近年來,隨著被測系統(tǒng)越來越復雜,傳統(tǒng)示波器的性能和功能已經很難滿足現(xiàn)代電子測量的要求。國內外示波器廠商大多依靠不斷提高性能指標來保持競爭力,但相應地也會增加研發(fā)成本,同時日益復雜的測試環(huán)境和特殊的測試對象也對示波器的功能多樣性提出了更高的要求。全文旨在研究傳統(tǒng)數(shù)字示波器的功能多樣性拓展,基于虛擬儀器技術以數(shù)字示波器架構為基礎,設計實現(xiàn)采集系統(tǒng)與人機交互的分離,充分利用當今生活中普遍的Wi-Fi和USB,計算機和移動終端資源,將波形的處理顯示放到終端設備中實現(xiàn),降低儀器成本的同時極大地提高儀器使用的靈活性。同時通過改進硬件電路及增加工程代碼,實現(xiàn)波形發(fā)生器、頻率計等儀器功能。全文以多功能虛擬示波器項目為基礎,重點從以下幾個方面展開討論:1、系統(tǒng)整體架構方案設計。結合小型化、低成本、低功耗、高靈活性的設計需求,通過關鍵器件選型分析,基于傳統(tǒng)示波器架構方案確定了本系統(tǒng)“FPGA+ARM”的總體控制結構,并依據(jù)功能的不同將系統(tǒng)分成多個獨立模塊。2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計包括采樣電路的設計、數(shù)據(jù)預處理與緩存的設計以及相關控制模塊的設計。采樣電路主要完成信號的模數(shù)轉換;數(shù)據(jù)預處理與緩存主要用來完成采樣數(shù)據(jù)的抽點、拼合以及存儲;控制模塊可以實現(xiàn)通道控制、觸發(fā)和時基等功能。3、任意波形發(fā)生器設計。為增加系統(tǒng)使用的多樣性和靈活性,通過拓展硬件電路及修改程序代碼,沿用“ARM+FPGA”的波形合成控制結構設計實現(xiàn)任意波形發(fā)生器功能。最終可實現(xiàn)多種波形輸出且頻率切換快速穩(wěn)定。4、電池電源管理。根據(jù)系統(tǒng)供電需求,設計電池管理電路以及高效率的電壓轉換電路。電池管理電路以充電芯片為核心實現(xiàn)對鋰電池的充電控制,同時對電池電量進行實時監(jiān)測顯示;高效率的電壓轉換電路結合系統(tǒng)上電順序和電源開關控制完成為負載供電的多路直流電壓轉換。5、系統(tǒng)功耗動態(tài)管理設計。從整機功耗構成的計算和分析出發(fā),依據(jù)系統(tǒng)工作狀態(tài)的不同,利用軟硬件控制并實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊的功耗動態(tài)管理。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM935.3
【部分圖文】：

MXT2088采樣時序圖

阻抗變換電路的設計原理圖

可變增益調節(jié)電路
【參考文獻】

相關博士學位論文 前1條

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相關碩士學位論文 前10條

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本文編號：2854757