本設(shè)計(jì)基于數(shù)字示波器原理，以高速轉(zhuǎn)換器件、CPLD和單片機(jī)為核心，結(jié)合直接存儲(chǔ)器存?。?a href='http://m.brongaenegriffin.com/tags/dma/' target='_blank' class='arckwlink_none'>DMA）技術(shù)，設(shè)計(jì)制作完成了簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器。此數(shù)字示波器具有實(shí)時(shí)單、雙蹤顯示和存儲(chǔ)、連續(xù)回放顯示功能。整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字存儲(chǔ)示波器的所有功能指標(biāo)。

　　一、 方案設(shè)計(jì)和論證

　　數(shù)字存儲(chǔ)示波器可以方便地對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，并能利用微處理器對(duì)存儲(chǔ)的

　　數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，具有單蹤、雙蹤實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)顯示兩種模式。高速數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、

　　回放及觸發(fā)電平調(diào)節(jié)是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。下面就對(duì)這幾個(gè)重要環(huán)節(jié)做論證和比較：

　　1. 數(shù)據(jù)采集

　　方案一：采用中高速A/D 轉(zhuǎn)換器，由單片機(jī)控制對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采集。限于單片機(jī)的工作頻率，僅可采集低于5KHz 的信號(hào)；對(duì)于更高頻率的信號(hào)，雖然經(jīng)處理后也能采集，但過(guò)程比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)不采用此方案。

　　方案二：用CPLD 控制高速A/D 轉(zhuǎn)換器采集模擬信號(hào)。CPLD 的工作時(shí)鐘頻率可達(dá)幾十兆赫茲，完全可以控制高速A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)的高頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。只要A/D 轉(zhuǎn)換器的速度跟得上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上兆的信號(hào)的采樣。本設(shè)計(jì)采用此方案。

　　2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　方案一：采用雙口RAM存儲(chǔ)采樣量化后的波形數(shù)據(jù)。雖然控制和存儲(chǔ)都很方便，但是本地根本買不到，所以本設(shè)計(jì)不采用此方案。

　　方案二：采用普通RAM 存儲(chǔ)采樣量化后的波形數(shù)據(jù)。雖然軟硬件都比采用雙口RAM復(fù)雜，但是雙口RAM不是哪里都能買到的，這也不失為一種替代的好方法。本設(shè)計(jì)就采用此方案。

　　3. 雙蹤顯示

　　方案一：用兩片A/D 轉(zhuǎn)換器、兩片存儲(chǔ)器和兩片D/A 轉(zhuǎn)換器，分別對(duì)兩路模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、存儲(chǔ)和回放。雙蹤顯示時(shí)，只需要輪流切換兩路輸出信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示。但是此方案①成本很高；②要做兩路控制，軟硬件相對(duì)更加復(fù)雜，本設(shè)計(jì)不采用此方案。

　　方案二：用一片A/D 轉(zhuǎn)換器、一片存儲(chǔ)器和一片D/A 轉(zhuǎn)換器，以高速率切換模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路模擬信號(hào)的采集。存儲(chǔ)時(shí)兩路波形數(shù)據(jù)分別存放在存儲(chǔ)器的奇、偶地址?；胤艜r(shí)把存儲(chǔ)器內(nèi)的波形數(shù)據(jù)按順序讀出，輸出時(shí)同樣以高速率切換模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示。此方案成本低，而且控制方便，本設(shè)計(jì)采用此方案。

　　4. 幅度控制

　　方案一：采用DAC0832 實(shí)現(xiàn)程控電壓衰減。信號(hào)從參考電壓端輸入，單片機(jī)通過(guò)改變送入 DAC0832的數(shù)據(jù)值控制輸出信號(hào)的幅度，即Vo=（D×Vin）/255。它對(duì)低頻信號(hào)的幅度控制很準(zhǔn)，但對(duì)高頻信號(hào)（≥24KHz），輸出波形嚴(yán)重失真。本設(shè)計(jì)不采用此方案。

　　方案二：采用模擬開(kāi)關(guān)和寬帶運(yùn)放，配合精密電位器實(shí)現(xiàn)從0.01V/div到1V/div的多檔垂直分辨率。單片機(jī)控制模擬開(kāi)關(guān)接通不同的電阻，從而實(shí)現(xiàn)不同的放大倍數(shù)，達(dá)到程控放大的目的。此方案對(duì)0～500KHz 信號(hào)的幅度控制較為準(zhǔn)確，所以本設(shè)計(jì)采用此方案。