數(shù)字示波器-電子競(jìng)賽一等獎(jiǎng)作品-閱讀頁
2025-07-09 21:26本頁面
【正文】 2us20us50us100us200us500us1ms采樣率（Hz）200M10M1M400K200K100K40K20K掃描速度（/div）2ms5ms10ms20ms50ms100ms200ms采樣率（Hz）10K4K2K1K400200100題目要求A/D轉(zhuǎn)換器的最高采樣速率限定為1MHz，由表2可知，掃描速度高于20us/div的檔位都應(yīng)該使用等效采樣。AD603在90MHz的帶寬下增益范圍為11dB～+31dB,兩級(jí)級(jí)聯(lián)后增益可達(dá)20dB～+60dB,完全可以滿足對(duì)小信號(hào)的放大功能。此外，AD603只能承受4V峰峰值的信號(hào)輸入，而且在高頻時(shí)承受電壓值還將下降，因此，系統(tǒng)在高幅檔位還設(shè)計(jì)了一個(gè)由運(yùn)放構(gòu)成的衰減器，從而保證了高幅信號(hào)的不失真調(diào)理。2．采樣保持電路采樣保持電路可以用運(yùn)放及其必要的分立元件搭建，也可以采用專門的取樣保持芯片。AD783的采樣獲取時(shí)間為250ns，滿足1MHz最高采樣速率的要求，其小信號(hào)輸入帶寬可達(dá)15MHz，也滿足最高輸入信號(hào)頻率為10MHz的題目要求。因此，AD603最多只將輸入信號(hào)放大到1V峰峰值給AD783進(jìn)行采樣保持，以保證采集模擬信號(hào)的帶寬，然后在AD783與A/D轉(zhuǎn)換器之間再加一級(jí)固定增益的放大器，使信號(hào)放大到A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程范圍，以保證A/D轉(zhuǎn)換的精度。（A/D轉(zhuǎn)換器原理圖見附錄二）選用XILINX公司的FPGA芯片XC3S400對(duì)采樣保持電路及數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行精準(zhǔn)的時(shí)序控制。4．觸發(fā)電路（圖省）觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生與信號(hào)相關(guān)的脈沖信號(hào)，讓采樣電路與輸入信號(hào)同步，以穩(wěn)定顯示的波形。它的核心是比較電路。由于接成反相比較器形式，所以觸發(fā)信號(hào)在FPGA內(nèi)部還通過了一個(gè)反相器，以實(shí)現(xiàn)上升沿觸發(fā)。FGPA主要是控制采樣保持電路及A/D轉(zhuǎn)換器，存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其程序流程圖如下：（圖?。? 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。其程序流程圖如下：（圖?。┪?、系統(tǒng)測(cè)試 1．測(cè)試儀器：F40型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器 TDS1012B型100MHz數(shù)字存儲(chǔ)示波器2．掃描速度測(cè)試測(cè)試條件:垂直靈敏度 。5．誤差分析 測(cè)試低頻信號(hào)的幅度誤差較大，分析得知是由于各級(jí)電路間采用了交流耦合，從而導(dǎo)致了低頻信號(hào)的衰減。采用隨機(jī)等效采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了200MHz的等效采樣，使用AD603的電路設(shè)計(jì)方案不僅使電壓放大及測(cè)量非常準(zhǔn)確，而且也提高了示波器的垂直靈敏度。而且由于時(shí)間有限，許多設(shè)計(jì)的功能（如自動(dòng)測(cè)量、多種觸發(fā)方式、FFT等）都未能實(shí)現(xiàn)，實(shí)在是
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