数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,数字示波器是数据采集,A/D转换,软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。
数字示波器的工作方式是通过模拟转换器(ADC)把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值,并对样值进行存储,存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止,随后,数字示波器重构波形。数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO),数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。
通过数字示波器的原理框图可以知道,模拟信号必须先经过信号调理电路,将模拟信号进行适当的衰减或者放大,使信号能够较理想的输入到 ADC 中进行模数转换。经过调理的信号送到 ADC 中,经过控制器控制 ADC 进行信号的采样,同时经过调理的信号可以送到触发电路。经过 ADC 转换后的信号为数字信号,保存到存储器中,随后利用软件对这些数据进行处理,比如采用正弦内插算法进行波形的重建,重建后的波形可以进行各种各样的参数测量、信号运算和分析等,最终的结果可以直接显示到屏幕上。
本资料资料齐全,包括全部设计工程源码,原理图PCB设计,给出不同示波器的设计方案,以及放大器和数据转换器的指南,内有混合信号示波器方案,数字信号示波器方案,简易逻辑分析仪制作,可方便移植或进行二次开发。
设计任务:设计制作一台实时采集的模拟通道数字信号示波器。
1、基本要求
(1) 输入电压量程:0~±50V,电压测量精度≤±5%;
(2) 输入信号频率:0~1MHz,频率测量精度≤±5% 。
(3) 输入阻抗≥1MΩ,显示屏的刻度为 8div×10div,垂直分辨≥8bits。
(4) 最高实时采样速率≥10MSa/s,扫描速度包含1s/div-1us/div等水平档位,波形周期测量误差≤±5%。
(5) 支持自动、边沿、电平、单次四种触发方式,触发位置显示,触发电平可调,可选触发类型。
(6) 垂直灵敏度为 5V/div -10mV/div档,按1-2-5步进,电压测量误差≤5%。
(7) 输入耦合方式可选:直流、交流和接地(DC、AC或GND)。
(8) 无需手动拨档,具有自动档位自动量程切换功能。
(9) 内置输入保护,自动滚轮设计,辅助快速完成波形调整与测量。
(10) 支持波形的运行和暂停,波形显示参考位置调节,波形放大,缩放。
(11)可选测量参数,包括频率、占空比、脉宽、上升沿、下降沿脉冲数、幅值、峰峰值、最大最小值、上升时间、下降时间等。
(12)可一键AUTO设置所有参数,秒出波形。
(13)可一键居中设置波形和触发位置居中,快速归位波形。
(14) 可手动移动的幅度和时间标志线,可利用标志线完成幅度和时间的测量。
(15)可选带宽范围(低频,高频抑制)
2、可选部分
(1)支持浮点FFT计算的幅频显示。
(2)支持各通道波形显示和测量值窗口的隐藏。
(3) 提高输入信号频率范围至10MHz
(4) 进一步提高测量范围与精度。
(5) 可保存波形原始数据,方便电脑分析。
(6) 可简单给出当前测量数据的与实际值的符合度分析(比如:输入信号频率超出能测的范围给出提示)。