[實用新型]一種基于現場可編程門陣列的示波器

有效

• 申請號: 201520927400.7
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN205229257U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 趙石磊;劉潤田;陳星光
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電子設備，更具體地說涉及一種基于現場可編程門陣列的示波器。

背景技術

基于單片機處理方式的數字示波器是以單片機為控制中心，通過對采樣電路的控制進行波形實時采樣、數據處理和存儲顯示。該方案系統規模較小，有一定的靈活性，成本低，但是受限于單片機的速度，難以實現信號的實時處理和顯示。而現場可編程門陣列在邏輯設計上具備優勢，利用現場可編程門陣列對信號進行采集、處理和存儲，利用單片機對信號進行控制及完成人機交互，現場可編程門陣列與單片機相結合而實現波形的采集及顯示控制，可以極大提高示波器性能。

發明內容

本實用新型主要解決的技術問題是：提供一種基于現場可編程門陣列的示波器，數據的采集速度快、精度高，且實現數據的等效順序采樣，數據處理速度快，波形輸出快速穩定。

為解決上述技術問題，本實用新型涉及一種電子設備，更具體地說涉及一種基于現場可編程門陣列的示波器，包括放大器Ⅰ、放大器Ⅱ、模數轉換器、現場可編程門陣列、觸發器、單片機Ⅰ、顯示屏、存儲器、單片機Ⅱ和按鍵，數據的采集速度快、精度高，且實現數據的等效順序采樣，數據處理速度快，波形輸出快速穩定。

放大器Ⅱ一端與放大器Ⅰ相連，另一端與模數轉換器相連，模數轉換器與現場可編程門陣列相連，放大器Ⅰ接收外部輸入信號并將信號進行增益放大處理后傳輸至放大器Ⅱ，放大器Ⅱ對接收到的信號進行電位抬升以使輸入信號電平與模數轉換器電平相匹配，模數轉換器實現輸入信號的取樣并將取樣信號轉化為數字信號傳輸至現場可編程門陣列，模數轉換器實現取樣信號的保持。模數轉換器與觸發器相連，觸發器與現場可編程門陣列相連，觸發器用于控制模數轉器的信號采樣周期。單片機Ⅰ與現場可編程門陣列相連，單片機Ⅰ完成波形的顯示和存儲控制。顯示屏與單片機Ⅰ相連，顯示屏用于波形的顯示。存儲器與單片機Ⅰ相連，存儲器用于波形數據的存儲。單片機Ⅱ上連接有現場可編程門陣列和單片機Ⅰ相連，單片機Ⅱ完成波形處理的運算控制并將運算結果輸出至單片機Ⅰ。按鍵與單片機Ⅱ相連，按鍵用于輸入控制信號。

作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于現場可編程門陣列的示波器所述的模數轉換器選用亞德諾半導體有限公司生產的模數轉換器，其型號為AD783。

作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于現場可編程門陣列的示波器所述的現場可編程門陣列選用阿爾特拉有限公司生產的現場可編程門陣列生產的單片機，其型號為EP1C3T144。

作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于現場可編程門陣列的示波器所述的單片機Ⅰ和單片機Ⅱ都選用愛特梅爾半導體科技有限公司生產的單片機，其型號為STM32F103。

本實用新型一種基于現場可編程門陣列的示波器的有益效果為：

a.數據采集速度快；

b.運算控制速度快；

c.波形輸出穩定迅速。

附圖說明

圖1為本實用新型一種基于現場可編程門陣列的示波器的系統框圖。

具體實施方式

在圖1中，本實用新型涉及一種電子設備，更具體地說涉及一種基于現場可編程門陣列的示波器，包括放大器Ⅰ、放大器Ⅱ、模數轉換器、現場可編程門陣列、觸發器、單片機Ⅰ、顯示屏、存儲器、單片機Ⅱ和按鍵，數據的采集速度快、精度高，且實現數據的等效順序采樣，數據處理速度快，波形輸出快速穩定。

放大器Ⅱ一端與放大器Ⅰ相連，另一端與模數轉換器相連，模數轉換器與現場可編程門陣列相連，放大器Ⅰ接收外部輸入信號并將信號進行增益放大處理后傳輸至放大器Ⅱ，放大器Ⅱ對接收到的信號進行電位抬升以使輸入信號電平與模數轉換器電平相匹配，模數轉換器實現輸入信號的取樣并將取樣信號轉化為數字信號傳輸至現場可編程門陣列，模數轉換器實現取樣信號的保持。模數轉換器與觸發器相連，觸發器與現場可編程門陣列相連，觸發器用于控制模數轉器的信號采樣周期。輸入信號經放大器Ⅰ處理后實現第一級可變增益放大；信號經放大器Ⅱ第二級放大，并抬高電位，送入模數轉換器進行取樣。模數轉換器將取樣信號送入現場可編程門陣列進行處理。現場可編程門陣列又通過控制觸發器來控制模數轉換器的取樣觸發電平，以完成對信號的等效采樣。每發出一個觸發信號，現場可編程門陣列采集一組波形數據，然后停止數據采集，直至下一個觸發信號發出。