時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)（三）

AD9481數(shù)字部分的輸出采用的是交替輸出，即輸出分為八位并行的A口和B口。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在每一次時(shí)鐘的上升沿進(jìn)行采樣，當(dāng)?shù)贜個(gè)采樣時(shí)鐘到來時(shí)，A口輸出一個(gè)新的八位并行數(shù)據(jù)，B口保持上一次輸出數(shù)據(jù)不變;當(dāng)N+l次采樣時(shí)鐘到來時(shí)，B口輸出一個(gè)新的八位并行數(shù)據(jù)，A口八位數(shù)據(jù)保持不變。則通過上述方式，實(shí)際上A、B口的輸出頻率最高也只有125MHz(25OMsPS)，信號(hào)輸出頻率降低了一半，減緩了高速數(shù)據(jù)存取對(duì)讀寫控制的要求，減小了數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)過程當(dāng)中產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性。

ADC采樣的時(shí)鐘信號(hào)由FPGA提供，ADC的采樣時(shí)鐘分為三種情況：250MHz、200MHz、100MHz.系統(tǒng)所用的時(shí)鐘則由50MHz的有源石英晶體提供，50MHz的時(shí)鐘送給FPGA以后，通過FPGA內(nèi)部的一個(gè)PLL(鎖相環(huán))，即可產(chǎn)生以上三種高速時(shí)鐘信號(hào)。

3.3.2峰值檢測(cè)

峰值檢測(cè)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比較常用的方式，對(duì)于捕獲毛刺信號(hào)具有很大的幫助。它不像正常取樣方式那樣，通過采集大量與信號(hào)有關(guān)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在大型存儲(chǔ)器中(兆量級(jí))，而是僅僅存儲(chǔ)了少量能夠反應(yīng)信號(hào)真實(shí)形狀的有效數(shù)據(jù)，占用了極少的存儲(chǔ)空間，在不增加存儲(chǔ)深度的情況下，準(zhǔn)確的捕獲到毛刺和偶發(fā)事件，同時(shí)峰值檢測(cè)采樣形式還能防止顯示出現(xiàn)差拍效應(yīng)和具有包絡(luò)顯示功能[切。

峰值采樣的基本原理就是以盡可能高的采樣率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速比較，從中找出最大值和最小值并保持下來，而將其它值忽略掉，在顯示方面依靠采集到的最大值和最小值可以比較真實(shí)的還原出原始信號(hào)的一些特性。如圖4-24所示，在周期時(shí)間T內(nèi)(對(duì)應(yīng)屏幕上一個(gè)像素點(diǎn)的時(shí)間)，信號(hào)被高速采樣，采樣點(diǎn)數(shù)大于等于2，所有被采集到的數(shù)據(jù)都被直接送到FPGA內(nèi)部進(jìn)行高數(shù)比較，找到最大值和最小值(如左圖中黑點(diǎn)部分)。在周期時(shí)間T結(jié)束之前，將比較出的最大值和最小值保存在FPGA內(nèi)部的RAM中，當(dāng)ARM讀到這兩個(gè)數(shù)值時(shí)，通過軟件處理，很容易就在屏幕上恢復(fù)出與原信號(hào)相似的波形。右圖中黑色像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)ARM讀到的最大值或最小值，灰點(diǎn)由硬件產(chǎn)生。

圖4-25顯示了利用峰值檢側(cè)來捕獲毛刺信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。在沒有峰值檢測(cè)情況下，當(dāng)信號(hào)上出現(xiàn)較窄的毛刺信號(hào)的時(shí)候，由于采樣點(diǎn)間隔大于毛刺信號(hào)的寬度，因此恢復(fù)出的信號(hào)上并不能顯示出毛刺信號(hào);而在使用峰值檢測(cè)采樣以后，由于采樣間隔小于毛刺信號(hào)的寬度，則必然會(huì)捕獲到毛刺信號(hào)，其捕獲毛刺信號(hào)的能力取決于采樣間隔，一般寬度大于采樣間隔的毛刺信號(hào)都可以捕獲到。這種捕獲毛刺和偶發(fā)事件的能力在檢測(cè)維修當(dāng)中十分有用。

差拍現(xiàn)象(混盛)是由于采樣沒有遵循Nyquist采樣定律導(dǎo)致的結(jié)果，當(dāng)示波器工作在慢速時(shí)基檔位(此時(shí)采樣速率較低)，而