[實用新型]一種基于FPGA的測試裝置

有效

• 申請號: 201220725454.1
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN203133136U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 劉偉;王麗媛;馮謠;張瑋龍;魏海嬌;鄔果昉;郎明華;徐海洋;趙玉順
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02;G01R19/25
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本實用新型涉及數字電子、模擬電子技術領域，具體涉及一種基于FPGA的掌上測試裝置。?

背景技術

示波器、數字萬用表等都是用途十分廣泛的電子測量儀器。但是，這些產品都是針對某一專業設計的，或者功能比較單一。為了進行一項實驗，需要多種實驗設備，更重要的是這些設備都是臺式的，造價高，體積大，攜帶不方便，離開實驗室就沒有辦法工作。近十年來，我國各高校的辦學規模和招生人數不斷擴大，促進了高等教育事業的蓬勃發展，同時也出現了一些相應的問題。例如：實驗室規模小，滿足不了學生實驗的要求，課程設計、畢業設計更是缺少場地與設備。由于在校學生數量的不斷增加，造成了高校教育資源短缺。?

發明內容

針對目前教學設備與儀器都是偏向某一專業，或者功能單一,而且這些設備都是臺式的，成本高，體積大，攜帶不方便的缺陷，本實用新型的目的在于，提供一種價格低廉、便于攜帶的基于FPGA的掌上測試裝置，提供示波器和電壓表的功能。?

為了實現上述任務，本實用新型采取如下的解決方案：?

一種基于FPGA的測試裝置，包括放大器、第一A/D轉換器、第二A/D轉換器、處理器、LED顯示器和鍵盤，其中，第一A/D轉換器、第二A/D轉換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一A/D轉換器。?

本實用新型的其他技術特點：?

所述的放大器采用LM358運算放大器。?

所述的第一A/D轉換器采用TLC5510轉換器。?

所述的第二A/D轉換器采用ADC0809轉換器。?

所述的處理器采用EP1C12Q240C芯片。?

本裝置利用FPGA芯片的高效處理能力，結合放大器、A/D轉換器等器件，?實現了示波器和數字電壓表的功能。本裝置所用器件少，電路結構簡單，而且該裝置體積小、便于攜帶、開發成本低，是一個效果較好的掌上試驗測試裝置。?

附圖說明

圖1是本實用新型的連接關系示意圖。?

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。?

具體實施方式

遵從上述技術方案，本實施例給出了一種基于FPGA的測試裝置，如圖1所示，包括放大器、第一A/D轉換器、第二A/D轉換器、處理器、LED顯示器和鍵盤，其中，第一A/D轉換器、第二A/D轉換器和鍵盤分別連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接LED顯示器，放大器的輸出端連接第一A/D轉換器。?

在本實施例中，放大器采用LM358運算放大器。LM358內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。本裝置中放大器接入信號源，起到信號放大的作用。?

第一A/D轉換器采用TLC5510轉換器，TLC5510是美國德州儀器(TI)公司的8位半閃速架構A/D轉換器，采用CMOS工藝，大大減少比較器數。TLC5510最大可提供20Ms／s的采樣率，工作電源為5V，功耗為100mW。內置采樣保持電路，可簡化外圍電路設計。該轉換器用于對信號進行模數轉換。?

第二A/D轉換器采用ADC0809轉換器，CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數轉換器。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。?

所述的處理器采用EP1C12Q240C芯片，該芯片是一種高效的FPGA芯片，該芯片內部包括可配置邏輯模塊CLB、輸出輸入模塊IOB和內部連線三個部分。FPGA的邏輯是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯接方式，并最終決定了FPGA所能實現的功能，該芯片允許無限次的編程。?

所述的鍵盤的作用是輸入示波器參數、選擇功能等。?

本裝置在實現示波器功能時，將外部信號源連接LM358放大器。該信號源經?過LE358放大器進行放大整形后，傳送給高速A/D轉換器TLC5510，A/D轉換器將信號進行模數轉換后，將數字信號傳遞傳給FPGA處理器，以進行進一步的處理，然后將處理后的輸入信號源波形經LED顯示器顯示出來。?