取樣示波器作為電子產(chǎn)品領(lǐng)域研發(fā)過程中常用的測(cè)試工具,幾乎在所有電子生產(chǎn)過程中,都會(huì)被設(shè)計(jì)工程師用作觀察精微的信號(hào)和偶發(fā)事件。取樣示波器可以幫助設(shè)計(jì)人員更快完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與除錯(cuò),其精準(zhǔn)的信號(hào)測(cè)量功能及豐富的數(shù)據(jù)分析功能為硬件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供了有力的檢測(cè)手段。隨著行業(yè)發(fā)展,低帶寬、低精度、功能單一的示波器已無法滿足科研和生產(chǎn)需求,在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,高帶寬、高精度取樣示波器越來越成為電子設(shè)計(jì)工程師和軍用項(xiàng)目研發(fā)人員的追求。垂直系統(tǒng)作為取樣示波器中測(cè)量信號(hào)幅值功能的主要模塊,在取樣示波器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高精度測(cè)量時(shí),對(duì)其提出了更高的要求。本文針對(duì)取樣示波器垂直系統(tǒng)功能要求,設(shè)計(jì)了中頻信號(hào)垂直放大電路及高精度數(shù)據(jù)采集模塊。通過對(duì)中頻信號(hào)調(diào)理模塊輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行階梯放大,然后使用高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)其進(jìn)行采集,再通過USB串行總線將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行顯示和處理。最后對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件電路與軟件程序進(jìn)行測(cè)試分析,得出結(jié)論:所設(shè)計(jì)模塊硬件及軟件功能均可實(shí)現(xiàn),滿足項(xiàng)目需求,為測(cè)試儀器垂直系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了新的實(shí)現(xiàn)方案,為取樣示波器的設(shè)計(jì)提供了新思路,具有一定的使用價(jià)值。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析:... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題選擇背景和研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 取樣示波器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 示波器垂直放大電路國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源、目的及主要研究?jī)?nèi)容
2 取樣示波器垂直放大及數(shù)據(jù)采集電路原理基礎(chǔ)
    2.1 垂直放大電路原理
        2.1.1 單回路反饋反相比例運(yùn)算電路
        2.1.2 反相比例運(yùn)算電路噪聲分析
    2.2 靈敏度檔位與階梯放大關(guān)系
    2.3 奈奎斯特采樣定律和等效時(shí)間采樣
        2.3.1 奈奎斯特采樣原理
        2.3.2 等效時(shí)間采樣
    2.4 本章小結(jié)
3 垂直放大及數(shù)據(jù)采集硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 供電電源電路
    3.2 FPGA芯片選型及外圍電路
        3.2.1 FPGA時(shí)鐘電路
        3.2.2 FPGA專用配置電路
    3.3 垂直放大電路
    3.4 高精度數(shù)據(jù)采集電路
    3.5 USB2.0 數(shù)據(jù)傳輸電路
    3.6 本章小結(jié)
4 垂直放大及數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
    4.1 基于FPGA的 AD7865 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
        4.1.1 讀時(shí)序控制程序編寫
        4.1.2 讀時(shí)序控制程序仿真
    4.2 USB2.0 通信接口程序設(shè)計(jì)
        4.2.1 Slave FIFO模式固件配置
        4.2.2 USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
    4.3 基于Lab VIEW的上位機(jī)模塊設(shè)計(jì)
        4.3.1 Lab VIEW顯示界面程序設(shè)計(jì)
        4.3.2 基于Lab VIEW的 USB通訊程序設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    5.1 垂直放大電路準(zhǔn)確度測(cè)試
    5.2 垂直放大電路噪聲測(cè)試
    5.3 AD7865 數(shù)據(jù)采集及USB數(shù)據(jù)上行測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]取樣示波器等效采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張君禹.電子科技大學(xué) 2014
[5]FPGA內(nèi)數(shù)字時(shí)鐘管理模塊的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張振.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]基于FPGA和PCI總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 王金銳.武漢理工大學(xué) 2013
[7]FPGA多電平協(xié)議I/O接口電路SERDES的設(shè)計(jì)[D]. 毛志東.復(fù)旦大學(xué) 2012
[8]1GHz帶寬多功能數(shù)字存儲(chǔ)示波器模擬通道設(shè)計(jì)[D]. 董平.電子科技大學(xué) 2012
[9]示波器信號(hào)調(diào)理通道與觸發(fā)電路設(shè)計(jì)[D]. 董立志.電子科技大學(xué) 2012
[10]基于FPGA的差動(dòng)像散離焦信號(hào)的檢測(cè)和處理技術(shù)[D]. 關(guān)云飛.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3485430