虛擬示波器／頻譜分析儀F-24U結構及原理簡介

作者：時間：2017-01-12 來源：網絡

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本期中介紹的USB接口的數字存儲示波器／頻譜分析儀F-24U是一種新型、微型化、便攜式的虛擬儀器，集數字存儲示波器(DSO)、頻譜分析儀(SA)于一身，包含視頻、音頻信號范圍，配備了強大的數字信號處理軟件，可以用來測量各種類型電信號、PAL視頻信號、NTSC視頻信號、計算機數字信號、單片機時序、聲音、脈博、地震波、心電、腦電、電話等，也可以應用于電腦、電視機、VCD／CD機、音響等維修及各種工業(yè)測量場合。

F-24U除常用的信號測量和頻譜分析功能以外，還可以借用現成的工具處理數據的高級應用，如捕捉測量中感興趣的數據、啟動EXCEL電子表格軟件、導入包含通道數據的文本文件、生成圖表等功能。下面我們來探究一下F-24U的內部結構和原理。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/201701/337787.htm

硬件設計

FlashDSO XP USB硬件原理框圖如圖1所示，主要包括信號調理器、信號采集器、數據傳輸模塊、時鐘發(fā)生器、中央處理器模塊、USB通訊控制器等模塊，本文重點介紹信號調理器、信號采集器和數據傳輸模塊。

信號調理器信號調理器模塊將外部信號轉換成信號采集器的輸入信號，原理圖如圖2所示，包含耦合方式、程控衰減、阻抗變換、信號單極性變換等功能，程控衰減部分采用微
型繼電器控制，具有耐高壓、無電阻及噪音干擾等優(yōu)點。

圖2中OP1高頻放大器作為射極跟隨器，提高輸入阻抗，對ADC模數轉換器提供信號緩沖作用，OP2、OP3組成加法器和反向器，輸入Vout1變換為Vout2輸出，Vout2=Vout1+Vref，當Vref=2.5V，-2.5V

信號采集器信號采集器將信號調理器輸出的模擬信號通過ADC高速模數轉換器，轉換成數字信號，同時將信號存入高速靜態(tài)存儲器中，原理圖如圖3所示，U1模數轉換器將輸入的信號轉換成數字信號，通過U2可編程邏輯器件(CPLD)將數字信號數據寫入U3靜態(tài)存儲器中，OP1過零比較器輸出信號作為U2的TRIGER觸發(fā)信號，U2的S0、S1、S2、S3四引腳作為系統(tǒng)時鐘分頻選擇開關，提供11種分頻系數，如表1所示，同時U2的T0、T1引腳作為信號觸發(fā)模式選擇開關，提供三種觸發(fā)模式，如表2所示。