簡易等效采樣數(shù)字示波器的設計與實現(xiàn)【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)設計】

1、1畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電子信息科學與技術(shù)電子信息科學與技術(shù)簡易等效采樣數(shù)字示波器簡易等效采樣數(shù)字示波器一、選題的背景與意義電子示波器興起于上個世紀四十年代，由于電子設備的開發(fā)需要性能良好的波形觀察工具，示波器成為電子產(chǎn)品開發(fā)者檢測電子線路最有效的工具之一。后隨著半導體和電子計算機的問世，尤其是電子系統(tǒng)的性能隨著半導體集成度及功能的穩(wěn)步提高對示波器性能的要求越來越高，促進了示波器的發(fā)展。在國外，早期主要是模擬示波器的開發(fā)，其帶

2、寬等性能都比較低。隨著半導體和電子計算機的問世，促進電子示波器的帶寬達到100MHz。六十年代美國開發(fā)出帶寬6GHz的取樣示波器、帶寬6GHz的多功能插件式示波器，標志著當時科學技術(shù)的高水平，為測試數(shù)字電路又增添邏輯示波器和數(shù)字波形記錄器。從此模擬示波器發(fā)展緩慢，而數(shù)字示波器發(fā)展迅猛。由于競爭的激烈性，一些國家甚至退出示波器市場，目前美國在示波器方面的技術(shù)處于領(lǐng)先地位。在國內(nèi)，近幾年廠商在數(shù)字示波器市場開發(fā)上取得了很好的成績。但與國外大

3、公司相比，國內(nèi)企業(yè)仍有很大的差距，如產(chǎn)品主要針對中低端市場，無法滿足高速測試需要，測試解決方案擴展低。在國內(nèi)很多廠家、研究機構(gòu)以及一些高校等都在加快示波器的更新?lián)Q代。目前市場上出現(xiàn)的示波器不斷向中高端產(chǎn)品發(fā)展，市場不斷推出性能更加強大的多功能示波器以滿足更高更準的測試要求。示波器是顯示被測量的電信號的瞬時值軌跡變化情況的儀器，分為模擬示波器和數(shù)字示波器。使用者通過使用示波器觀察和測量線路電壓電流波形來檢測電子設備中線路工作異常情況，驗證

4、設備性能是否達標等，給使用者設計電子設備帶來很大的幫助。示波器除觀測電流電壓的波形外，還可以測定頻率、延時等信號特性。目前，示波器在各種科學研究、工程研究、工業(yè)生產(chǎn)及學校教育等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應用。傳統(tǒng)的模擬示波器采用的是模擬電路（示波管，其基礎是電子槍），電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束并打到屏幕上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì)這樣電子束打中的點就會發(fā)出光來。模擬示波器在早期的應用中很好的滿足了當時的應用要求。模32

5、.系統(tǒng)硬件的整體設計3.芯片的選取4.觸發(fā)功能的實現(xiàn)方式5.系統(tǒng)軟件設計三、研究的方法與技術(shù)路線：1.采樣技術(shù)性能采樣技術(shù)是數(shù)字示波器制作一個重要技術(shù)點，也是此次設計的關(guān)鍵。采樣技術(shù)大體分為兩類：實時采樣和等效采樣兩種。實時采樣是示波器在一次觸發(fā)后即能完成整個采集過程，常常受到采樣速率和帶寬等的限制。為了突破實時采樣的固有限制，后來提出了等效采樣。等效采樣（EquivalentSampling）是指對多個信號周期連續(xù)樣來復現(xiàn)一個信號波形

6、，采樣系統(tǒng)能以擴展的方式復現(xiàn)頻率大大超過奈奎斯特極限頻率的信號波形，在高速數(shù)據(jù)周期信號采集系統(tǒng)中有廣泛的應用[2][3]。與實時采樣不同，等效采樣只能用于重復信號，但信號頻率可以很高。在很多場合中，高頻信號都是周期或者準周期的信號，所以我們在保證設計成本的同時利用等效采樣就可以采集和復現(xiàn)高頻信號。本次設計兩種采樣原理都采用，低頻時使用實時采樣，高頻時使用等效采樣。2.等效采樣原理等效采樣分為順序和隨機等效采樣兩種方法。等效采樣又可分為順

7、序等效時間采樣和隨機等效時間采樣，兩者的區(qū)別在于，其采樣不僅僅局限于在觸發(fā)點后，還能在觸發(fā)點之前。順序采樣是按照一個固定的次序進行采集，每到來一個新的觸發(fā)事件就采集一個點，經(jīng)過若干個信號周期后就可以將被測信號的各個部分采樣一遍，從而復現(xiàn)波形[7]。這種采樣方法沒有預觸發(fā)的信息。隨機等效采樣就可提供預觸發(fā)和觸發(fā)信息以及觸發(fā)后的信息。在隨機等效采樣示波器中，每一組采樣點是在隨機的時刻采集的，而與觸發(fā)事件無關(guān)。這些采樣點之間的時間間隔為一已知