【摘要】：示波記錄儀可以捕獲十幾種不同類型的信號,能夠?qū)崿F(xiàn)多通道采集、存儲以及顯示的功能,并且能夠?qū)π盘栠M行高速采集和實時處理,具有強大的數(shù)據(jù)處理、信號分析與波形存儲能力,是當(dāng)代社會最熱門的測試儀器之一。研制示波記錄儀對掌握測試技術(shù)、豐富測試儀器功能、推動測試儀器工業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。在示波記錄儀的設(shè)計過程中,數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲是其中的重點和難點。通用的測試儀器數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計比較單一,一般應(yīng)用的通道數(shù)較少,并且應(yīng)用不夠靈活。本文基于示波記錄儀的研發(fā)項目,并從FPGA技術(shù)角度出發(fā),主要對以下內(nèi)容進行研究:1、本文首先從系統(tǒng)上對示波記錄儀的功能指標(biāo)和可行性進行分析,然后介紹了示波記錄儀的整體框架,并根據(jù)示波記錄儀的框架從FPGA技術(shù)角度對示波記錄儀的數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲兩個關(guān)鍵技術(shù)進行切入,逐步引出本文的研究重點。2、在示波記錄儀數(shù)據(jù)處理的研究中,本文對示波記錄儀濾波處理和實時運算兩個功能模塊進行深入研究。設(shè)計出了在100MHz的系統(tǒng)時鐘下,能夠?qū)崿F(xiàn)可實時調(diào)配的濾波器裝置以及能夠在FPGA中實現(xiàn)復(fù)雜算法的實時運算模塊。3、在示波記錄儀數(shù)據(jù)存儲的研究中,本文對示波記錄儀普通采集模式和深存儲采集模式兩種采集模式進行深入研究。設(shè)計了一種適合示波記錄儀的普通采集存儲方案,能夠?qū)崿F(xiàn)128通道內(nèi)任意存儲不同類型板卡的設(shè)計。同時還設(shè)計了一種深存儲方案,能夠?qū)崿F(xiàn)16通道內(nèi)任意通道存儲、單通道最大存儲深度為2Gpts、存儲深度可變的設(shè)計。通過測試和驗證,本文設(shè)計的濾波器可以根據(jù)用戶的需求進行調(diào)節(jié);實時運算可以達(dá)到運算實時的效果;普通采集模式可以支持128通道的采集和顯示;深存儲的存儲可支持16通道存儲,存儲通道和存儲深度可根據(jù)需求而改變。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM935;TP274.2
【圖文】：

圖 3-8 FDAtool 工具參數(shù)設(shè)置圖方法獲取濾波器的系數(shù)后，要將其存儲到存儲器中。為了保器的規(guī)格，在本模塊中設(shè)計了一個濾波器系數(shù)存儲器，當(dāng)系格時，本裝置從濾波器系數(shù)存儲器中提取出相對應(yīng)的濾波 FIR 運算。系數(shù)存儲器的設(shè)計中，本設(shè)計采用 ROM 存儲器，其數(shù)據(jù)存據(jù)不丟失，并且結(jié)果比較簡單、讀取數(shù)據(jù)方便。在常用的口，時鐘端口 CLK、地址端口 ADDR、數(shù)據(jù)輸出端口 DO的階數(shù)為 99 階，這樣每組濾波器系數(shù)的個數(shù)為 100 個，由，所以本設(shè)計只需存儲 50 個數(shù)據(jù)。該 ROM 讀數(shù)據(jù)寬度為16bit，濾波器的深度為 ROM 存儲數(shù)據(jù)的個數(shù)為 450、地址全局時鐘 100MHz。數(shù)存儲器結(jié)構(gòu)圖如圖 3-9 所示：濾波控reload_data

（b）圖 3-17 濾波器幅頻特性與相頻特性圖。（a）幅頻特性圖；（b）相頻特性圖次仿真步驟為：首先濾波器模塊設(shè)計完成后建立仿真文件，然后在 M 1 個頻率為 400kHz 和 6MHz 的正弦波的疊加信號，將此信號導(dǎo)入到系統(tǒng)中作為濾波裝置的輸入信號，然后選擇截止頻率為 640kHz 的 G對濾波器進行仿真，其仿真結(jié)果如圖 3-18 所示：

第三章 示波記錄儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計（b）圖 3-17 濾波器幅頻特性與相頻特性圖。（a）幅頻特性圖；（b）相頻特性圖本次仿真步驟為：首先濾波器模塊設(shè)計完成后建立仿真文件，然后在 MATLAB中產(chǎn)生 1 個頻率為 400kHz 和 6MHz 的正弦波的疊加信號，將此信號導(dǎo)入到 FPGA的仿真系統(tǒng)中作為濾波裝置的輸入信號，然后選擇截止頻率為 640kHz 的 Gauss 濾波器，對濾波器進行仿真，其仿真結(jié)果如圖 3-18 所示：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李宛州,沈義民;數(shù)字示波器發(fā)展動態(tài)[J];信號處理;1996年04期

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1 羅時燦;數(shù)字熒光示波器大容量數(shù)據(jù)存儲軟件設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號：2770623