【正文】 達(dá)一個(gè)波形。 數(shù)字示波器的采樣方式包括實(shí)時(shí)采樣和等效采樣 (非實(shí)時(shí)采樣 )。數(shù)字存儲(chǔ)示波器既適用于重復(fù)信號(hào)的檢測(cè)，也適用于單次瞬態(tài)信號(hào)的測(cè)量。 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 的原理與特點(diǎn) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器將輸入模擬信號(hào)經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換， 變成數(shù)字信號(hào)，儲(chǔ)存在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 RAM中，需要時(shí)將 RAM中存儲(chǔ)的內(nèi)容讀出顯示在 LCD，或通過 D/A轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號(hào)變換成模擬波形顯示在示波管上。由于數(shù)字存儲(chǔ)示波器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合 ， 使其發(fā)展非常迅速 。 ADC把輸入示波器的瞬時(shí)值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)數(shù)字值，并保存在數(shù)字示波器中。為了將各種信號(hào)無失真地顯示并存 儲(chǔ)，就必須采用數(shù)字技術(shù)。在電子槍內(nèi)形成電子束，經(jīng)過加速、聚焦，然后打在熒屏上，使受撞點(diǎn)發(fā)出可見光。典型的示波器產(chǎn)生一個(gè)二維的波形，輸入端接收電壓信號(hào)顯示在 Y軸方向上，而時(shí)間參數(shù)則顯示在 x軸方向上。這一簡(jiǎn)單的波形能夠說明信號(hào)的許多特性：信號(hào)的時(shí)間和電壓值、振蕩信號(hào)的頻率、信號(hào)所代表電路中“變化部分”信號(hào)的特定部分 相對(duì)于其它部分的發(fā)生頻率、是否存在故障部件使信號(hào)產(chǎn)生失真、信號(hào)的直流成份和交流成份、信號(hào)的噪聲值和噪聲隨時(shí)間變化的情況、比較多個(gè)波形信號(hào)等。當(dāng)組合示波器被設(shè)置成 DSO時(shí)，用戶可以用它來進(jìn)行 自動(dòng)參數(shù)，測(cè)量，存貯采集的波形進(jìn)而制作硬件拷貝；同時(shí)，在需要的時(shí)候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時(shí)，不管信號(hào)重復(fù)速率的高低，都可獲得最亮的顯示。數(shù)字示波器是指能將模擬信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化及其他后置處理以后再重建波形的電子測(cè)量?jī)x器。商品化的示波器有數(shù)字示波器、手持示波器、虛擬示波器、模擬示波器、混合示波器五種。使用示波器不僅可以直觀而形象地觀察被測(cè)物理量的變化全貌，而且可以通過它顯示的波形，測(cè)量電壓和電流，進(jìn)行頻率和相位的比較，以 及描繪特性曲線等。示波器發(fā)展歷史的下一個(gè)里程碑是 Nicolet公司在 1972年首創(chuàng)了數(shù)字示波器 (DSO)，而惠普公司在 1984年真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字示波器的商業(yè)化和技術(shù)改進(jìn) [1]。布勞恩發(fā)明了世界上第一個(gè)陰極射 線管示波器。 示波器的發(fā)展與分類 100多年前，斯特拉斯堡大學(xué)的物理學(xué)教授卡爾 示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對(duì)復(fù)雜的儀器。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，需要使用若干儀器、儀表觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。示波器是利用電子示波管的 特性，將人眼無法直接觀測(cè)的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x器。通過具體的開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了本文的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 本文 主要 設(shè)計(jì)一臺(tái)低成本的基于 PC的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的硬件和軟件部分 ，其 具有雙通道模擬信號(hào)輸入和 16位邏輯分析儀功能，采樣速率 40MHz，等效采樣率達(dá) 60MHz，模擬帶寬為 400MHz，存儲(chǔ)深度為 3Mbits，記錄 時(shí)間 可達(dá) 8毫秒，模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率為 8位。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，示波器也從模擬示波器向數(shù)字示波器發(fā)展。 不保密 □。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可 以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 分類號(hào) 密級(jí) U D C 編號(hào) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 ： 數(shù)字示波器的設(shè)計(jì) 院 （系）：電子信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信 工程 年 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二 O 一 五 年 五 月 漢口學(xué)院 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行 研究工作所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本學(xué)位論文屬于 保密 □ ，在 _____年解密后適用本授權(quán)書。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”） 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘要： 示波器是電子測(cè)量中一種最常用的儀器，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 基于 PC的數(shù) 字存儲(chǔ)示波器，是一種低成本的數(shù)字示波器，并且具有體積小，攜帶方便，靈活易用等優(yōu)點(diǎn)， 特別適合對(duì)移動(dòng)性有一定需求的工程測(cè)量應(yīng)用。 整個(gè)系統(tǒng)在保證實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，盡量?jī)?yōu)化硬件和軟件設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字示波器 硬件 軟件 采 樣速率 模數(shù)轉(zhuǎn)換 Abstract： Digital oscilloscope is a kind of most in mon use measure instrument in electronic measurement, and it is widely used in various fields. With the rapid development of the electronic technology and puter science， oscilloscope is developing from analog oscilloscope to digital oscilloscope. PCbased digital storage oscilloscope is lowcost, smallsized and easier to take along． These features meet the need for outdoor working． In this paper the hardware and software of the lowcost PCbased digital storage oscilloscope is designed and implemented． It is dualchanneled with a 16 bits logic analyzer． The sample rate is 40MHz with effective sample rate up to 60MHz． It contains 6M bits of memory capable of capturing nearly 8ms when sampling at 100MHz． The analogue bandwidth is up to 400MHz． The resolution of ADC is 8 bits． On the premise of realizing the basic function， the instrument tries to optimize the design of hardware and software. According to developing the digital oscilloscope, the paper’s design is achieved． Key words： Digital storage oscilloscope Hardware Software Sample rate ADC 目 錄 1 緒論 ..................................................................................................................... 1 示波器的發(fā)展與分類 ................................................................................. 1 數(shù)字存儲(chǔ)示波器概述 ................................................................................ 2 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理與特點(diǎn) ................................................................ 2 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................... 4 2 數(shù)字示存儲(chǔ)示波器的工作原理 .......................................................................... 5 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的基本原理與組成 ........................................................ 5 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn) ............................................................................ 6 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要參數(shù) .................................................................... 7 帶寬 ................................................................................................... 7 采樣速率 ........................................................................................... 7 存儲(chǔ)深度 ........................................................................................... 8 3 數(shù)字示存儲(chǔ)示波器的總體設(shè)計(jì) .......................................................................... 9 系統(tǒng)方案 .................................................................................................... 9 主要器件的選擇 ...................................................................................... 10 核心控制 —— AT89C52 ................................................................ 11 邏輯控制 —— ALTERA EPM240.................................................. 11 A/D 轉(zhuǎn)換器 —— AD9238 ................................................................ 12 存儲(chǔ)器 —— AL422B ...................................................................... 13 DSO 與 PC 機(jī)接口 .................................................................................... 14 4 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的硬件設(shè)計(jì) ............................................................................ 18 信號(hào)前向調(diào)整模塊的設(shè)計(jì) ...................................................................... 18 高速數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì) ...................................................................... 19 波形顯示電路的設(shè)計(jì) .............................