體方案的制定 4）控制方案的確定 由于存儲(chǔ)示波器一般采樣速率較高 (本題要求最高采樣速率不小于 2MHz)，控制的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，并且采集與存儲(chǔ)要求保持嚴(yán)格的同步，因此采用普通單片機(jī)直接控制很難勝任?？梢钥紤]采用如下兩種方案： (1) 采用一般的 RAM并設(shè)計(jì)相應(yīng)的外圍控制電路，使數(shù)據(jù)的寫入與讀出分時(shí)使用同一套總線?？紤]雙蹤示波功能，存儲(chǔ)深度應(yīng)增加到 400點(diǎn)，若再考慮水平移動(dòng)擴(kuò)展顯示功能的需要，可考慮選擇容量為 1KB以上的存儲(chǔ)器。 根據(jù)上述分析， A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)選擇最高轉(zhuǎn)換速率為 2MHz以上的 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，例如 CA 330TLC 5510等。 40 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 技術(shù)指標(biāo)分析及總體方案的制定 2） A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 要求示波器的最快掃描速度為 20μs/div，水平分辨率為 20點(diǎn) /div，因而 A/D轉(zhuǎn)換器的最高轉(zhuǎn)換速率應(yīng)為 1MHz。 因此，選用實(shí)時(shí)取樣方式。 38 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 功能和技術(shù)指標(biāo)（續(xù)）： (5) 垂直分辨率為 32級(jí) /div，水平分辨率為 20點(diǎn) /div(設(shè)示波器顯示屏水平刻度為 10div，垂直刻度為 8div)，輸入阻抗大于 100kΩ (6) 頻率范圍為 DC～ 50kHz，最少設(shè)置 、 20μs/div三擋掃描速度，其誤差 ≤5%；最少設(shè)置 1V/div、 、 ，其誤差 ≤5%。 (3) 具有雙蹤示波功能，能同時(shí)顯示兩路被測(cè)信號(hào)波形。在單次觸發(fā)顯示方式下，每按動(dòng)一次“單次觸發(fā)”鍵，儀器在滿足觸發(fā)條件時(shí)，能對(duì)被測(cè)周期信號(hào)或單次非周期信號(hào)進(jìn)行一次采集與存儲(chǔ)，然后連續(xù)顯示采集的波形。 36 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)用普通示波器顯示被測(cè)波形的簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器，示意圖如下： 37 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì) 功能和技術(shù)指標(biāo)： (1) 具有連續(xù)觸發(fā)和單次觸發(fā)顯示方式。
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