近年來(lái),隨著被測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,傳統(tǒng)示波器的性能和功能已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代電子測(cè)量的要求。國(guó)內(nèi)外示波器廠商大多依靠不斷提高性能指標(biāo)來(lái)保持競(jìng)爭(zhēng)力,但相應(yīng)地也會(huì)增加研發(fā)成本,同時(shí)日益復(fù)雜的測(cè)試環(huán)境和特殊的測(cè)試對(duì)象也對(duì)示波器的功能多樣性提出了更高的要求。全文旨在研究傳統(tǒng)數(shù)字示波器的功能多樣性拓展,基于虛擬儀器技術(shù)以數(shù)字示波器架構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)與人機(jī)交互的分離,充分利用當(dāng)今生活中普遍的Wi-Fi和USB,計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端資源,將波形的處理顯示放到終端設(shè)備中實(shí)現(xiàn),降低儀器成本的同時(shí)極大地提高儀器使用的靈活性。同時(shí)通過(guò)改進(jìn)硬件電路及增加工程代碼,實(shí)現(xiàn)波形發(fā)生器、頻率計(jì)等儀器功能。全文以多功能虛擬示波器項(xiàng)目為基礎(chǔ),重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面展開討論:1、系統(tǒng)整體架構(gòu)方案設(shè)計(jì)。結(jié)合小型化、低成本、低功耗、高靈活性的設(shè)計(jì)需求,通過(guò)關(guān)鍵器件選型分析,基于傳統(tǒng)示波器架構(gòu)方案確定了本系統(tǒng)“FPGA+ARM”的總體控制結(jié)構(gòu),并依據(jù)功能的不同將系統(tǒng)分成多個(gè)獨(dú)立模塊。2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括采樣電路的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)預(yù)處理與緩存的設(shè)計(jì)以及相關(guān)控制模塊的設(shè)計(jì)。采樣電路主要完成信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)預(yù)處理與緩存主要用來(lái)完成采樣數(shù)據(jù)的抽點(diǎn)、拼合以及存儲(chǔ);控制模塊可以實(shí)現(xiàn)通道控制、觸發(fā)和時(shí)基等功能。3、任意波形發(fā)生器設(shè)計(jì)。為增加系統(tǒng)使用的多樣性和靈活性,通過(guò)拓展硬件電路及修改程序代碼,沿用“ARM+FPGA”的波形合成控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)任意波形發(fā)生器功能。最終可實(shí)現(xiàn)多種波形輸出且頻率切換快速穩(wěn)定。4、電池電源管理。根據(jù)系統(tǒng)供電需求,設(shè)計(jì)電池管理電路以及高效率的電壓轉(zhuǎn)換電路。電池管理電路以充電芯片為核心實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池的充電控制,同時(shí)對(duì)電池電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示;高效率的電壓轉(zhuǎn)換電路結(jié)合系統(tǒng)上電順序和電源開關(guān)控制完成為負(fù)載供電的多路直流電壓轉(zhuǎn)換。5、系統(tǒng)功耗動(dòng)態(tài)管理設(shè)計(jì)。從整機(jī)功耗構(gòu)成的計(jì)算和分析出發(fā),依據(jù)系統(tǒng)工作狀態(tài)的不同,利用軟硬件控制并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的功耗動(dòng)態(tài)管理。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM935.3
【部分圖文】：

MXT2088采樣時(shí)序圖

阻抗變換電路的設(shè)計(jì)原理圖

可變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)電路
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李列文;FPGA低功耗設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 明瑞淵;5GSPS手持式隔離通道示波表硬件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2018年

2 盧軍;面向智能家居的Wi-Fi模塊技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[D];廣東工業(yè)大學(xué);2018年

3 吳佳瑜;四通道數(shù)字示波表硬件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2017年

4 張文瀚;無(wú)線智能虛擬示波器的硬件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2017年

5 曾進(jìn);4GSPS任意波形發(fā)生器數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2017年

6 史毅磊;虛擬儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華東師范大學(xué);2017年

7 李苗;虛擬示波器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安石油大學(xué);2016年

8 肖云;基于WiFi的Android虛擬示波器的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

9 張晗;500MHz帶寬手持式示波表的硬件設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

10 楊皓翔;基于FPGA的無(wú)相位截?cái)嗾`差DDS研究[D];電子科技大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2854757