基于MAX1190的手持数字存储示波器研究

论文摘要

随着科学技术的发展,作为常用的检测工具,示波器的面貌也焕然一新。由于数字技术的采用,示波器成为集显示、测量、运算、分析、记录等各种功能于一体的智能化测量仪器。数字存储示波器将取代模拟示波器。目前,国外在数字存储示波器领域的技术已经非常成熟,并且占领了绝大部分的市场份额。而国内具有自主知识产权的数字示波器还非常少,高昂的价格阻碍了数字存储示波器在生产实验中的广泛应用。本文设计的手持式数字存储示波器采用CPU+CPLD（复杂可编程逻辑器件）的智能仪器结构,使用液晶显示器（LCD）显示。CPU+CPLD系统的最大特点是结构灵活,有较强的通用性,适用于模块化设计,从而能够提高算法效率;同时其开发周期较短,系统易于维护和扩展。本文详细地介绍了数字存储示波器的工作原理及其技术特点,接着给出了本系统硬件和软件设计的结构及思路。硬件设计方面,本文主要讨论了信号调理电路、A/D变换电路、时基电路及触发电路的设计等。本文给出了系统的主程序流程图,并研究了如何实现波形重现等问题。整个系统功能的实现是通过主控模块中的单片机为核心控制器件,将系统各部分模块的硬件和软件结合起来完成各自的功能,具有体积小、重量轻、便于携带、电池供电、无须外接交流电源等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 数字存储示波器简介
• 1.2 国内数字存储示波器发展状况
• 1.3 国外的研究动态及发展趋势
• 1.4 课题选择的目的意义
• 1.5 本课题主要工作
• 第二章 数字存储示波器的原理、特点及技术指标
• 2.1 数字存储示波器的工作原理
• 2.2 数字存储示波器的特点
• 2.3 数字存储示波器的主要技术指标
• 第三章 手持数字存储示波器的方案设计
• 3.1 系统方案设计与论证
• 3.2 系统总体方案设计
• 3.3 系统关键部件的选用及介绍
• 3.3.1 ADC 芯片的选取
• 3.3.2 存储芯片的选取
• 3.3.3 单片机的选取
• 3.3.4 CPLD 器件的选取
• 3.3.5 辅助开发平台的选择
• 3.3.6 信号复现器件的选择
• 第四章 系统硬件电路设计
• 4.1 前端信号调整电路设计
• 4.1.1 衰减电路
• 4.1.2 阻抗变换电路
• 4.1.3 前置放大电路
• 4.1.4 驱动放大电路
• 4.2 数据采集与存储模块设计
• 4.2.1 A/D 模数转换电路设计
• 4.2.1.1 误差分析
• 4.2.1.2 A/D 模数转换电路
• 4.2.2 数据存储电路设计
• 4.3 触发电路设计
• 4.4 时基电路设计
• 4.4.1 时钟分频电路的设计
• 4.4.2 FIFO存储器速率控制设计
• 4.5 单片机电路设计
• 4.6 信号复现模块的设计
• 4.6.1 液晶显示器的说明
• 4.6.2 液晶显示器波形显示原理
• 4.6.3 液晶显示器的硬件电路设计
• 4.7 输入键盘设计
• 第五章 系统软件设计与系统测试
• 5.1 系统软件设计
• 5.1.1 系统软件设计步骤
• 5.1.2 系统主程序流程图
• 5.1.3 信号采集程序流程图
• 5.1.4 信号复现程序流程图
• 5.2 系统测试方案
• 5.3 波形测试结果
• 5.4 手持数字示波器性能指标测试
• 5.5 PC 机处理测试结果
• 5.5.1 与PC 机电缆连接
• 5.5.2 PC 机接收示波器波形文件的设置
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 附录
• 致谢