基于SPCE061A的通用示波器存儲(chǔ)功能擴(kuò)展設(shè)計(jì)

　　3.2 數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)和D/A轉(zhuǎn)換

　　經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果需要存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，其存儲(chǔ)容量為獲取波形的取樣點(diǎn)數(shù)目，用直接存放A/D變換后數(shù)據(jù)的獲取存儲(chǔ)單元來(lái)表示。在SPCE061A中有2K×10bit的SRAM存儲(chǔ)單元，實(shí)際使用的SRAM的容量主要由A/D轉(zhuǎn)換的速率和掃描因子（t/div）共同決定，其關(guān)系如下式所示：

　　式中，fS為A/D轉(zhuǎn)換的取樣頻率，N為每格的取樣點(diǎn)數(shù)。由此可知，在A/D變換速率相同的條件下，存儲(chǔ)容量的大小決定掃描時(shí)間因子的大小。在設(shè)計(jì)中，A/D變換的速率fS最大為96kHz，若用1K的SRAM作為A/D轉(zhuǎn)換的存儲(chǔ)器，則最大掃描時(shí)間為10ms/div。在存儲(chǔ)擴(kuò)展模塊中，單片機(jī)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器后，通過(guò)對(duì)P_ADC_MUX_Data（$702CH）單元中A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的比較，當(dāng)有效的轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)時(shí)，才將結(jié)果保存到SRAM中，利用這種方法能夠有效地?cái)U(kuò)大掃描時(shí)間因子，對(duì)于單脈沖信號(hào)的捕捉非常有效。ADC的部分程序如下：

　　在A/D轉(zhuǎn)換中，不僅A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)和存儲(chǔ)容量決定示波器的垂直和水平分辨率，而且，通過(guò)單片機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字信號(hào)多次取平均處理，消除隨機(jī)噪聲，可以使垂直分辨率得到提高。 SPCE061A提供了2路D/A轉(zhuǎn)換通道，通過(guò)對(duì)寄存器P_DAC_MUX_Ctrl（702AH）單元的編程控制D/A轉(zhuǎn)換，將存儲(chǔ)器中的數(shù)字信號(hào)按順序轉(zhuǎn)換為仿真信號(hào)，加到示波器的Y通道放大器中，在熒光屏上重現(xiàn)信號(hào)的波形。

　　4 示波器存儲(chǔ)模塊的實(shí)驗(yàn)研究

　　對(duì)于示波器存儲(chǔ)模塊的研究主要采用對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較的方式。在實(shí)際中，利用HH4310A / HH4311A型通用示波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行1次直接測(cè)量和1次存儲(chǔ)測(cè)量，然后對(duì)2次測(cè)量結(jié)果（包括波形的失真度、幅值及頻率）進(jìn)行比較。圖3（a）和（b）分別顯示對(duì)單脈沖信號(hào)的直接顯示波形和存儲(chǔ)顯示波形。

　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較可以看出，在一定頻率（20kHz）以下，嵌入SPCE061A的示波器存儲(chǔ)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的不失真存儲(chǔ)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究可以看出，利用SPCE061A可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通用示波器存儲(chǔ)功能的擴(kuò)展。通過(guò)單片機(jī)的編程可較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)單次脈沖的存儲(chǔ)測(cè)量。雖然在SPCE061A中，A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換的速度和SRAM的容量限制了存儲(chǔ)信號(hào)的頻帶范圍，但是，其成本較低，性價(jià)比較高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。若要擴(kuò)大存儲(chǔ)信號(hào)帶寬的范圍，可采用高速A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器以及大容量的RAM來(lái)實(shí)現(xiàn)。