數(shù)字存儲示波器的設計

圖5 衰減電路

輸入通道的第一級是髙阻衰減電路如圖5所示，這樣可以保證數(shù)字示波器有較高的輸入阻抗，同時把較大的輸入信號經(jīng)過衰減，以滿足后續(xù)電路。這里通過繼電器來實現(xiàn)電路的切換。通過設置衰減器的通斷設置初級放大系數(shù)A1=0.5、1.25、2.5、5;幅度的粗調(diào)和直流偏移部分是由12位DAC7512來控制。通過電子開關改變運放的增益，從而實現(xiàn)幅度的調(diào)節(jié)。次級放大系數(shù)為A2=×5，所以通道總增益A=K1*A1*K2*A2

4.3.7 數(shù)據(jù)處理
計算出被測信號的有效值、均值、峰值、頻率。
離散信號的電壓平均值及峰值的數(shù)學表達式如下所示：
電壓有效值： 　　
電壓平均值：　 　　
電壓峰－峰值：
信號頻率計算：根據(jù)頻率的定義，每秒變化的次數(shù)。
被測信號的上述參數(shù)可調(diào)用實驗平臺軟件提供的函數(shù)processing_data（）獲取，該函數(shù)的詳細說明見5.2節(jié)中實驗平臺提供的函數(shù)列表。

5.1 虛擬數(shù)字存儲示波器界面設計
設計一個包含耦合方式選擇、伏/格調(diào)整、觸發(fā)源選擇、時基選擇等基本功能的虛擬數(shù)字存儲示波器界面，要求顯示屏水平刻度為10div，垂直刻度為10div，如圖6所示。

圖6 虛擬數(shù)字存儲示波器面板

其中用到的控件有列表控件(Ring)、命令按鈕（Command）、圖形控件(Picture)、文本控件(Text)、數(shù)值控件(Numeric)。

5．2 在完成界面設計的基礎上實現(xiàn)幅值、時基可調(diào)的虛擬雙蹤數(shù)字存儲示波器
要求：①設置垂直靈敏度至少有50mV/div、0.1V/div、0.5V/div、1V/div四檔；②設置掃描速度至少有0.1u/div、1u/div、10u/div、100u/div、500u/div、1m/div、10m/div、0.1s/div八檔；③增加雙蹤示波功能，能同時顯示兩路被測信號波形；④數(shù)據(jù)處理設計：顯示被測信號幅值包括：有效值、峰峰值、平均值；顯示被測信號的頻率值。
在設計時，可以參考的程序流程和函數(shù)調(diào)用如圖7所示，首先進行EPP接口的初始化以及取回用戶界面設置的采集參數(shù)，如耦合方式、觸發(fā)方式、垂直靈敏度、時基等，然后啟動采集；當預設的采集點數(shù)采集完以后計算機把數(shù)據(jù)讀回；最后對讀回的數(shù)據(jù)進行處理，例如計算幅度、頻率，進行濾波并且顯示波形等操作。
設計前，請完成各檔位對應的增益和時基的計算選擇并把結(jié)果填入下面的表1和表2中。計算方法舉例：
⑴ 給定垂直靈敏度20mv/div ,則量程 = 20mV × 10 = 200mV = 0.2V ; 由于AD9288的輸入范圍是 0.5V----1.5V,為提高分辨率，可采用5倍的通道總增益，即0.2V×5=1 V，對應于4.3.1節(jié)的SJ8002B電子測量實驗箱測試范圍及采集參數(shù)調(diào)整范圍即可得到Div序號為2。