用于核磁共振信号的数字示波器设计

论文摘要

数字存储示波器是现代电子测量领域中不可或缺的测量工具。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,数字存储示波器作为一种精密的电子测量仪器得到了很快的发展,不仅功能越来越强而且精度也越来越高。本文是基于显示核磁共振信号的数字示波器的设计,是一种低成本、功能相对较少,嵌入在核磁共振磁场测量仪上的数字示波器。论文首先介绍了数字示波器的概念,基本原理以及国内外发展动态。然后具体分析了示波器的具体实现方式,提出了实时采样方式和随机采样方式两种不同的数据采集方式。通过具体的电路图和软件流程图叙述了本文的设计思想,并显示了该示波器的实验效果。通过实验,检验了对核磁共振信号的采集结果,达到了预期的结果。本设计的主要完成工作如下:（1）研究了数字存储示波器的原理,并在此基础上提出了基于MCU+CPLD+DPRAM的用于核磁共振信号数字示波器的实现方案。（2）数据采集部分设计。数据采集是数字示波器与模拟示波器的主要区别之处,将模拟信号进行数字化,实现对数字信号的处理和显示。通过实时采样和随机采样两种不同的采样方式实现对频率较低的和频率较高信号的信号采集。（3）液晶显示部分设计。完成了液晶的驱动,并通过相应的处理算法对原始数据进行数据重组,将被测信号显示在液晶屏上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 数字示波器的概述
• 1.2 数字示波器的研究背景及意义
• 1.3 数字示波器的国内外研究动态
• 1.4 数字示波器的发展趋势
• 1.5 本数字示波器的主要性能指标
• 1.6 本论文主要内容及章节安排
• 第2章 数字存储示波器总体设计方案
• 2.1 数字示波器的原理
• 2.2 系统设计方案对比分析
• 2.3 数字示波器的性能指标
• 2.3.1 数字采样率
• 2.3.2 存储带宽
• 2.3.3 存储深度M
• 2.3.4 分辨率
• 2.3.5 扫描时间因数t/div
• 第3章 数字示波器硬件设计
• 3.1 数字示波器硬件设计总体框图
• 3.2 数据采集部分硬件设计
• 3.2.1 控制芯片
• 3.2.2 加法电路控制
• 3.2.3 触发控制
• 3.2.4 采集方式
• 3.2.5 A/D 控制
• 3.3 数据存储部分硬件设计
• 3.3.1 双口RAM
• 3.3.2 A/D 转换结果存储
• 3.3.3 时间参数△t 存储
• 3.4 数据显示部分硬件设计
• 3.4.1 液晶的选取
• 3.4.2 C8051F020 与液晶显示模块的接口设计
• 3.5 相关辅助电路设计
• 3.5.1 电源模块设计
• 3.5.2 单片机与CPLD 芯片JTAG 设计
• 3.6 PCB 制板及硬件调试
• 3.6.1 PCB 设计
• 3.6.2 电路焊接
• 3.6.3 电路测试
• 第4章 数字示波器软件设计
• 4.1 CPLD 数字电路控制芯片软件设计
• 4.1.1 被测信号周期测量程序
• 4.1.2 间隔时间△t
• 4.1.3 m 为随机序列
• 4.1.4 AD 控制
• 4.1.5 双口RAM 存储
• 4.2 单片机控制芯片软件设计
• 4.2.1 总控制程序流程
• 4.2.2 数据处理程序
• 4.2.3 键盘接口程序
• 4.2.4 LCD 显示程序设计
• 结语
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况